[发明专利]层叠型基片集成波导功分合成器

说明书

技术领域

本发明是一种应用于微波毫米波功率合成放大器的层叠型基片集成波导功分/合成器实现方法，属于微波毫米波技术领域。

背景技术

微波毫米波功分/合成器在微波毫米波功率合成放大器中得到了广泛的应用。功分/合成器作为合成放大器中一个关键的无源结构，其性能的好坏直接决定了整个功放的性能。

基片集成波导是近年来兴起的一种新型导波结构，它是通过在上下面敷铜的低损耗介质基片加入金属化通孔阵列，来实现传统的金属波导的功能。由于它的传播特性与矩形金属波导(简称波导)类似，所以由其构成的微波毫米波无源器件具有高Q值、低损耗、高功率容量、易集成等优点，同时由于该结构完全为介质基片上的金属化通孔阵列所构成，因此可用普通的印制板工艺实现，并可与其它平面电路实现无缝集成。这种结构的设计简单、加工成本较低，便于大批量生产。

发明内容

技术问题：本发明的目的是解决目前微波毫米波功率合成放大器中功分/合成器结构设计复杂，加工精度要求高，器件安装不容易，生产成本昂贵，电路调试和测试困难等问题。提供一种简洁、高性能的层叠型基片集成波导功分合成器，促进功率合成技术的发展和进步，拓宽了基片集成波导的应用领域。

技术方案：本发明的层叠型基片集成波导功分合成器，其特征在于该功分合成器是通过将n个等厚度的含对称尖劈过渡结构基片集成波导层叠在一起，并沿波导窄壁分别紧密地插入到输入波导和输出波导实现的；利用基片集成波导具有和矩形金属波导相类似的传输特性和场分布特性，通过输入波导与n个等厚度的含对称尖劈过渡结构基片集成波导组成n路功分器；通过n个等厚度的含对称尖劈过渡结构基片集成波导与输出波导组成n路合成器，n路功分器和n路合成器的结构是对称的。

所述等厚度的含对称尖劈过渡结构基片集成波导包括输入对称尖劈过渡结构、金属通孔、基片集成波导、金属敷铜、输出对称尖劈过渡结构，在基片上设有金属敷铜，沿等厚度的含对称尖劈过渡结构基片集成波导的轴向在其中心线的两侧对称的设有金属通孔，在两排金属通孔之间为基片集成波导，在基片集成波导的一端设有输入对称尖劈过渡结构，在基片集成波导的另一端设有输出对称尖劈过渡结构。

有益效果：本发明提出的层叠型基片集成波导功分/合成器设计方案具有以下优点：

(1)良好的宽带特性。这是由于基片集成波导与波导传输特性和场分布相类似的特点所保证的，从理论上来说，层叠型基片集成波导功分/合成器与矩形金属波导的工作频率范围基本一致。

(2)该结构中功分器或合成器的每路输出或输入信号具有等幅、同相的特性。这是由于功分/合成器中基片集成波导是等厚度的，并且按图3所示的插入波导方式所保证的。同时如果想设计不等分的功分器或合成器，只需通过简单调整基片集成波导的厚度就可方便的实现。

(3)功分/合成器的传输损耗与功率分配或功率合成的路数n没有关系。这个特性是由功分/合成器的构成结构所保证的，其功率分配或功率合成分别在输入波导或输出波导内完成。

(4)具有良好的性能，便于设计、制作和与其它平面电路(包括有源器件)衔接。这是由于基片集成波导本身所具有的高Q值、低损耗、易集成和便于加工等特性。

附图说明

图1是本发明所采用的含对称尖劈过渡结构的基片集成波导示意图。

图2是本发明所采用的层叠型基片集成波导功分合成器示意图。

图3是发明的一种具体实施方式，X波段十路层叠型基片集成波导功分/合成器示意图。

图4是本发明的一种具体实施方式，X波段十路层叠型基片集成波导功分/合成器的测试结果。

以上的图中有：输入对称尖劈过渡结构1、金属通孔2、基片集成波导3、金属敷铜4、输出对称尖劈过渡结构5、输入波导6、含对称尖劈过渡结构的基片集成波导7、输出波导8、n路功分器9、n路合成器10、X波段输入增高波导11、X波段输出增高波导12、X波段十路功分器13、X波段十路合成器14。

具体实施方式