[发明专利]一种高功率波导功分馈电电路

权利要求书

1.一种高功率波导功分馈电电路，其特征在于：包括一分N路径向波导功分器、N个相位补偿段、N个圆弧E面90°弯波导、N个扭波导调向段、N个相位调整段，N≥4且N为偶数，整体为轴对称结构；所述一分N路径向波导功分器包括圆波导、鼻锥、N路输出端口，所述圆波导用于连接微波源输入信号，所述鼻锥作为过渡段，用于将所述圆波导TM₀₁模式过渡到同轴波导TEM模式；所述N路输出端口为一个圆盘，在圆盘沿径向开有N路矩形缝隙窗口，用于将所述同轴波导TEM模式微波信号转换回TE₁₀模式，并将注入圆波导的微波功率沿径向进行N路放射状等幅同相输出；所述N个相位补偿段为标准矩形波导，分别连接在一分N路径向波导功分器的N路输出端口上，用于补偿所在支路相位调整段的相位；所述N个圆弧E面90°弯波导用于连接相位补偿段和扭波导调向段，将一分N路径向波导功分器输出的N路径向分布的信号变换为轴向分布；所述N个扭波导调向段用于将N个圆弧E面90°弯波导输出电场的极化方向调整到同一方向上；所述N个相位调整段与N个相位补偿段配合，共同用于调整所述高功率波导功分馈电电路输出信号的相位，使输出信号的相位保持一致；所述N个相位调整段输出端口从上至下沿直线一字排列且电场极化方向均相同。

2.一种根据权利要求1所述高功率波导功分馈电电路，其特征在于：所述一分N径向波导功分器N路输出端口构成的圆盘半径RC满足下式：

其中a为单个输出端口的宽边长度。

3.一种根据权利要求1所述高功率波导功分馈电电路，其特征在于：所述相位补偿段为标准矩形波导，其截面宽边长度为a，窄边长度为b，满足12.96mm≤a≤58.17mm、6.48mm≤b≤29.08mm；N个相位补偿段的长度为Lm，Lm根据相位调整段相位路径总长度进行调整，m＝[1,2,3,…,N/2]。

4.一种根据权利要求1所述高功率波导功分馈电电路，其特征在于：所述圆弧E面90°弯波导，其输入端口与输出端口截面为相同的矩形，宽边长度为相位补偿段截面宽边长度a，窄边长度为相位补偿段截面窄边长度b，转弯半径为RE，满足RE≥1.5b。

5.一种根据权利要求1所述高功率波导功分馈电电路，其特征在于：所述扭波导调向段根据所述圆弧E面90°弯波导输出端口的电场极化方向，扭转不同角度：第一扭波导调向段为0°扭转，以其为起始，到第N扭波导调向段为止，顺时针方向依次扭转(-360°/N)、(-2·360°/N)、(-3·360°/N)、…、[-(m-1)·360°/N]、(+m·360°/N)、[+(m-1)·360°/N]、…、(+3·360°/N)、(+2·360°/N)、(+360°/N)；所述扭波导调向段经过角度扭转后，能够将N个圆弧E面90°弯波导输出端口输出的不同的电场极化方向均调整至同一方向上；所述扭波导调向段中心轴线长度等长且为LT，满足70mm≤LT≤600mm。

6.一种根据权利要求1所述高功率波导功分馈电电路，其特征在于：所述相位调整段的设计过程如下：

相位调整段相邻输出端口的间隔相等且均为D，满足5mm≤D≤30mm；

相位调整段中心轴线长度相等且均为LH，满足150mm≤LH≤350mm；

以所述相位调整段输入端口面中心建立全局坐标系Global-xyz，所述相位调整段输入端口面在Global-xoy平面内投影的端口面中心与所述相位调整段输出端口面中心，在Global-x轴方向上的偏移距离△mx满足下式：

在Global-y轴方向上的偏移距离△my满足下式：

偏移路径总长度偏移角度

以所述全局坐标系Global-xyz的Global-z坐标轴为基准，将所述全局坐标系Global-xyz以所述偏移角度顺时针方向进行旋转，得到局部坐标系Offset-xyz，所述N/2个相位调整段均为类似的弯曲波导结构，包含两段弧长分别为C_1m和C_2m的弯曲波导和一段长度为L_3m的标准矩形波导，其弯曲曲线位于Offset-xoz平面内；

在Offset-xoz平面内，弧长为C_1m的弯曲波导起始点位于(-a/2，-b/2)，中间点位于(-0.25·Δmxy，-0.2·LH)，终点位于(-0.5·Δmxy，-0.4·LH)；弧长为C_2m的弯曲波导起始点位于(-0.5·Δmxy，-0.4·LH)，中间点位于(-0.75·Δmxy，-0.625·LH)，终点位于(-Δmxy，-0.85·LH)，长度为L_3m的标准矩形波导的起始点位于(-Δmxy，-0.85·LH)，终点位于(-Δmxy，-LH)，满足L_3m＝0.15·LH；

所述相位调整段的相位路径总长度为C_1m+C_2m+L_3m。