[发明专利]一种超宽带波导径向功率合成器

说明书

本发明公开一种超宽带波导径向功率合成器。该合成器包括：同轴线输出结构、同轴线‑径向波导过渡结构和多个脊波导双脊探针输入结构；同轴线‑径向波导过渡结构包括上圆盘、下圆盘和锥台；同轴线输出结构、上圆盘、锥台和下圆盘同轴设置；锥台位于上、下圆盘之间并固定在下圆盘上；脊波导双脊探针输入结构包括上下对应设置的上、下脊探针；多个上脊探针沿径向均匀分布在上圆盘的四周，每个上脊探针均与上圆盘的边缘连接；多个下脊探针沿径向均匀分布在下圆盘的四周，每个下脊探针均与下圆盘的边缘连接；同轴线输出结构的底端固定在锥台上；在上圆盘的中心开设有圆孔，同轴线输出结构穿过圆孔且与圆孔连接。本发明的合成器能够实现超倍频程。

技术领域

本发明涉及微波和毫米波领域，特别是涉及一种超宽带波导径向功率合成器。

背景技术

近年来，微波、毫米波固态功率放大器以其体积小、重量轻、可靠性高的优势在无线通讯、仪器测量、电子对抗领域得到广泛运用；虽然第三代宽禁带化合物半导体GaN、GaAs的微波功率器件的性能不断提升，单个芯片的工作频率高、工作频带宽、输出功率大。但是在高功率微波系统中，单个功放芯片输出功率显然难以满足系统对功率的需求。因此，采用固态功放芯片作为单元电路、低损耗的功率分配/合成器作为合成网络，利用功率合成技术提高输出功率是现阶段实现高功率固态系统的必由之路。

按合成方式划分，常用的微波功率合成技术可以分为以下几种：基于带线的平面合成技术和基于波导的合成技术。基于带线的平面合成技术具有体积小、工作频带宽的优点，但是随着工作频率的升高、合成路数的增加，由于其介质损耗和辐射损耗显著，合成效率大大降低；基于波导的合成技术具有低损耗、高功率容量的优点，适用于微波、毫米波高功率合成系统。

现有的基于波导的合成技术包括通过电场耦合结构实现输入同轴波导到径向波导的过渡和径向波导到输出同轴波导的过渡，实现了8路径向功率合成器；该合成器在-15dB回波参考标准下工作频率覆盖7-14GHz，实现单个倍频程。目前现有的波导的合成技术无法实现超倍频程。

发明内容

本发明的目的是提供一种超宽带波导径向功率合成器，实现超倍频程。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

一种超宽带波导径向功率合成器，包括：同轴线输出结构、同轴线-径向波导过渡结构和多个脊波导双脊探针输入结构；

所述同轴线-径向波导过渡结构包括上圆盘、下圆盘和锥台；所述同轴线输出结构、所述上圆盘、所述锥台以及所述下圆盘同轴设置；所述锥台位于所述上圆盘与所述下圆盘之间，所述锥台固定在所述下圆盘上；

每个所述脊波导双脊探针输入结构包括上下对应设置的上脊探针和下脊探针；

多个所述上脊探针沿径向均匀分布在所述上圆盘的四周，每个所述上脊探针均与所述上圆盘的边缘连接；多个所述下脊探针沿径向均匀分布在所述下圆盘的四周，每个所述下脊探针均与所述下圆盘的边缘连接；

所述同轴线输出结构的底端固定在所述锥台上；在所述上圆盘的中心开设有圆孔，所述同轴线输出结构穿过所述圆孔且与所述圆孔连接。

可选的，所述脊波导双脊探针输入结构还包括两个脊波导；每个所述上脊探针的外端通过一个所述脊波导连接到径向波导，每个所述下脊探针的外端通过另一个所述脊波导连接到径向波导。

可选的，每个所述脊波导的延伸方向均沿径向。

可选的，所述同轴线输出结构包括同轴设置的内导体和外导体；所述外导体套设在所述内导体外；所述内导体的直径与所述外导体的内径从下至上均匀减小。

可选的，所述外导体与所述圆孔连接，所述内导体向下伸出所述外导体且与所述锥台固定连接。

可选的，所述锥台下表面的直径小于所述下圆盘的直径。