一種多路高隔離度超寬帶波導(dǎo)徑向合成器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于射頻功率放大器技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種多路高隔離度超寬帶波導(dǎo) 徑向合成器。
【背景技術(shù)】
[0002] 波導(dǎo)(WAVEGUIDE)，用來定向引導(dǎo)電磁波的結(jié)構(gòu)。常見的波導(dǎo)結(jié)構(gòu)主要有平行雙導(dǎo) 線、同軸線、平行平板波導(dǎo)、矩形波導(dǎo)、圓波導(dǎo)、微帶線、平板介質(zhì)光波導(dǎo)和光纖。從引導(dǎo)電磁 波的角度看，它們都可分為內(nèi)部區(qū)域和外部區(qū)域，電磁波被限制在內(nèi)部區(qū)域傳播(要求在波 導(dǎo)橫截面內(nèi)滿足橫向諧振原理）。通常，波導(dǎo)專指各種形狀的空心金屬波導(dǎo)管和表面波波 導(dǎo)，前者將被傳輸?shù)碾姶挪ㄍ耆拗圃诮饘俟軆?nèi)，又稱封閉波導(dǎo);后者將引導(dǎo)的電磁波約束 在波導(dǎo)結(jié)構(gòu)的周圍，又稱開波導(dǎo)。
[0003] 高頻率、大功率、小型化是當(dāng)前固態(tài)微波器件設(shè)計(jì)追求的目標(biāo)。高頻率器件可實(shí)現(xiàn) 較大帶寬和信息容量;大功率器件可擴(kuò)展輻射范圍；小型化使微波器件能用于便攜設(shè)備和 衛(wèi)星通訊。但高頻率和大功率是一對矛盾，隨著頻率上升，器件尺寸將縮小，導(dǎo)致功率容量 將大大下降。為了在高頻率段獲得高功率，常將多個(gè)固態(tài)微波器件用功率合成技術(shù)組合起 來，這樣做較采用單一的高功率器件更易實(shí)現(xiàn)且成本低得多。隨著頻率的提高，目前占主導(dǎo) 地位的平面功率合成技術(shù)將不能滿足需要，空間功率合成技術(shù)已成為發(fā)展迅速的方向。當(dāng) 工作頻率高至毫米波段時(shí)，高次模的出現(xiàn)使普通微帶線的設(shè)計(jì)復(fù)雜，一般用波導(dǎo)實(shí)現(xiàn)功率 合成。
[0004] 利用多個(gè)天線單元發(fā)射頻率相同，相位符合特定關(guān)系的電磁波，使之在空間傳播 過程中相互疊加合成，從而在一定方向上形成電磁波束的技術(shù)成為空間功率合成技術(shù)。由 于在毫米波波段微帶損耗大而波導(dǎo)具有損耗低的特點(diǎn)，使得各種形式的合成都是使用波導(dǎo) 進(jìn)行。在毫米波多路合成的應(yīng)用中，主要有由3dB電橋構(gòu)成的二進(jìn)制樹形合成和鏈?zhǔn)胶铣傻?形式。雖然使用3dB電橋的二進(jìn)制合成在同等級(jí)數(shù)情況下比多級(jí)鏈?zhǔn)胶铣傻男噬愿撸?樹形合成需要大量3dB電橋，這讓整個(gè)結(jié)構(gòu)隨著合成級(jí)數(shù)的增加體積和重量變得很大，加工 和實(shí)現(xiàn)的難度會(huì)增加，因此在毫米波頻段中3dB電橋較為適合一兩級(jí)合成。而多級(jí)鏈?zhǔn)胶铣?隨著級(jí)數(shù)增加，其效率比3dB電橋樹形合成更低。要獲得最大的合成效率，鏈?zhǔn)胶铣稍诟鱾€(gè) 鏈路的相位和幅度必須滿足不同的條件，這使得各個(gè)支路的耦合度各不相同，從而使得多 級(jí)鏈?zhǔn)胶铣傻鸟詈咸结橂y度大且加工繁復(fù)，還需要加入匹配膜片。
[0005] 由此可見，現(xiàn)有技術(shù)的空間功率合成器存在損耗較高、帶寬較窄、并且加工復(fù)雜的 缺陷。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是：提出一種損耗低、寬帶寬并且加工簡單的多路波導(dǎo) 徑向合成器。
[0007] 本發(fā)明為解決上述技術(shù)問題提出的技術(shù)方案是:一種多路高隔離度超寬帶波導(dǎo)徑 向合成器，包括底盤和上蓋，所述底盤包括：
[0008]梯形臺(tái)，每個(gè)所述梯形臺(tái)對稱地分布在所述底盤邊緣，并且每個(gè)所述梯形臺(tái)形狀 相同；
[0009]劈尖，每個(gè)所述劈尖位于每個(gè)所述梯形臺(tái)靠近所述底盤中心的一端，所述劈尖的 尖端指向所述底盤中心，并且每個(gè)所述劈尖形狀相同；
[0010] 隔離板，所述隔離板設(shè)置在所述劈尖的尖端處，并且每個(gè)所述隔離板形狀相同；
[0011] 導(dǎo)波槽，相鄰的一對所述梯形臺(tái)、所述劈尖、所述隔離板的組合圍成一路所述導(dǎo)波 槽；
[0012] 同軸探針，所述同軸探針位于所述底盤的正中心處。
[0013]如上所述的多路高隔離度超寬帶波導(dǎo)徑向合成器，進(jìn)一步，其中所述上蓋中心處 設(shè)置有用于供所述同軸探針頂端伸出的通孔。
[0014]如上所述的多路高隔離度超寬帶波導(dǎo)徑向合成器，進(jìn)一步，其中所述同軸探針由 第一柱形凸臺(tái)、層疊在所述第一柱形凸臺(tái)頂部的第二柱形凸臺(tái)和豎直連接在所述第二柱形 凸臺(tái)頂面圓心處的內(nèi)導(dǎo)體探針構(gòu)成，所述第一柱形凸臺(tái)和第二柱形凸臺(tái)的軸心線相重合。
[0015]如上所述的多路高隔離度超寬帶波導(dǎo)徑向合成器，進(jìn)一步，所述內(nèi)導(dǎo)體探針是由 銅制成。
[0016]如上所述的多路高隔離度超寬帶波導(dǎo)徑向合成器，進(jìn)一步，所述第二柱形凸臺(tái)的 頂面開設(shè)有盲孔，所述內(nèi)導(dǎo)體探針的底端焊接或通過導(dǎo)電膠膠接在所述盲孔中。
[0017]如上所述的多路高隔離度超寬帶波導(dǎo)徑向合成器，進(jìn)一步，每個(gè)所述梯形臺(tái)和所 述上蓋均開設(shè)有位置相互對應(yīng)的螺釘連接孔，所述底盤和上蓋對合后通過螺釘固定。
[0018]如上所述的多路高隔離度超寬帶波導(dǎo)徑向合成器，進(jìn)一步，所述多路導(dǎo)波槽為例 如8路、16路的偶數(shù)路。
[0019]如上所述的多路高隔離度超寬帶波導(dǎo)徑向合成器，進(jìn)一步，所述上蓋的頂面中心 處凹陷形成有圓形凹槽。
[0020] 如上所述的多路高隔離度超寬帶波導(dǎo)徑向合成器，進(jìn)一步，可以在所述底盤內(nèi)表 面和/或上蓋內(nèi)表面鍍銀，以降低功率損耗。
[0021] 如上所述的多路高隔離度超寬帶波導(dǎo)徑向合成器，進(jìn)一步，所述底盤和上蓋均是 偶數(shù)邊形的碟狀體，所述碟狀體的邊數(shù)與所述導(dǎo)波槽的路數(shù)一致。
[0022]本發(fā)明的有益效果是：
[0023]本發(fā)明提出的多路高隔離度超寬帶波導(dǎo)徑向合成器采用了磁耦合的方式進(jìn)行同 軸探針設(shè)計(jì)，并且使用矩形波導(dǎo)變換的方式使工作帶寬拓寬。本發(fā)明本發(fā)明提出的多路高 隔離度超寬帶波導(dǎo)徑向合成器具有加工簡單，合成效率高和較寬的工作帶寬的特點(diǎn)，從具 有很高的工程應(yīng)用價(jià)值。通過仿真分析，本發(fā)明的徑向波導(dǎo)功率合成/分配結(jié)構(gòu)在25.6GHz-34.9GHz的范圍內(nèi)回波損耗小于-20dB，而相對帶寬達(dá)到30 %以上。另外，本發(fā)明提出的多路 高隔離度超寬帶波導(dǎo)徑向合成器還擁有較高的合成效率，在工作帶寬內(nèi)的傳輸損耗在-9.06dB左右，在較寬的帶寬內(nèi)有可觀的合成效率。
[0024]此外，本發(fā)明提出的多路高隔離度超寬帶波導(dǎo)徑向合成器具有片狀的隔離板，其 增加了徑向端口的隔離度，令各個(gè)徑向端口間不發(fā)生互相影響，從而使得功率合成的效果 更好。
【附圖說明】
[0025]通過結(jié)合以下附圖所作的詳細(xì)描述，本發(fā)明的上述和/或其他方面和優(yōu)點(diǎn)將變得 更清楚和更容易理解，這些附圖只是示意性的，并不限制本發(fā)明，其中：
[0026] 圖1是現(xiàn)有技術(shù)的徑向波導(dǎo)傳輸不意圖；
[0027]圖2是本發(fā)明實(shí)施例的多路高隔離度超寬帶波導(dǎo)徑向合成器的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0028]圖3是圖2中多路高隔離度超寬帶波導(dǎo)徑向合成器的結(jié)構(gòu)爆炸圖；
[0029]圖4是本發(fā)明實(shí)施例的上蓋的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0030]圖5是本發(fā)明實(shí)施例的底盤的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0031]圖6是本發(fā)明實(shí)施例的同軸探針的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0032]圖7是本發(fā)明實(shí)施例的多路高隔離度超寬帶波導(dǎo)徑向合成器波導(dǎo)變換結(jié)構(gòu)示意 圖；
[0033]圖8是本發(fā)明實(shí)施例的多路高隔離度超寬帶波導(dǎo)徑向合成器反射系數(shù)示意圖；
[0034]圖9是本發(fā)明實(shí)施例的多路高隔離度超寬帶波導(dǎo)徑向合成器傳輸系數(shù)示意圖。
[0035]附圖中，各標(biāo)號(hào)所代表的部件列表如下：
[0036]1、底盤，11、導(dǎo)波槽，12、梯形臺(tái)，13、隔離板，14、同軸探針，141、第一柱形凸臺(tái)， 142、第二柱形凸臺(tái)，143、內(nèi)導(dǎo)體探針，15、合成腔，16、