[发明专利]一种基于扫频调相的新型注入锁定磁控管功率合成系统

说明书

本发明涉及一种基于扫频调相的新型注入锁定磁控管功率合成系统，包括固态信号源、同轴功分器、第一射频线缆、第二功率放大器、第二环形器、第二磁控管、合路器、负载、第二射频线缆、第一功率放大器、第一环形器、第一磁控管和耦合器，所述固态信号源的输出端连接有同轴功分器，所述第二功率放大器的末端连接有第二环形器。该基于扫频调相的新型注入锁定磁控管功率合成系统省去了传统合成方式中的鉴相器、移相器以及中央控制系统，从而简化了系统结构，大大降低了系统成本；系统中的主要器件为波导器件、同轴传输线等，抗干扰能力强，稳定可靠，且使用寿命大大提高，使整体的功率合成系统结构简单、总体成本非常低、且系统工作稳定可靠。

技术领域

本发明涉及微波源技术领域，具体为一种基于扫频调相的新型注入锁定磁控管功率合成系统。

背景技术

磁控管因其具有价格低、效率高、功率高、体积小、重量轻等优势已经广泛应用于化工、冶金、食品、干燥等领域。工业技术的快速发展导致了对高功率微波源的迫切需求，然而，单个磁控管的微波输出功率有限，难以满足工业应用的需求。而功率合成是解决此问题的一种行之有效的方案。

要实现高效率的微波相干功率合成，需要各磁控管微波源的输出频率一致，相位相同。然而，自由振荡磁控管存在输出频谱不稳定、一致性差等问题，难以实现高效率的相干微波功率合成。而注入锁定技术通过对磁控管注入一个高稳定性的小信号，可以将磁控管的输出频率锁定到注入信号的频率上。因此，注入锁定技术广泛应用于高效率磁控管相干功率合成系统中。

现有的技术在通过注入锁定技术保证了功率合成系统中各磁控管微波源的输出频率一致后，还需要调节各磁控管输出信号之间的相位差，以保证在合路端口各个磁控管输出信号的相位一致，从而实现高效率的微波功率合成。而在目前的功率合成系统中，相位的调节通常通过注入信号中的移相器实现；需要通过鉴相器等对两路磁控管的输出信号进行检测并测量两路磁控管输出信号的相位差，然后将相位差反馈到中央控制系统并计算得出要调节的相位值，并通过移相器调节注入信号的相位，最终实现两路注入锁定磁控管的输出相位一致，从而实现高效率的相干功率合成。可以看出，现有的技术中注入锁定磁控管功率合成方案系统复杂、成本高、且鉴相器和移相器等电子器件在工厂车间等复杂电磁环境下易受干扰，稳定性差。鉴于以上现有技术中存在的缺陷，有必要将其进一步改进，使其更具备实用性，才能符合实际使用情况。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于扫频调相的新型注入锁定磁控管功率合成系统，以解决上述背景技术中提出的现有的入锁定磁控管功率合成方案系统复杂、成本高、且鉴相器和移相器等电子器件在工厂车间等复杂电磁环境下易受干扰，稳定性差的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种基于扫频调相的新型注入锁定磁控管功率合成系统，包括固态信号源、同轴功分器、第一射频线缆、第二功率放大器、第二环形器、第二磁控管、合路器、负载、第二射频线缆、第一功率放大器、第一环形器、第一磁控管和耦合器，所述固态信号源的输出端连接有同轴功分器，所述同轴功分器的输出端连接有第一射频线缆和第二射频线缆，其中；

所述第一射频线缆的末端连接有第二功率放大器，所述第二功率放大器的输出端连接有第二环形器，所述第二环形器的一端连接有第二磁控管，所述第二环形器的另一端与合路器的一端相连接；

所述第一功率放大器的输入端连接有第二射频线缆，所述第一功率放大器的输出端连接有第一环形器，所述第一环形器的一端与合路器相连接。

优选的，所述第一射频线缆的长度小于第二射频线缆的长度。

优选的，所述合路器与负载之间连接有耦合器，且耦合器作为测试用。

优选的，所述合路器包括但不限于E-T、H-T、魔T。