[发明专利]微波高隔离度多路腔体功率分配器

说明书

本发明提供一种微波高隔离度多路腔体功率分配器，电磁能量经同轴端口馈入功分腔内，经腔体内不等高度的阶梯圆柱实现阻抗匹配与模式变换后由功分输出端口输出。在功分腔输入端口处由嵌套在内导体上的微带线将不平衡的能量信号引入到隔离电路中，经隔离电阻吸收实现各输入端口之间的高隔离特性。本功分器拥有结构紧凑，加工装配简单，功分/合成效率高，隔离度高，功分/合成功率大等多种优点。

技术领域

本发明属于无线通信系统与技术领域，涉及一种微波高隔离度多路腔体功率分配器。

背景技术

当前，卫星导航、深空探测、遥感探测、电子侦察、电子对抗和新一代通信技术等军用或民用无线通信系统、微波系统均对系统的信号功率和信道数量提出较高要求。利用具有高隔离度的功分器实现系统有源组件的冗余设计、大功率设计，是实现高性能系统重要方法。然而，当前实现大功率的方案大多基于电真空器件，如微波调速管放大器和行波管放大器等，这类器件虽然可以实现很高的输出功率，但工作电压通常达到几千伏特，且器件的可靠性低，重量重，尺寸大，工艺复杂，难以批量生产或加工，对于对尺寸、重量、物料成本或成品率有严格要求的应用场合难以发挥作用。近年以来随着GaSi、InP、GaN和SiC等化合物半导体材料设计实现的固态功率放大器出现，研究利用微波毫米波固态器件实现大功率输出成为热点，广泛利用固态电路实现大功率的系统整机功率输出成为解决上述电真空器件缺点的重要方案。然而到目前为止，在很多应用中，依然存在系统所要求的功率远远大于单个固态功率放大器的饱和输出功率的情况，此时通过将信号通过功分网络分成多路，分别通过放大器放大，最后合成网络实现功率合成和大功率输出的方案成为大部分情况下可选的最优方案。

虽然功率分配/合成技术经过几十年的发展，各种合成技术和结构不断涌现，然而当前各类合成方案均具有较大的局限性，如体积大、功率容量低等。典型的基于波导结构实现的多路功分，虽然功分/合成效率高，实现功分的功率大，但往往体积巨大，且较难实现各输入端口之间的隔离。一些基于魔T结构的多路功分器则加工装配复杂，且需要制作专门的匹配负载，在实际应用中多有不便。由此可见，研究一种易于加工的、紧凑的、高隔离的大功率多路功率分配/合成器对现代大功率微波毫米波电路系统尤为重要。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对现有技术的不足，提供一种加工装配简单、紧凑型、高隔离的多路腔体功率分配器。

本发明的技术方案如下：

一种微波高隔离度多路腔体功率分配器，其中包括输入输出端口，功分腔体和微带隔离电路三个部分，可实现功分路数N≥2的多路大功率功分。

所述的高隔离多路腔体功率分配器，其中，功分腔体基于腔体结构实现。

进一步的，所述的高隔离多路腔体功率分配器，其中，所述功分腔体内输入与输出端口处分别置入不等高度的圆柱形匹配阶梯，匹配阶梯中央开有暗孔，方便输入与输出同轴内导体插入，实现快速装配。

进一步的，所述的高隔离多路腔体功率分配器，其中，所述功分腔体内置入与腔体形状一致的介质(聚四氟乙烯)，以减小体积并提升功率容量。

所述的高隔离多路腔体功率分配器，其中，隔离电路通过从功分腔体内引出电磁能量在微带介质板上接入隔离电阻实现。

进一步的，所述的高隔离多路腔体功率分配器，其中，所述隔离电路的微带介质板由输入端口穿过一段同轴内导体实现。

进一步的，所述的高隔离多路腔体功率分配器，其中，所述隔离电路中的微带电路经过一段微带线与N个隔离电阻星型连接。

所述的高隔离多路腔体功率分配器，可将输入输出端口对调而作为功率合成器使用。

所述的高隔离多路腔体功率分配器，其长宽高均在所设计频段中心频率对应的一个波长内。

所述的高隔离多路功分器，因功分电路使用腔体实现，因而具有高功率和低损耗的特性。