[发明专利]一种高功率波导功分馈电电路

说明书

本发明属于高功率微波技术领域，具体涉及一种高功率波导功分馈电电路，其用于高功率微波传输和发射，包括用于高功率微波阵列天线馈电，包括一分N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；本发明具有以下技术效果：圆波导TM₀₁转换为矩形波导TE₁₀模式转换效率高，同时抑制其他高阶模式；功率容量高，可承受GW量级微波信号；结构简单，仅通过弯曲波导和扭波导即可将微波信号的电场极化方向调整至同一朝向以及输出端口相位一致性；此外还满足了微波输入端与输出端共面需求，多路输出端沿同一直线排列且电场极化方向也在同一直线方向上。

技术领域

本发明属于高功率微波技术领域，具体而言，涉及一种高功率波导功分馈电电路，其用于高功率微波传输和发射，包括用于高功率微波阵列天线馈电。

背景技术

高功率微波系统为了获得更高辐射增益、更大辐射效率、更远作用距离，一种非常有效的途径就是采用大规模阵列天线进行高功率微波发射，而波导功分馈电电路是高功率微波阵列天线设计与实现的前提。

在高功率微波天线领域，通常要求阵列天线的馈电电路必须具备较高的功率容量和紧凑的结构，有不少学者对高功率波导功分馈电电路结构进行了研究。Xiang Qiang Li等人设计了基于径向线波导馈电的高功率螺旋阵列天线(X.Q.Li,Q.X.Liu,X.J.Wu,etal.A GW level high-power radial line helical array antenna[J].IEEETransactions on Antennas and Propagation,2008,59(9):2943-2948.)，该馈电结构通过双层径向线波导将同轴TEM模式转换成径向线传输的TEM模式，但是该结构仅适用于TEM模式传输，不能用于其它模式。张宏伟等人设计了一种实现波束阵列天线扫描的1分24路功分馈电网络结构(张宏伟，刘朝阳，于志华等，高功率无移相器自旋转[J]，强激光与粒子束，2018，30(07)：69-73)，但是该功分馈电电路结构无法适配于微波输入端口与输出端口中心轴线相互平行而且共面的应用需求；孟儒博士提出了一种基于扇形波导的高功率平面多路功分馈电电路结构(孟儒，高功率微波功分移相网络与漏波阵列天线研究[D]，中国科学技术大学博士学位论文，2018)，但是，该设计通过调节波导宽边尺寸实现调相结构，不利于加工，且不便于进行多路扩展；余龙舟博士设计了一款基于矩形波导窄边缝隙耦合馈电的平面矩形栅格阵列馈电结构(余龙舟，高功率微波新型扫描阵列天线研究[D]，国防科技大学博士学位论文，2019)，该馈电结构适用于高功率螺旋阵列天线，但是该功分馈电电路结构设计较为复杂。

波导功分馈电电路是高功率微波传输和发射系统中的重要组成部分；一是其能够将微波输入功率按照一定的比例分配到各条支路，确保各条支路所需的激励幅度和相位，以实现发射或传输系统的预期性能；二是能够满足输入端口中心轴线与输出端口中心轴线相互平行而且共面的应用需求。但是现有的波导馈电电路结构不能同时满足上述需求；因此，希望有一种高功率波导馈电电路结构来解决上述缺陷。

发明内容

本发明的目的在于提出一种高功率波导功分馈电电路，可用于大规模波导阵列天线等微波技术领域，能够满足微波传输或发射系统的输入端口和输出端口中心轴线相互平行而且共面的需求，以及N路输出端口沿同一直线排列，N路输出端口的电场极化方向在同一直线上，且各输出端口相位同相。