本技術(shù)涉及功率合成器，具體涉及一種具有同軸到平面?zhèn)鬏斁€轉(zhuǎn)換的空間場功率合成器。

背景技術(shù)：

1、功率合成器是一種能夠?qū)⒍鄠€單元的輸出功率有效疊加獲得更高輸出功率的器件，如果可以合成的路數(shù)越大，那么在合成端就可以得到更高的輸出功率。目前的功率合成器具有各種各樣的結(jié)構(gòu)，適用于各種不同的場合，但是總的來說，傳統(tǒng)的基于平面的合成器在結(jié)構(gòu)實現(xiàn)上都比較復(fù)雜，降低損耗和有效散熱問題都很難解決，因而合成效率和合成功率并不理想，而且沒有對于高頻端的寄生效應(yīng)優(yōu)化手段，具有損耗大、傳輸帶寬窄、功率承受能力低的缺點，不適合于大功率合成和高頻應(yīng)用，而目前基于波導(dǎo)的矩形波導(dǎo)合成器雖然彌補了平面合成器的部分不足，具有較高的功率承受能力，但由于其帶寬窄，無法覆蓋多倍頻程。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、本實用新型需要解決的技術(shù)問題是提供一種具有同軸到平面?zhèn)鬏斁€轉(zhuǎn)換的空間場功率合成器，可使得功率合成器的帶寬得到充分展寬，實現(xiàn)覆蓋多倍頻程。

2、為解決上述技術(shù)問題，本實用新型所采取的技術(shù)方案如下。

3、具有同軸到平面?zhèn)鬏斁€轉(zhuǎn)換的空間場功率合成器，包括一個輸出端子和若干個輸入端子，其中，還包括用于與若干個輸入端子連接的輸入部分、與輸入部分連接來將若干個輸入端子的阻抗匹配至內(nèi)部的傳輸部分以及連接在傳輸部分和輸出端子之間、用于實現(xiàn)輸入端子的阻抗轉(zhuǎn)換和合并并與單個輸出端子阻抗匹配的階梯傳輸部分；

4、所述傳輸部分包括圓柱內(nèi)導(dǎo)體和套設(shè)在圓柱內(nèi)導(dǎo)體外部并與圓柱內(nèi)導(dǎo)體同軸設(shè)置且存有間隙的圓柱外導(dǎo)體；所述圓柱外導(dǎo)體遠離輸入部分的末端超出圓柱內(nèi)導(dǎo)體遠離輸入部分的末端，圓柱內(nèi)導(dǎo)體和圓柱外導(dǎo)體上沿周向均勻開設(shè)有與輸入端子數(shù)量相同且縱向開設(shè)的槽，圓柱內(nèi)導(dǎo)體和圓柱外導(dǎo)體的各實體部位一一對應(yīng)設(shè)置且之間形成與輸入端子數(shù)量相同、用于將輸入端子提供的射頻能量傳播至階梯傳輸部分的傳輸線；

5、所述階梯傳輸部分包括與圓柱內(nèi)導(dǎo)體的末端連接且直徑向遠離圓柱內(nèi)導(dǎo)體方向逐漸減小的階梯內(nèi)導(dǎo)體以及與圓柱外導(dǎo)體的末端連接且直徑向遠離圓柱外導(dǎo)體方向逐漸減小的階梯外導(dǎo)體；所述階梯外導(dǎo)體套設(shè)在階梯內(nèi)導(dǎo)體的外部并與階梯內(nèi)導(dǎo)體同軸設(shè)置且之間通過存有間隙形成用于實現(xiàn)輸入端子的阻抗轉(zhuǎn)換和合并以與單個輸出端子阻抗匹配的階梯傳輸線。

6、優(yōu)選的，所述輸入部分包括端支撐，端支撐的側(cè)壁上沿周向呈陣列分布有與傳輸線一一對應(yīng)設(shè)置且凸出端支撐側(cè)壁設(shè)置的若干個同軸導(dǎo)體；各所述輸入端子分別通過同軸導(dǎo)體與圓柱內(nèi)導(dǎo)體連接。

7、優(yōu)選的，所述端支撐的側(cè)壁上沿周向等角分布有與同軸導(dǎo)體數(shù)量相同、用于穿過同軸導(dǎo)體的通孔；所述同軸導(dǎo)體包括輸入外導(dǎo)體，輸入外導(dǎo)體的內(nèi)部穿設(shè)有絕緣體，絕緣體的內(nèi)部穿設(shè)有金屬套筒，金屬套筒的內(nèi)部穿設(shè)有中心導(dǎo)體；所述中心導(dǎo)體的頂端與輸入端子連接，中心導(dǎo)體的底端延伸超出端支撐的內(nèi)壁與圓柱內(nèi)導(dǎo)體遠離階梯內(nèi)導(dǎo)體的一端連接；所述金屬套筒超出中心導(dǎo)體與圓柱內(nèi)導(dǎo)體遠離階梯內(nèi)導(dǎo)體的一端連接。

8、優(yōu)選的，所述輸入部分還包括導(dǎo)電圓筒，導(dǎo)電圓筒包括直徑與圓柱內(nèi)導(dǎo)體內(nèi)徑相適配且小于端支撐內(nèi)徑的大頭端以及直徑小于大頭端的小頭端；所述導(dǎo)電圓筒設(shè)置在端支撐的內(nèi)部并與端支撐同軸設(shè)置，導(dǎo)電圓筒的小頭端穿入圓柱內(nèi)導(dǎo)體，導(dǎo)電圓筒的大頭端的外壁與端支撐的內(nèi)壁間隔開形成用于將雜散模式調(diào)諧到設(shè)備操作帶以上頻率的腔體。

9、優(yōu)選的，所述傳輸部分還包括設(shè)置在圓柱內(nèi)導(dǎo)體內(nèi)部且外壁與圓柱內(nèi)導(dǎo)體內(nèi)壁貼緊設(shè)置的內(nèi)微波吸收材料圓筒；所述內(nèi)微波吸收材料圓筒靠近輸入部分的一端插入圓柱內(nèi)導(dǎo)體與導(dǎo)電圓筒的小頭端之間形成的空間，內(nèi)微波吸收材料圓筒遠離輸入部分的一端至少延伸至圓柱內(nèi)導(dǎo)體的末端。

10、優(yōu)選的，所述傳輸部分還包括包設(shè)在圓柱外導(dǎo)體外部的外微波吸收材料圓筒，外微波吸收材料圓筒為沿縱向分成的兩半，外微波吸收材料圓筒遠離輸入部分的一端至少延伸至圓柱外導(dǎo)體的末端。

11、優(yōu)選的，所述功率合成器還包括用于與階梯外導(dǎo)體、外微波吸收材料圓筒和端支撐外壁連接以將階梯外導(dǎo)體、外微波吸收材料圓筒和端支撐包裹在內(nèi)并露出同軸導(dǎo)體的外殼。

12、優(yōu)選的，所述階梯內(nèi)導(dǎo)體包括與圓柱內(nèi)導(dǎo)體末端連接且直徑向遠離圓柱內(nèi)導(dǎo)體方向逐漸減小的階梯內(nèi)導(dǎo)體第一外錐面以及與階梯內(nèi)導(dǎo)體第一外錐面末端連接且直徑向遠離階梯內(nèi)導(dǎo)體第一外錐面方向逐漸減小的階梯內(nèi)導(dǎo)體第二外錐面；所述階梯內(nèi)導(dǎo)體第一外錐面的傾斜角度大于階梯內(nèi)導(dǎo)體第二外錐面的傾斜角度。

13、優(yōu)選的，所述階梯外導(dǎo)體包括與圓柱外導(dǎo)體末端連接且直徑向遠離圓柱外導(dǎo)體方向逐漸減小的階梯外導(dǎo)體第一內(nèi)錐面以及與階梯外導(dǎo)體第一內(nèi)錐面末端連接且直徑向遠離階梯外導(dǎo)體第一內(nèi)錐面方向逐漸減小的階梯外導(dǎo)體第二內(nèi)錐面；所述階梯外導(dǎo)體第一內(nèi)錐面的傾斜角度小于階梯外導(dǎo)體第二內(nèi)錐面的傾斜角度，階梯外導(dǎo)體第一內(nèi)錐面的末端超出階梯內(nèi)導(dǎo)體第一外錐面的末端，階梯外導(dǎo)體第二內(nèi)錐面的末端與階梯內(nèi)導(dǎo)體第二外錐面的末端平齊。

14、優(yōu)選的，所述階梯內(nèi)導(dǎo)體還包括與階梯內(nèi)導(dǎo)體第二外錐面末端連接的階梯內(nèi)導(dǎo)體外圓柱面，階梯外導(dǎo)體還包括與階梯外導(dǎo)體第二內(nèi)錐面末端連接的階梯外導(dǎo)體內(nèi)階梯圓柱面；所述階梯內(nèi)導(dǎo)體和階梯外導(dǎo)體通過階梯內(nèi)導(dǎo)體外圓柱面和階梯外導(dǎo)體內(nèi)階梯圓柱面形成用于連接輸出端子的輸出連接頭。

15、由于采用了以上技術(shù)方案，本實用新型所取得技術(shù)進步如下。

16、本實用新型通過設(shè)置的輸入部分、傳輸部分和階梯傳輸部分，可實現(xiàn)多個輸入端子的阻抗轉(zhuǎn)換，然后合并，并與單個輸出端子的阻抗匹配，從而實現(xiàn)了功率合成器工作在更高的微波頻段，即使得功率合成器的帶寬得到充分展寬，可覆蓋多倍頻程。

技術(shù)特征：

1.具有同軸到平面?zhèn)鬏斁€轉(zhuǎn)換的空間場功率合成器，包括一個輸出端子和若干個輸入端子(1)，其特征在于：還包括用于與若干個輸入端子(1)連接的輸入部分、與輸入部分連接來將若干個輸入端子(1)的阻抗匹配至內(nèi)部的傳輸部分以及連接在傳輸部分和輸出端子之間、用于實現(xiàn)輸入端子(1)的阻抗轉(zhuǎn)換和合并并與單個輸出端子阻抗匹配的階梯傳輸部分；

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有同軸到平面?zhèn)鬏斁€轉(zhuǎn)換的空間場功率合成器，其特征在于：所述輸入部分包括端支撐(2)，端支撐(2)的側(cè)壁上沿周向呈陣列分布有與傳輸線(7)一一對應(yīng)設(shè)置且凸出端支撐(2)側(cè)壁設(shè)置的若干個同軸導(dǎo)體(3)；各所述輸入端子(1)分別通過同軸導(dǎo)體(3)與圓柱內(nèi)導(dǎo)體(5)連接。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的具有同軸到平面?zhèn)鬏斁€轉(zhuǎn)換的空間場功率合成器，其特征在于：所述端支撐(2)的側(cè)壁上沿周向等角分布有與同軸導(dǎo)體(3)數(shù)量相同、用于穿過同軸導(dǎo)體(3)的通孔；所述同軸導(dǎo)體(3)包括輸入外導(dǎo)體(31)，輸入外導(dǎo)體(31)的內(nèi)部穿設(shè)有絕緣體(32)，絕緣體(32)的內(nèi)部穿設(shè)有金屬套筒，金屬套筒的內(nèi)部穿設(shè)有中心導(dǎo)體(33)；所述中心導(dǎo)體(33)的頂端與輸入端子(1)連接，中心導(dǎo)體(33)的底端延伸超出端支撐(2)的內(nèi)壁與圓柱內(nèi)導(dǎo)體(5)遠離階梯內(nèi)導(dǎo)體(10)的一端連接；所述金屬套筒超出中心導(dǎo)體(33)與圓柱內(nèi)導(dǎo)體(5)遠離階梯內(nèi)導(dǎo)體(10)的一端連接。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的具有同軸到平面?zhèn)鬏斁€轉(zhuǎn)換的空間場功率合成器，其特征在于：所述輸入部分還包括導(dǎo)電圓筒(4)，導(dǎo)電圓筒(4)包括直徑與圓柱內(nèi)導(dǎo)體(5)內(nèi)徑相適配且小于端支撐(2)內(nèi)徑的大頭端以及直徑小于大頭端的小頭端；所述導(dǎo)電圓筒(4)設(shè)置在端支撐(2)的內(nèi)部并與端支撐(2)同軸設(shè)置，導(dǎo)電圓筒(4)的小頭端穿入圓柱內(nèi)導(dǎo)體(5)，導(dǎo)電圓筒(4)的大頭端的外壁與端支撐(2)的內(nèi)壁間隔開形成用于將雜散模式調(diào)諧到設(shè)備操作帶以上頻率的腔體。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的具有同軸到平面?zhèn)鬏斁€轉(zhuǎn)換的空間場功率合成器，其特征在于：所述傳輸部分還包括設(shè)置在圓柱內(nèi)導(dǎo)體(5)內(nèi)部且外壁與圓柱內(nèi)導(dǎo)體(5)內(nèi)壁貼緊設(shè)置的內(nèi)微波吸收材料圓筒(8)；所述內(nèi)微波吸收材料圓筒(8)靠近輸入部分的一端插入圓柱內(nèi)導(dǎo)體(5)與導(dǎo)電圓筒(4)的小頭端之間形成的空間，內(nèi)微波吸收材料圓筒(8)遠離輸入部分的一端至少延伸至圓柱內(nèi)導(dǎo)體(5)的末端。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有同軸到平面?zhèn)鬏斁€轉(zhuǎn)換的空間場功率合成器，其特征在于：所述傳輸部分還包括包設(shè)在圓柱外導(dǎo)體(6)外部的外微波吸收材料圓筒(9)，外微波吸收材料圓筒(9)為沿縱向分成的兩半，外微波吸收材料圓筒(9)遠離輸入部分的一端至少延伸至圓柱外導(dǎo)體(6)的末端。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的具有同軸到平面?zhèn)鬏斁€轉(zhuǎn)換的空間場功率合成器，其特征在于：所述功率合成器還包括用于與階梯外導(dǎo)體(11)、外微波吸收材料圓筒(9)和端支撐(2)外壁連接以將階梯外導(dǎo)體(11)、外微波吸收材料圓筒(9)和端支撐(2)包裹在內(nèi)并露出同軸導(dǎo)體(3)的外殼(13)。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有同軸到平面?zhèn)鬏斁€轉(zhuǎn)換的空間場功率合成器，其特征在于：所述階梯內(nèi)導(dǎo)體(10)包括與圓柱內(nèi)導(dǎo)體(5)末端連接且直徑向遠離圓柱內(nèi)導(dǎo)體(5)方向逐漸減小的階梯內(nèi)導(dǎo)體第一外錐面(101)以及與階梯內(nèi)導(dǎo)體第一外錐面(101)末端連接且直徑向遠離階梯內(nèi)導(dǎo)體第一外錐面(101)方向逐漸減小的階梯內(nèi)導(dǎo)體第二外錐面(102)；所述階梯內(nèi)導(dǎo)體第一外錐面(101)的傾斜角度大于階梯內(nèi)導(dǎo)體第二外錐面(102)的傾斜角度。

9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的具有同軸到平面?zhèn)鬏斁€轉(zhuǎn)換的空間場功率合成器，其特征在于：所述階梯外導(dǎo)體(11)包括與圓柱外導(dǎo)體(6)末端連接且直徑向遠離圓柱外導(dǎo)體(6)方向逐漸減小的階梯外導(dǎo)體第一內(nèi)錐面(111)以及與階梯外導(dǎo)體第一內(nèi)錐面(111)末端連接且直徑向遠離階梯外導(dǎo)體第一內(nèi)錐面(111)方向逐漸減小的階梯外導(dǎo)體第二內(nèi)錐面(112)；所述階梯外導(dǎo)體第一內(nèi)錐面(111)的傾斜角度小于階梯外導(dǎo)體第二內(nèi)錐面(112)的傾斜角度，階梯外導(dǎo)體第一內(nèi)錐面(111)的末端超出階梯內(nèi)導(dǎo)體第一外錐面(101)的末端，階梯外導(dǎo)體第二內(nèi)錐面(112)的末端與階梯內(nèi)導(dǎo)體第二外錐面(102)的末端平齊。

10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的具有同軸到平面?zhèn)鬏斁€轉(zhuǎn)換的空間場功率合成器，其特征在于：所述階梯內(nèi)導(dǎo)體(10)還包括與階梯內(nèi)導(dǎo)體第二外錐面(102)末端連接的階梯內(nèi)導(dǎo)體外圓柱面(103)，階梯外導(dǎo)體(11)還包括與階梯外導(dǎo)體第二內(nèi)錐面(112)末端連接的階梯外導(dǎo)體內(nèi)階梯圓柱面(113)；所述階梯內(nèi)導(dǎo)體(10)和階梯外導(dǎo)體(11)通過階梯內(nèi)導(dǎo)體外圓柱面(103)和階梯外導(dǎo)體內(nèi)階梯圓柱面(113)形成用于連接輸出端子的輸出連接頭。

技術(shù)總結(jié)
本技術(shù)公開了一種具有同軸到平面?zhèn)鬏斁€轉(zhuǎn)換的空間場功率合成器，包括一個輸出端子和若干個輸入端子，其中，還包括用于與若干個輸入端子連接的輸入部分、與輸入部分連接來將若干個輸入端子的阻抗匹配至內(nèi)部的傳輸部分以及連接在傳輸部分和輸出端子之間、用于實現(xiàn)輸入端子的阻抗轉(zhuǎn)換和合并并與單個輸出端子阻抗匹配的階梯傳輸部分。本技術(shù)通過設(shè)置的輸入部分、傳輸部分和階梯傳輸部分，可實現(xiàn)多個輸入端子的阻抗轉(zhuǎn)換，然后合并，并與單個輸出端子的阻抗匹配，從而實現(xiàn)了功率合成器工作在更高的微波頻段，即使得功率合成器的帶寬得到充分展寬，可覆蓋多倍頻程。

技術(shù)研發(fā)人員：鄧凱,程蘭勇
受保護的技術(shù)使用者：石家莊嘉擎電子科技有限公司
技術(shù)研發(fā)日：20240529
技術(shù)公布日：2025/1/6