[发明专利]一种超宽带平面功率分配/合成器

说明书

本发明公开一种超宽带平面功率分配/合成器。该超宽带平面功率分配合成器包括：微带线功率分配/合成网络、超宽带渐变线阻抗变换器和多个平面带线隔离器；微带线功率分配/合成网络包括多路分支传输端口和一路合成传输端口；每路分支传输端口均对应连接一个平面带线隔离器，合成传输端口连接到超宽带渐变线阻抗变换器的第一端；超宽带渐变线阻抗变换器的宽度由第一端向第二端逐渐减小。本发明的超宽带平面功率分配/合成器能够降低超宽带多路功率合成的合成损耗。

技术领域

本发明涉及射频微波领域，特别是涉及一种超宽带平面功率分配/合成器。

背景技术

近年来，随着微波、毫米波技术不断发展，微波超宽带固态功率放大器以其频带宽、体积小、可靠性高等特点，在电子对抗领域、电子测量领域获得广泛运用；并且，以砷化镓、氮化镓为代表的第三代宽禁带化合物半导体单片微波集成电路性能不断提升，在单倍频程、甚至多倍频程工作带宽内可以输出数十瓦的微波功率，但是随着功率的增加，器件的热耗也不断增加，成为了限制器件功率性能的主要原因，为了获得更大的输出功率，必须采用功率合成技术。

功率合成技术是将多个放大器件经过功率合成网络功率矢量叠加，增大输出功率的技术。经过多年发展，功率合成技术大致分为电路功率合成技术、空间功率合成技术、混合型功率合成技术，而固态功率放大器设计中通常采用微带线功率合成技术和金属波导内空间功率合成技术，金属波导内空间功率合成技术，主要用过电磁场矢量的叠加来增加电场强度，采用的实现手段一般通过波导T支节、分支波导、魔T等功率分配波导元件组合实现多路合成网络再通过波导—微带线过渡结构实现功分网络同半导体有源器件的结合，虽然金属波导功率容量高、损耗小，但波导器件由于其工作模式都具有截止频率，因此，很难被运用在超宽带功率合成放大器中，并且，波导器件尺寸较大，很难实现小型化；而微带线功率合成技术由于其传播模式为准TEM模式，工作频带宽，并且微带线具有体积小，易于同半导体功率器件集成的特点，因此，基于微带线的超宽带功率合成技术具有很高的研究价值。

已有报道的微带线超宽带合成器设计方法中，要实现多路合成的合成器需要实现多路合成，需要多级级联合成器单元，加剧合成损耗。

发明内容

本发明的目的是提供一种超宽带平面功率分配/合成器，降低多路多级合成损耗。

一种超宽带平面功率分配/合成器，包括：微带线功率分配/合成网络、超宽带渐变线阻抗变换器和多个平面带线隔离器；

所述微带线功率分配/合成网络包括多路分支传输端口和一路合成传输端口；每路所述分支传输端口均对应连接一个平面带线隔离器，所述合成传输端口连接到所述超宽带渐变线阻抗变换器的第一端；所述超宽带渐变线阻抗变换器的宽度由第一端向第二端逐渐减小。

可选的，所述微带线功率分配/合成网络还包括多路分支传输线和一路合成传输线；每路所述分支传输线的一端均对应连接到对应的所述分支传输端口，另一端汇聚到所述合成传输线的一端；所述合成传输线的另一端连接到所述合成传输端口。

可选的，所述平面带线隔离器的信号通过方向与对应的分支传输端口的信号传输方向一致。

可选的，多个所述平面带线隔离器均匀排列。

可选的，多路所述分支传输线的长度相同。

可选的，每路所述分支传输线的阻抗均为50Ω，所述合成传输线的阻抗为50/NΩ，N为分支传输线的条数。

可选的，除两侧的分支传输线以外的分支传输线均具有一段弯折成U型。

可选的，所述超宽带渐变线阻抗变换器的第二端的宽度与各所述分支传输线的宽度相同。