[发明专利]一种紧凑型超宽带大尺寸同轴功率分配器

说明书

本发明属于电磁场与微波技术领域，具体为一种紧凑型超宽带大尺寸同轴功率分配器，以克服现有超宽带大尺寸同轴功率分配器，在低特征阻抗同轴输入的情况下，传输效率与波形保真度较低的问题。本发明通过改善主路与支路交汇结构，将各条支路导体的外导体与主路导体外导体平滑过渡一体连接，各条支路导体的内导体与主路导体内导体平滑过渡一体连接，同时在在支路与主路交叉处插入低介电常数介质块，消除输入主路末端与支路交汇处出现的较强谐振，使得同轴功率分配器能够在低阻抗大尺寸的情况下，实现冲激脉冲高效率高保真度功率分配。

技术领域

本发明涉及紧凑型超宽带大尺寸同轴功率分配器，属于电磁场与微波技术领域。

背景技术

冲激脉冲系统，在高分辨率成像、目标精确定位、穿墙/地探测、以及近距离高速率通信等许多领域得到了广泛应用。超宽带功分/合成器，作为线路合成/功分、或者空间功率合成/功分必不可少的重要部件，其不仅要满足系统传输频带、传输效率等的要求，同时要结构尽量紧凑，传输保真度尽量高，从而使系统整体性能更加优越。

当功率分配器的传输功率增大时，为了同时满足大功率以及超宽带传输需求，一般选用大尺寸的同轴型传输线进行功率分配。现有超宽带大尺寸同轴功率分配器在低特征阻抗同轴输入的情况下，输入主路芯线末端与支路外壳交汇处会出现较强谐振，从而引入一个较大反射，影响了功率分配器的带宽，使得馈入脉冲较窄时，其传输效率与波形保真度大大下降，影响了系统性能。

发明内容

本发明的目的是提供一种紧凑型超宽带大尺寸同轴功率分配器，以克服现有超宽带大尺寸同轴功率分配器，在低特征阻抗同轴输入的情况下，传输效率与波形保真度较低的问题。

本发明的技术方案是：一种紧凑型超宽带大尺寸同轴功率分配器，其特殊之处在于：包括主路导体、n条过渡段导体和n条支路导体；其中n为大于等于3的整数；主路导体特征阻抗为支路导体的1/n，n条支路导体特征阻抗一致；

主路导体、过渡段导体和支路导体均包括外导体和内导体，主路导体和支路导体的外导体均同轴套设在内导体外部，且与内导体之间具有环形空腔；环形空腔内填充绝缘介质；

n条支路导体通过n条过渡段导体沿主路导体的周向排布在主路导体一端，且n条支路导体位于同一圆周面内；各条支路导体的中心轴线与主路导体的中心轴线之间的夹角为90°；

各条支路导体的外导体与主路导体外导体通过过渡段导体的外导体平滑过渡一体连接；各条支路导体的内导体与主路导体内导体通过过渡段导体的内导体平滑过渡一体连接；

在主路导体的内导体末端与n条过渡段导体的内导体的交汇处插入低介电常数介质，低介电常数介质的介电常数低于环形空腔内的绝缘介质的介电常数。

为了进一步提高功率分配器的传输性能，n条支路导体通过n条过渡段导体沿主路导体的周向均布在主路同轴线一端。

进一步地，主路导体和支路导体中，外导体的横截面为圆环或多边形环状，对应内导体的横截面为圆形或多边形。

进一步地，过渡段内导体包括过渡段内导体的第一部分和过渡段内导体的第二部分两个部分，其中过渡段内导体的第一部分为将支路内导体靠近过渡段内导体的端面沿某旋转轴旋转某一角度α得到；过渡段内导体的第二部分为主路内导体向支路内导体平滑放样后，去除低介电常数介质区域得到。

进一步地，角度α在0°～45°之间。

进一步地，过渡段内导体的第二部分为主路内导体向支路内导体平滑放样时，起始放样平面为主路内导体横截圆面1/N的扇形区域，结束放样曲面为过渡段内导体的第一部分端面，在起始放样平面和结束放样曲面间进行L形圆弧放样。

进一步地，所述主路导体、支路导体和过渡段导体均为金属材质。

进一步地，绝缘介质为变压器油、聚四氟乙烯、尼龙或乙二醇。