[实用新型]一种分支波导耦合器和波导内空间功率合成器

说明书

技术领域

本实用新型涉及空间功率合成技术领域，尤其涉及一种分支波导耦合器和 波导内空间功率合成器。

背景技术

由于单个功率器件的输出功率不足，不能够满足系统高功率要求，所以要 通过功率合成技术获得高的输出功率。该技术是目前在K频段(Ka频段是电 磁频谱的微波波段的一部分，K频段的频率范围为18-26.5GHZ)实现高功率 输出的唯一途径。高功率源的研究一直以来制约着微波毫米波技术的发展及应 用，这也是一直以来研究的关键技术之一。如果输入功率越高，那么微波通信 系统的干扰能力会更强，通信质量也会进一步提高。

空间功率合成就是通过自由空间传播模式的电磁波叠加而实现功率相加的 方法和技术。空间功率合成放大器一般以MMIC(单片微波集成电路)放大器 或管芯为功率单元，常用于中小功率级别的功率源设计。而对于高频段的高功 率输出，通常需要在末级加上功率合成网络，提高功率放大器的末级功率合成 效率。当前缺少适用于K频段功率合成网络的耦合器。

实用新型内容

为解决现有存在的技术问题，本实用新型实施例期望提供一种分支波导耦 合器和波导内空间功率合成器，能适用于K频段功率合成需求。

本实用新型实施例的技术方案是这样实现的：

本实用新型实施例提供了一种分支波导耦合器，包括：平行排列的主波导 和副波导，所述主波导和副波导在相邻的宽边处连接为一个整体且在连接处设 有耦合结构，主波导上的两个端口分别为输入端口、直通端口；副波导上的两 个端口分别为耦合端口和隔离端口；所述耦合结构为平行排列的六个支波导， 分别为第一支波导、第二支波导、第三支波导、第四支波导、第五支波导和第 六支波导。

上述方案中，所述主波导和副波导均为WR42波导。

上述方案中，所述主波导和副波导的横截面相同。

上述方案中，所述六个支波导的高度彼此相同，所述六个支波导的长度彼 此相同。

上述方案中，所述六个支波导中，所述第一支波导与所述第六支波导的宽 度相同，所述第二支波导与所述第四支波导的宽度相同，所述第三支波导与所 述第四支波导的宽度相同。

上述方案中，所述主波导和副波导的宽度均为10.668毫米，高度均为4.318 毫米；所述六个支波导的长度均为4.15毫米；所述六个支波导的高度均为4.318 毫米；所述第一支波导与所述第六支波导的宽度均为0.81毫米，所述第二支波 导与所述第四支波导的宽度均为1.19毫米，所述第三支波导与所述第四支波导 的宽度均为1.45毫米。

上述方案中，所述耦合器在18-21GHZ频段的隔离度和回波损耗在-20dB 以下，耦合-3dB。

本实用新型实施例还提供一种波导内空间功率合成器，所述功率合成器包 含上述任意一种分支波导耦合器和波导-微带-波导转换结构，所述波导-微带- 波导转换结构用于连接两个相同的所述分支波导耦合器，该波导-微带-波导转 换结构的一端连接一分支波导耦合器的直通端口，该波导-微带-波导转换结构 的另一端连接另一分支波导耦合器的耦合端口。

本实用新型技术方案的有益效果：采用标准波导设计功率合成单元并且得 到理想效果；把单元结构级联起来后的多路合成结构仍具有理想结果。合成效 率高，更好的带宽性能；能够阻止辐射损耗，散热特性良好；容易实现小型化 设计，波导结构易于实现；能够实现在毫米波频段甚至更高的频段工作，有效 地实现了在高频段高功率输出的应用。

附图说明

图1为本实用新型实施例提供的分支波导耦合器的结构示意图；

图2a和2b为本实用新型实施例提供的分支波导耦合器的仿真结果示意图；

图3为本实用新型实施例提供的波导内空间功率合成器的结构示意图；

图4a和4b为本实用新型实施例提供的波导内空间功率合成器的仿真结果 示意图。

具体实施方式

为了更清楚地说明本实用新型实施例和技术方案，下面将结合附图及实施 例对本实用新型的技术方案进行更详细的说明，显然，所描述的实施例是本实 用新型的一部分实施例，而不是全部实施例。基于本实用新型的实施例，本领 域普通技术人员在不付出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属 于本实用新型保护的范围。