[发明专利]一种新型高功率威尔金森合成器

说明书

本发明属于微波合成器件领域，涉及一种新型高功率威尔金森合成器。该合成器包括第一λ/4微带线、第二λ/4微带线、第三λ/4微带线、第四λ/4微带线、第五λ/4微带线、隔离电阻；第一λ/4微带线、第二λ/4微带线、第三λ/4微带线、第四λ/4微带线的特征阻抗均为50Ω，第五λ/4微带线的特征阻抗为30.35Ω，隔离电阻的阻值为100Ω；第一λ/4微带线与第三λ/4微带线和隔离电阻连接的端口相连，第二λ/4微带线与第四λ/4微带线和隔离电阻连接的端口相连，第三λ/4微带线与第四λ/4微带线和第五λ/4微带线连接的端口相连。与现有的威尔金森合成器对比，本发明的威尔金森合成器的功率容量提升了2/3。

技术领域:

本发明属于微波传输器件领域，涉及一种高功率威尔金森合成器。

背景技术：

微波合成器的功能是将两个功率较小的微波合成为一个功率较大的微波，在微波通信、雷达系统中广泛应用。威尔金森合成器是微波合成器的常见结构。微带线是实现威尔金森合成器的常见形式，微带线具有体积小、重量轻、成本低的优点，但是和波导结构相比功率容量较低。限制微带线形式的威尔金森合成器的主要因素是微带线的宽度。微带线特征阻抗Z₀越小，微带线宽度W越宽，微带线宽度W和微带线特征阻抗Z₀的关系见图1。同时有研究表明，微带线的温度变化△T和微带线传输功率P的关系见公式(1)。L为微带线长度(单位：米)，A为介质板的热传导系数(单位：瓦特/(米·开尔文))，H为介质板厚度(单位：米)，M为单位长度的插入损耗(单位：dB/米)。微带线介质板材料确定后，A、H、M、L恒量，所以微带线宽度W增大，微带线的功率容量P会增大。因此，微带线特征阻抗Z₀越小，微带线宽度W越宽，微带线的功率容量P越大。

现有的威尔金森合成器是对称的，因此现有的威尔金森合成器的功率容量为公共端口功率容量的一半，即50Ω微带线功率容量的一半，现有的威尔金森合成器存在功率容量不够高的问题。因此设计一款高功率的威尔金森合成器很有必要。

发明内容：

本发明为了提升威尔金森合成器的功率容量，提出了一种新型高功率威尔金森合成器，增大了公共端口微带线的宽度，提升了威尔金森合成器的功率容量。

本发明的技术方案如下：

本发明的威尔金森合成器的结构见图2。它包括第一λ/4微带线(1)、第二λ/4微带线(2)、第三λ/4微带线(3)、第四λ/4微带线(4)、第五λ/4微带线(5)、隔离电阻(6)。第一λ/4微带线(1)、第二λ/4微带线(2)、第三λ/4微带线(3)、第四λ/4微带线(4)的特征阻抗均为50Ω，第五λ/4微带线(5)的特征阻抗为30.35Ω，隔离电阻(6)的阻值为100Ω。

第一λ/4微带线(1)与第三λ/4微带线(3)和隔离电阻连接的端口相连，第二λ/4微带线(2)与第四λ/4微带线(4)和隔离电阻连接的端口相连，第三λ/4微带线(3)与第四λ/4微带线(4)和第五λ/4微带线(5)连接的端口相连。

进一步地，第一λ/4微带线(1)和第二λ/4微带线(2)是两个等分的输入端口。

进一步地，第五λ/4微带线(5)是公共端口。

本发明的有益效果：

本发明的威尔金森合成器是对称的，因此本发明的威尔金森合成器的功率容量为第五λ/4微带线(5)功率容量的一半，即35.35Ω微带线功率容量的一半。根据背景技术分析，35.35Ω微带线的宽度为50Ω微带线的宽度的的5/3倍，所以30.35Ω微带线的功率容量比50Ω微带线的功率容量高2/3，因此本发明的威尔金森合成器的功率容量比现有的威尔金森合成器的功率容量高2/3。因此本发明的威尔金森合成器功率容量比现有的威尔金森合成器高2/3。本发明的威尔金森合成器结构简单、普适性强，在高功率微波功率合成领域具有较高的实际应用价值。

附图说明：