[实用新型]一种高反射系数的微波负载牵引基波及谐波二合一调配器

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种高反射系数的微波负载牵引(Load Pull)基波及谐波二合一调配器(Tuner)，尤其是一种对于基波采用双反射矢量探头的高反射系数的基波调配器(Fundamental Tuner)、而对于高次谐波采用高次谐波全反射装置且相位任意可调的谐波调配器(Harmonic Tuner)的微波负载牵引二合一调配器。 

背景技术

在微波器件及系统的研制中，当功率大时，需要一个高反射系数的微波负载牵引(Load Pull)基波(频率为f₀)调配器来进行优化调配；除基波外，还需要充分利用高次谐波(频率为nf₀，其中n≥2)来改善器件及系统的性能参数及线性。美国MAURY MICROWAVE CORPORATION采用的方法是：对于基波，采用两个单反射矢量探头的基波调配器级联以获得大的总反射系数；对于谐波，则级联另一台谐波调配器以对谐波进行优化调配。因此，三台调配器级联将产生较大的回损，容易产生寄生振荡。加拿大FOCUS MICROWAVES INC.的做法是：用单反射探头的基波调配器和谐波调配器二合一组成一个新的调配器，由于二个调配器都在一条开槽传输线上，因而总回损少，不会产生寄生振荡，但由于基波调配器是单反射探头，因而反射系数不高，能应用的功率不大。 

发明内容

为了既能对基波进行大功率调配，又能对谐波进行调配，且调配器总回损要小，应用起来要方便、快捷，本实用新型提供一种高反射系数的微波负载牵引基波及谐波二合一调配器，尤其是一种对于基波采用双反射矢量探头的高反射系数的基波调配器、而对于高次谐波则采用高次谐波全反射装置且相位任意可调的谐波调配器的微波负载牵引二合一调配器。 

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：它由第一微波连接器、微波开槽传输线、中心导体、第二微波连接器、第一矢量探头及其第一驱动装置、第二矢量探头及其第二驱动装置、高次谐波全反射装置和外壳组成，高次谐波全反射装置由金属短路线、金属弹片、介质和固定腔组成，其中第一微波连接器和第二微波连接器通过中心导体分别连接到微波开槽传输线的两端，在开槽传输线的中心导体上部，第一矢量探头、第二矢量探头和高次谐波全反射装置沿水平方向依次插入微波开槽传输线内，每个矢量探头的驱动装置在水平和垂直两个方向驱动该矢量探头在微波开槽传输线内移动，而高次谐波全反射装置中的金属短路线和金属弹片电连接，金属短路线和金属弹片纵向长度相加的有效电长度等于高次谐波波长的四分之一，金属弹片和中心导体接触，金属短路线插入介质中，由固定腔加以固定，高次谐波全反射装置可沿着中心导体作水平移动。 

上述的两个矢量探头用于对基波进行大功率调配，而高次谐波全反射装置则用于对谐波进行调配。对基波进行大功率调配的原理是：每个矢量探头的驱动装置在水平和垂直两个方 向驱动该矢量探头在微波开槽传输线内移动，探头在水平方向移动，改变的是反射矢量的相位，而探头在垂直方向移动，改变的是反射矢量的幅度。因此，第一矢量探头产生一个反射矢量，和第二矢量探头产生的反射矢量叠加，使得总的反射系数可以达到和1较接近的数值，电压驻波比VSWR最大可达300∶1。也就是说，反射矢量的相位及幅度可通过第一矢量探头粗调、第二矢量探头微调，因而可实现精细调配；另外，由于每个探头无需产生超额的电压驻波比VSWR，这意味着每个探头离中心导体的距离较远，却可实现较大的合成VSWR，因而可以处理大功率而不用担心探头和中心导体之间的电晕放电；并且由于每个探头产生的VSWR都不是很大，因而校准精度大幅改善；此外，当调配器初始化时，阻抗是50Ω，因而没有寄生振荡。 

对谐波进行调配的原理是：由于金属短路线和金属弹片的纵向长度相加的有效电长度等于高次谐波波长的四分之一，而金属弹片和开槽传输线的中心导体接触，整个全反射装置可沿中心导体水平移动。根据微波每四分之一波长阻抗的性质改变一次的原理，由于金属短路线顶端是开路的，因此，在中心导体和金属弹片的接触点，对于高次谐波是短路的，即对高次谐波在开槽传输线上是全反射的；而对于基波，该全反射装置对其衰减极小，基波可极小损耗通过开槽传输线，因此可处理大功率，可宽带应用，没有低频段寄生振荡的风险；另外，整个全反射装置可沿中心导体水平移动，因此，全反射的高次谐波的相位是可调的。当高次谐波全反射装置的数量为1个时，可进行一个高次谐波频率的谐波调配；当高次谐波全反射装置的数量为2个时，可进行2个高次谐波频率的谐波调配；如此类推，原理相同。