[发明专利]一种功分器结构

说明书

技术领域

本发明属于射频与微波功率合成设计领域。

背景技术

多年来，微波功率晶体管的输出功率虽然显示出不断提高的趋向，但单个晶体管的输出 功率总是有限的。在一些应用领域内，尚不能满足整机使用要求。为了获得比单个晶体管输 出能力更大的功率，迫切需要研究一种由较小功率组合成更大输出功率的方法，这种方法称 为功率合成技术。为获得较大的功率，一般是先进行功率分配，得到多路等幅同相的功率流， 再经过单管放大，最后将分别得到的功率合成起来，就能得到更大的输出功率。因此等幅同 相位多路功分/功合器的设计成为功率合成中的关键技术。

发明内容

针对现有的功分器结构不能实现任意路信号的等幅同相位分配的弊端，本发明采用主次 波导加三角形过渡的功分形式，通过改变三角形过渡结构的尺寸来实现主次波导耦合量的控 制，结合不同的拓扑结构即可实现任意路数信号的等幅同相位分配，克服了传统威尔金森功 分形式对分配路数必须为2的n次方的要求，为后续的功率合成中节省了功率管。

本发明提供了一种功分器结构，其特征在于，包括主波导(1)，功率分配单元(2)， 功率分配单元包括三角形过渡段(2-1)、左支路(2-2)和右支路(2-3)，主波导与左支路 和右支路均通过三角形过渡段实现微波信号的传递，主波导通过左支路与左侧的下一级主波 导(3)相连，主波导通过右支路与右侧的下一级主波导(4)相连，下一级主波导(3)与下 一级功率分配单元(5)相连，下一级主波导(4)与下一级功率分配单元(6)相连，形成逐 级分叉式结构，来实现同级主波导的输出功率一致。

进一步的，对于所述同级主波导，与不同功率分配单元相连接的并且相邻的主波导重合 成为一体，得到耦合主波导(7)，并调整同一级不同功率分配单元中的三角形过渡段(2-1) 的两边与顶点所在的分界面的夹角，耦合主波导与同级其他主波导的输出功率一致。

进一步的，左支路包括左次波导(2-2-1)，左次主波导过渡段(2-2-2)，右支路包括 右次波导(2-3-1)、右次主波导过渡段(2-3-2)，主波导(1)、左次波导(2-2-1)和右 次波导(2-3-1)均采用矩形立体结构，主波导(1)在长边与短边所在端面开口并形成分叉， 主波导(1)的端面开口分别与左次波导(2-2-1)和右次波导(2-3-1)相通，主波导的长边 和次波导的长边一致，主波导的宽边为次波导宽边的两倍，主波导(1)与左次波导(2-2-1) 和右次波导(2-3-1)均通过三角形过渡(2-1)实现微波信号的传递，左次波导(2-2-1)和 右次波导(2-3-1)的分界面为主波导(1)的短边中点所在的切面，三角形过渡段(2-1)顶 点所在的分界面为左次波导(2-2-1)和右次波导(2-3-1)的分界面，左次主波导过渡段 (2-2-2)和右次主波导过渡段(2-3-2)为截面为梯形立体结构，左次波导(2-2-1)，左次 主波导过渡段(2-2-2)与右次波导(2-3-1)、右次主波导过渡段(2-2-2)以三角形过渡段 (2-1)顶点所在的分界面为对称面镜像对称，左次波导(2-2-1)通过左次主波导过渡段 (2-2-2)与左侧的下一级主波导(3)相连，左次主波导过渡段(2-2-2)与左侧下一级主波 导(3)相连通所在面的宽边与主波导(1)的宽边保持一致，右次波导(2-3-1)与右次主波 导过渡段(2-3-2)与右侧下一级主波导(4)相连，右次主波导过渡段(2-3-2)与右侧下一 级主波导(4)相连通所在面的宽边与主波导(1)的宽边保持一致。