[发明专利]大功率微波限幅器

说明书

技术领域

本发明涉及大功率微波器件技术，特别是一种大功率微波限幅器。

背景技术

在大功率信号进入电子设备天线时，接收机射频前端往往会产生饱和、阻塞等信号失真现象，当信号功率进一步增大，其甚至可能引起射频前端的损坏。因此，现有接收机一般都安装有基于肖特基二极管或者PIN二极管的限幅器以保证后级低噪放、混频器的正常工作。但是受到肖特基二极管和PIN二极管功率承受能力的限制（连续波100w以下），现有限幅器的功率承受能力还不足以彻底保护接收机射频前端。

发明内容

本发明为了解决传统限幅器功能承受能力不足进而可能引起接收机射频前端损坏的问题，提供一种大功率微波限幅器，该限幅器被应用在接收机中。

本发明采用如下技术方案：一种大功率微波限幅器，包括一对波导腔体，与波导腔体大小相适应的复合结构材料基材和频率选择表面以及加载在频率选择表面上的半导体元件，所述复合结构材料基材与频率选择表面以及加载在频率选择表面上的半导体元件一起构成复合结构材料，复合结构材料固定在波导腔体之间。

按上述方案，所述的频率选择表面对应波导腔体内空腔截面的部分周期性存在形状、尺寸完全相同的开口或缝隙。开口或缝隙对电磁波具有带通频率选择特性。

按上述方案，所述的半导体元件焊接在频率选择表面上的开口或缝隙的的相同位置，全部半导体元件构成半导体元件阵列。

这样该复合结构材料在小功率微波条件下的通带谐振频率与被防护电子接收机的工作频率相同。为得到良好的频率选择特性, 频率选择表面须由大量频率选择单元构成,而本发明中频率选择表面可为为小单元尺寸（尺寸在λ/30至λ/5之间）带通频率选择表面。此时，波导腔体截面范围内的频率选择表面将拥有更多的单元数量，加载在频率选择表面上的半导体元件更多，整个限幅器的功率承受能力也更大。

按上述方案，所述的频率选择表面由一层金属铜箔构成。

按上述方案，所述半导体元件为肖特基二极管或PIN二极管。

按上述方案，所述的波导腔体优选矩形波导腔体。

按上述方案，所述的复合结构材料基材优选低损耗、小介电常数基材。低损耗、小介电常数基材可以减小复合结构材料引起的信号的反射和衰减。

采用上述技术方案的有益效果是：

1、通过复合结构材料对大功率微波信号进行分布式的吸收反射，极大的提高了整个限幅器的功率承受能力。

2、对于大功率微波信号而言，频率选择表面的谐振频率出现明显变化，原来的通带变为阻带，大功率微波信号被吸收反射。

3、由于采用半导体元件阵列对大功率微波信号进行吸收或反射，增大了整个限幅器的功率承受能力。

4、对于在波导内传输的正常接受信号而言，波导内频率选择表面的谐振频率正好与接受信号的频率相同，上述防护装置对正常信号的影响很小。本限幅器被安装在设备接受通道上的波导之间，性能稳定可靠，安装使用方便。

附图说明

图1为本发明大功率微波限幅器结构示意图。

图2为本发明一个实施例中半导体元件加载频率选择表面构成示意图。

图3为本发明一个实施例中频率选择表面环状缝隙的一个周期单元结构示意图。

具体实施方式

    下面结合附图说明本发明的一种实施方式，图1为本发明大功率微波限幅器结构示意图。根据接收机工作频率选取两段一定尺寸的矩形波导1和矩形波导2，使得在波导内的正常信号以TE01传播。

其中，复合结构材料基材3选用薄pcb板，在薄pcb板上加工带有周期性的形状、尺寸完全相同的缝隙结构41的频率选择表面4。图2为半导体元件加载频率选择表面构成示意图，其中虚线框范围即为频率选择表面的一个周期单元，虚线框内的区域即为周期单元内缝隙41的形状，限幅元器件为半导体元件5加载在缝隙41的两端。在频率选择表面4每一个缝隙41的相同位置处焊接半导体元件5，半导体元件5的两端焊接在缝隙两边的铜箔上，全部半导体元件构成半导体元件阵列，限幅元器件5的附加电容特性使得频率选择表面的谐振频率刚好与被防护电子接受设备工作频率完全相同。以上周期性的缝隙结构也可为环状开口，如图3（环形周期性结构单元），或其他形状的开口或缝隙结构。以上所述的半导体元件可选用肖特基二极管或PIN二极管。

最后利用螺钉将复合结构材料固定在矩形波导1和矩形波导2之间，此时矩形波导和复合结构材料共同构成了大功率微波限幅器。