[发明专利]一种波导H-T结及毫米波波导平面功率分配合成网络

说明书

本发明公开了一种波导H‑T结及毫米波波导平面功率分配合成网络，属于微波毫米波无源器件领域中的功率分配/合成器。本发明波导H‑T结包括三个标准矩形波导管，还包括波导匹配结构，波导匹配结构包括设于波导腔内的阶梯结构以及位于第一波导管末端处的收窄结构。本发明毫米波波导平面功率合成网络的功率分配器和功率合成器是以波导H‑T结为基本单元进行二进制树形级联实现的。本发明波导H‑T结可以实现良好的匹配效果，其结构简单，易于加工实现。本发明的波导平面功率分配合成网络结构简单、紧凑，易于实现，其结构设计非常巧妙，可以极大地节省空间，从而有助于实现装置的小型化。

技术领域

本发明涉及一种波导H-T结及毫米波波导平面功率分配合成网络，属于微波毫米波无源器件领域中的功率分配/合成器，特别适用于作为卫星通信微波信道设备功率放大器的功率合成器。

背景技术

卫星通信正在向Ka等更高的通信频段发展，通信容量越来越大，因而所需要的微波毫米波信道设备的功率越来越大，但是在微波毫米波频段单个固态功率放大器芯片的输出功率有限，因而在卫星通信的高频段固态功率放大器均采用功率合成的方式。

目前，在这些频段应用最多的功率合成技术是波导内空间功率合成。波导内空间功率合成既能有效地解决各个功率单片的散热又能提高多路合成时的功率合成效率，更适合应用于在这些频段产生较大的整机输出功率。随之，如何设计幅度相位一致性好、插入损耗小、体积小的波导空间功率合成网络，就成了研制高功率输出微波毫米波功率放大器的瓶颈之一。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种波导H-T结及毫米波波导平面功率分配合成网络，该波导H-T结具有匹配性好的特点，该网络具有幅相一致性高、插入损耗小、体积小、合成效率高、频带宽的特点。

为解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案是：

一种波导H-T结，包括三个标准矩形波导管，其中，第二波导管与第三波导管位于同一直线上，第一波导管与第二、第三波导管相垂直；此外，还包括波导匹配结构，所述波导匹配结构包括设于波导腔内的阶梯结构以及位于第一波导管末端处的收窄结构；所述阶梯结构正对第一波导管，所述阶梯结构在竖直方向上贯穿整个波导腔，所述阶梯结构与波导腔的侧壁不相接触，所述阶梯结构由叠置的下方长方体金属块和上方长方体金属块组成，上方长方体金属块的尺寸小于下方长方体金属块的尺寸；所述收窄结构为位于第一波导管末端交接面两窄边处的竖向金属柱。

本发明还提供一种毫米波波导平面功率分配合成网络，其包括波导功率分配器和波导功率合成器；所述波导功率分配器和波导功率合成器均以腔体形式集成在同一个装置本体中，波导功率分配器和波导功率合成器均为二进制树形级联结构；所述二进制树形级联结构以如权利要求1所述的波导H-T结为基本单元，且下一级波导H-T结的第一波导管通过直波导与上一级波导H-T结的第二或第三波导管连接；两个二进制树形级联结构的首级波导H-T结的第一波导管的朝向相反，两个二进制树形级联结构的分布区域彼此平行，两个二进制树形级联结构的级数相同；两个二进制树形级联结构的所有末级波导管均通过波导E面90°阶梯过渡弯角导向同一方向，并通过直波导开口于所述装置本体的同一个外表面上；两个二进制树形级联结构中，一者的首级波导H-T结的第一波导管通过第一波导结构开口于所述装置本体的一侧表面上，另一者的首级波导H-T结的第一波导管通过第二波导结构开口于所述装置本体的对侧表面上。

在一种更具体的情况下，所述第一波导结构为直波导，所述第二波导结构由直波导和两个波导E面90°阶梯过渡弯角组成。

在一种更具体的情况下，所述波导功率合成器的波导尺寸小于所述波导功率分配器的波导尺寸。

在一种更具体的情况下，所述二进制树形级联结构为2、3、4或5级级联。