[实用新型]高频率稳定度功率合成器

说明书

本实用新型是属于微波、毫米波领域中的非谐振功率合成技术。

常见的非谐振式功率合成器，如环行器功率合器，是用微波、毫米波环行器电路将两个微波振荡器的功率进行合成，图1是该合成器的线路示意图。由图可见被合成的两个振荡器分别接在环行器端口①和端口②处，合成的功率从端口③输出。若将前一级环行器功率合成器输出，作为后一级环行器功率合成器的输入，则构成环行器多级功率合成器。原理图如图2所示。

又如矩形波导H面T型结头功率合成器（微波学报1993.NO.2），它是用单个H面T型结头，将两个微波振荡器的功率进行合成，图3是该合成器的线路示意图。被合成的振荡器接在矩形波导H面T型结头的端口①和端口②，合成的功率从端口③输出。

再如3－db电桥功率合成器，它是利用一个3－db的电桥将三个微波振荡器分别接在3－db电桥的①、②、③端口，对电桥而言，①、④臂间以及②、③臂间是隔离臂，合成的功率从④臂输出，其原理示意图如图4所示。

以上所列举的功率合成器，它们的电路简单、调试使用方便、体积也不大，但它们有一个共同的不足之处，即频率稳定度不高（包括长稳和短稳），由此带来了功率输出电平也不稳定。

本实用新型的目的是为了设计出一种价格低廉，合成效率高，合成方式简单，易于控制调试频率，而且频率稳定度高的功率合成器。

本实用新型的设计方案是，用一个环行器、两个振荡器、（被合成源）、一个H面T型结头、一个可调短路活塞；或者用一个环行器、两个振荡器、一个H面T型结头、一个按照所需设计的高Q稳频腔来按要求组成，从而构成一个不带高Q腔、或带高Q腔的具有自注入锁定功能的高频率稳定度的功率合成器。

本实用新型线路结构是：在一个按规定环行方向的环行器输入端口②接入一个被合源（振荡器），在环行器的输出端口③接上H面T型结头的端口①、或端口②，在H面T型结头的端口②、或端口①接入另一个被合成源，H面T型结头的端口③则为合成功率的输出口。在环行器端口①接上一个可调谐部件，该部件是可调短路活塞、或高Q稳频腔。在环行器端口①接入可调短路活塞时，原理图如图5、图6所示，利用该活塞来调谐功率合成器的频率和功率大小，同时利用它也实现了自注入锁定的功能，从而达到高频率稳定度。当在环行器的端口①接入高Q稳频腔时，接入的方式有图7、图8、图9三种形式，其中图7、图8、图9分别为反射型、频带反射型、通过一反射型接入。其高Q稳频腔应按所需要的接入型式进行设计，高Q稳频腔是可以调谐的，利用高Q稳频腔的调谐活塞，可改变功率合成器的频率。这种带高Q稳频腔的功率合成器的频率稳定度，较没有高Q稳频腔的频率稳定度更高。

本实用新型所提供的功率合成器，由于采用环行器，短路活塞，并配合H面T型结头（也可用定向耦合器，销钉等来实现），使之适当反馈回部分微波能量，对本身振荡器进行自注入锁定或加高Q稳频腔加以频率稳定，从而使其频率稳定度较普通功率合成器的频率稳定度高1－2个数量级。原有的功率合成器频率稳定度一般为（10^－3～10^－4）。本实用新型提供的功率合成器调试方便，使用时改变调谐也方便。本功率合成器不仅可以单独使用，而且还可以作为各种类型的多级功率合成器的第一级，如图10、图11、图12所示。从而提高了各种类型的多级功率合成器的频率稳定度。采用本实用新型作为多级功率合成器的第一级时，可以是图5至图9中所示的任何一种型式。因此，本实用新型提供的功率合成器具有高频率稳定度和广泛的适用性。

附图说明：

图1是环行器功率合成器示意图

图2是环行器多级功率合成器示意图

图3是矩形波导H面T型接头功率合成器示意图

图4是3－db电桥功率合成器示意图

图5、图6、图7、图8、图9是本实用新型提出的功率合成器几种基本电路示意图

图10、图11、图12是利用本实用新型作为各种类型多级功率合成器第一级时的示意图

图13是利用本实用新型作为多级功率合成器第一级时，环行器端口①处接上可调短路活塞时的示意图。

图14是利用本实用新型作为多级功率合成器第一级时，环行器端口①处接上高Q稳频腔时的一种示意图。

图13、图14中所示1－频率微调；2－振荡器件；3－振荡器；4－隔离器；5－H面T型结头；6－可调短路活塞；7－环行器；8－高Q稳频腔；9－匹配负载。各附图中的直线箭头指向表示合成功率输出。

下面结合附图13、附图14通过实施例说明本实用新型。