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] 本實(shí)用新型設(shè)及一種波導(dǎo)徑向合成器，具體設(shè)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] 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?成的形式。雖然使用3地電橋的二進(jìn)制合成在同等級數(shù)情況下比多級鏈?zhǔn)胶铣傻男噬愿撸?但是樹形合成需要大量3地電橋，運(yùn)讓整個結(jié)構(gòu)隨著合成級數(shù)的增加體積和重量變得很大， 加工和實(shí)現(xiàn)難度會增加，在毫米波頻段中3地電橋還是較為適合一兩級合成。而多級鏈路合 成隨著級數(shù)增加效率更是要稍低于3dB電橋樹形合成，在毫米波波段微帶損耗大因?yàn)椴▽?dǎo) 的損耗低的特點(diǎn)使得無論何種形式主要是使用波導(dǎo)進(jìn)行合成的。鏈?zhǔn)胶铣稍诟鱾€鏈路相位 和幅度都不相同使得要獲得最大的合成效率，各支路必須滿足不同的相位和幅度條件，運(yùn) 使得各個支路的禪合度各不相同，使得多級鏈路合成的禪合探針加工繁復(fù)難度大，并且需 要加入匹配膜片。
[0003] 徑向波導(dǎo)合成使用的是空間合成中的波導(dǎo)空間功率合成，其屬于封閉空間功率合 成。在微波頻段高端和毫米波頻段，由于受波導(dǎo)腔橫截面尺寸的限制，難W放置多路放大器 忍片，從而限制了更多的合成路數(shù)，同時擁擠的空間也給大功率放大器的散熱帶來困難，因 此，波導(dǎo)內(nèi)空間功率合成的規(guī)模受到工程實(shí)際情況的限制。鑒于在空間應(yīng)用中固態(tài)放大器 相比于行波管放大器的種種優(yōu)勢，波導(dǎo)內(nèi)空間功率合成放大器早期是作為后者的替代技術(shù) 而提出的，但是目前固態(tài)放大器忍片的效率普遍偏低，導(dǎo)致大功率的波導(dǎo)內(nèi)空間功率合成 放大器應(yīng)用難度很大。 【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0004] 本實(shí)用新型要解決的技術(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。
[0005] 本實(shí)用新型為解決上述技術(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，所述底盤的中屯、處凹陷形成有合成腔，所述合成腔的中屯、 處設(shè)有階梯同軸探針，所述底盤的頂面上形成有多路W所述階梯同軸探針為中屯、并呈放射 狀布置的導(dǎo)波槽，所述導(dǎo)波槽的一端在所述底盤的邊緣處形成有缺口，所述導(dǎo)波槽的另一 端連通到所述合成腔；
[0006] 所述階梯同軸探針是由第一柱形凸臺、層疊在所述第一柱形凸臺頂部的第二柱形 凸臺和豎直連接在所述第二柱形凸臺頂面圓屯、處的內(nèi)導(dǎo)體探針構(gòu)成，所述第一柱形凸臺和 第二柱形凸臺的軸屯、線相重合；
[0007] 所述上蓋的中屯、處設(shè)置有用于供所述內(nèi)導(dǎo)體探針頂端伸出的通孔。
[000引進(jìn)一步的，所述第二柱形凸臺的頂面開設(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。
[0009] 進(jìn)一步的，每路所述導(dǎo)波槽均是由一對間隔布置的螺釘連接座和分別連接在所述 螺釘連接座前端的一對隔離板圍成，所述螺釘連接座和所述上蓋均開設(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。
[0010] 進(jìn)一步的，所述底盤和上蓋均是由侶合金材料制成的十六邊形的碟狀體，所述多 路導(dǎo)波槽為16路，所述內(nèi)導(dǎo)體探針是由銅制成。
[0011] 進(jìn)一步的，所述上蓋的頂面中屯、處凹陷形成有圓形凹槽。
[0012] 本實(shí)用新型的有益效果是：
[0013] 本實(shí)用新型中的多路高隔離度超寬帶波導(dǎo)徑向合成器采用了磁禪合的方式進(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。具有加工簡單，合成效率高 和較寬的工作帶寬的特點(diǎn)，具有很高的工程應(yīng)用價值。通過仿真分析，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-20地相對帶寬達(dá)到30 % W上。并且擁 有較高的合成效率，在工作帶寬內(nèi)的傳輸損耗在-9.06地左右，在較寬的帶寬內(nèi)有可觀的合 成效率。
[0014] 對超寬帶毫米波徑向波導(dǎo)功率合成/分配器進(jìn)行加工并進(jìn)行了無源測試，從測試 結(jié)果的波形曲線可W看出，測試曲線與仿真曲線基本一致，因?yàn)榧庸ぱb配精度和測試誤差 的影響，在高頻段的帶寬收到了影響有所減少，總體在25.7GHZ-32.7GHz范圍內(nèi)的回波損耗 小于-20dB，相對帶寬達(dá)到了 23 %。合成端口到各個分配端口的傳輸損耗也在-9 . IdB~-9.5地W內(nèi)，合成效率在84% W上，證明設(shè)計(jì)是切實(shí)可行的。
[0015] 并且本實(shí)用新型中的多路高隔離度超寬帶波導(dǎo)徑向合成器具有片隔離板，增加徑 向端口的隔離度，各個徑向端口間沒有互相影響。
【附圖說明】
[0016] 下面結(jié)合附圖對本實(shí)用新型的多路高隔離度超寬帶波導(dǎo)徑向合成器作進(jìn)一步說 明。
[0017] 圖1是本實(shí)用新型中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；
[0018] 圖2是圖1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；
[0019] 圖3是上蓋的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0020] 圖4是底盤的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0021 ]圖5是階梯同軸探針的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0022] 圖6是波導(dǎo)變換示意圖；
[0023] 圖7是反射系數(shù)圖；
[0024] 圖8是傳輸系數(shù)圖。
[0025] 在上述附圖中：底盤1、上蓋2、合成腔3、第一柱形凸臺4-1、第二柱形凸臺4-2、內(nèi)導(dǎo) 體探針4-3、導(dǎo)波槽5、通孔6、圓形凹槽7、螺釘連接座8、螺釘連接孔9和隔離板圍成10。
【具體實(shí)施方式】
[0026] 實(shí)施例
[0027] 根據(jù)圖1-圖5所示，本實(shí)用新型中的多路高隔離度超寬帶波導(dǎo)徑向合成器，為16 路，包括底盤1和上蓋2。
[0028] 其中，底盤I的中屯、處凹陷形成有合成腔3,合成腔3的中屯、處設(shè)有階梯同軸探針4。 階梯同軸探針4是由第一柱形凸臺4-1、層疊在第一柱形凸臺4-1頂部的第二柱形凸臺4-2和 豎直連接在第二柱形凸臺4-2頂面圓屯、處的內(nèi)導(dǎo)體探針4-3構(gòu)成，第一柱形凸臺4-1和第二 柱形凸臺4-2的軸屯、線相重合?？勺鳛閮?yōu)選的是:第二柱形凸臺4-2的頂面開設(shè)有盲孔，內(nèi)導(dǎo) 體探針4-3的底端焊接或通過導(dǎo)電膠膠接在盲孔中。
[0029] 在底盤1的頂面上形成有多路W階梯同軸探針4為中屯、并呈放射狀布置的導(dǎo)波槽， 導(dǎo)波槽5的一端在底盤1的邊緣處形成有缺口，導(dǎo)波槽5的另一端連通到合成腔3。
[0030] 上蓋2的中屯、處設(shè)置有用于供內(nèi)導(dǎo)體探針4-3頂端伸出的通孔6。內(nèi)導(dǎo)體探針4-3的 頂端伸出后用于連接K型連接器或其它連接器。為了便于連接器連接，可作為優(yōu)選的是：上 蓋2的頂面中屯、處凹陷形成有圓形凹槽7。
[0031] 為了便于上蓋2與底盤1的連接，可作為優(yōu)選的是:每路導(dǎo)波槽5均是由一對間隔布 置的螺釘連接座8和分別連接在螺釘連接座8前端的一對隔離板圍成10。螺釘連接座8和上 蓋2均開設(shè)有位置相互對應(yīng)的螺釘連接孔9，底盤1和上蓋2對合后通過螺釘固定。
[0032] 可作為優(yōu)選的是:底盤1和上蓋2均是由侶合金材料制成的十六邊形的碟狀體，內(nèi) 導(dǎo)體探針4-3是由銅制成，當(dāng)然也可W采用鍛金的導(dǎo)體材料制成。
[0033] 在本實(shí)用新型中的多路高隔離度超寬帶波導(dǎo)徑向合成器中，除了調(diào)節(jié)徑向波導(dǎo)的 半徑使消除同軸激勵產(chǎn)生的高次模和徑向波導(dǎo)與矩形波導(dǎo)連接產(chǎn)生的高次模之外，如圖6 所示，還在中徑向波導(dǎo)和矩形波導(dǎo)的連接處加入了高度相同寬度較寬的一段波導(dǎo)進(jìn)行連 接。運(yùn)種結(jié)構(gòu)改變了在矩形波導(dǎo)中的傳輸波長，在寬的波導(dǎo)段波長較長，傳輸較低的頻段， 適當(dāng)?shù)恼{(diào)節(jié)寬度和長度降低寬波導(dǎo)連接窄波導(dǎo)的模式變化的影響。并且更需要調(diào)節(jié)徑向波 導(dǎo)的半徑使得徑向波導(dǎo)與矩形波導(dǎo)連接所產(chǎn)生的高次模與同軸探針激勵產(chǎn)生的高次模不 會互相影響。其中第一級波導(dǎo)的寬度為a長度為b，而第二級波導(dǎo)采用標(biāo)準(zhǔn)BJ320波導(dǎo)，徑向 波導(dǎo)的半徑為r。
[0034] 運(yùn)種設(shè)計(jì)使得帶寬大為展寬，如圖7所示，反射損耗在-20地W下時達(dá)到9.26GHz， 覆蓋25.6細(xì)Z-34.9細(xì)Z，在-30地W下時也達(dá)到了 6.37細(xì)Z覆蓋27.3細(xì)Z-33.6細(xì)Z。在Ka波段 低頻段擁有很寬的帶寬，相對帶寬達(dá)到30 % W上。
[0035] 另外，作為功率合成/分配器的關(guān)注重點(diǎn)也就是插入損耗、合成效率，此設(shè)計(jì)在擁 有較寬的帶寬之外，其傳輸損耗也保持了較低的狀態(tài)，在帶寬范圍內(nèi)，合成端口到各個分配 端口的傳輸系數(shù)平均在-9.06地左右，如圖8所示，根據(jù)公式
[0037] 可W估算出在25.6G化-34.9G化中的合成效率約達(dá)到95 % W上，而在27.36化- 33.6G化內(nèi)合成效率會稍高。優(yōu)化完成后得到的最終參數(shù)下表所示：
[00；3 引
[0039]本實(shí)用新型的不局限于上述實(shí)施例，本實(shí)用新型的上述各個實(shí)施例的技術(shù)方案彼 此可W交叉組合形成新的技術(shù)方案，另外凡采用等同替換形成的技術(shù)方案，均落在本實(shí)用 新型要求的保護(hù)范圍內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種多路高隔離度超寬帶波導(dǎo)徑向合成器，其特征在于:包括底盤和上蓋，所述底盤 的中心處凹陷形成有合成腔，所述合成腔的中心處設(shè)有階梯同軸探針，所述底盤的頂面上 形成有多路以所述階梯同軸探針為中心并呈放射狀布置的導(dǎo)波槽，所述導(dǎo)波槽的一端在所 述底盤的邊緣處形成有缺口，所述導(dǎo)波槽的另一端連通到所述合成腔； 所述階梯同軸探針是由第一柱形凸臺、層疊在所述第一柱形凸臺頂部的第二柱形凸臺 和豎直連接在所述第二柱形凸臺頂面圓心處的內(nèi)導(dǎo)體探針構(gòu)成，所述第一柱形凸臺和第二 柱形凸臺的軸心線相重合； 所述上蓋的中心處設(shè)置有用于供所述內(nèi)導(dǎo)體探針頂端伸出的通孔。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述多路高隔離度超寬帶波導(dǎo)徑向合成器，其特征在于:所述第二柱 形凸臺的頂面開設(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。3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述多路高隔離度超寬帶波導(dǎo)徑向合成器，其特征在于:每路所述導(dǎo) 波槽均是由一對間隔布置的螺釘連接座和分別連接在所述螺釘連接座前端的一對隔離板 圍成，所述螺釘連接座和所述上蓋均開設(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。4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述多路高隔離度超寬帶波導(dǎo)徑向合成器，其特征在于:所述底盤和 上蓋均是由鋁合金材料制成的十六邊形的碟狀體，所述多路導(dǎo)波槽為16路，所述內(nèi)導(dǎo)體探 針是由銅制成。5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述多路高隔離度超寬帶波導(dǎo)徑向合成器，其特征在于:所述上蓋的 頂面中心處凹陷形成有圓形凹槽。
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了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，所述底盤的中心處凹陷形成有合成腔，所述合成腔的中心處設(shè)有階梯同軸探針，所述底盤的頂面上形成有多路以所述階梯同軸探針為中心并呈放射狀布置的導(dǎo)波槽。本實(shí)用新型中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。具有加工簡單，合成效率高和較寬的工作帶寬的特點(diǎn)，具有很高的工程應(yīng)用價值。在較寬的帶寬內(nèi)有可觀的合成效率，并且本實(shí)用新型中的多路高隔離度超寬帶波導(dǎo)徑向合成器具有片隔離板,增加徑向端口的隔離度,各個徑向端口間沒有互相影響。
【IPC分類】H01P5/16
【公開號】CN205282628
【申請?zhí)枴緾N201521126705
【發(fā)明人】邱進(jìn)會, 丁慶, 姚建可, 阮嘉琪
【申請人】深圳市華訊方舟衛(wèi)星通信有限公司
【公開日】2016年6月1日
【申請日】2015年12月29日