[发明专利]一种分支式圆波导高功率微波天线开关

说明书

本申请涉及一种分支式圆波导高功率微波天线开关，包括主波导、环形分支波导组件和波导谐振结构；环形分支波导组件的内环套设在主波导上，波导谐振结构设在环形分支波导组件的外环上；主波导的一端为发射端口，另一端为天线端口，波导谐振结构上设有接收端口；环形分支波导组件上设有收发结构，用于反射发射端口输入的高功率微波，反射后的微波信号经由天线端口输出，或用于传输天线端口输入的微波信号，传输后的微波信号经由接收端口输出；优选地，环形分支波导组件的数量为两个，两个环形分支波导组件沿轴向间隔套设在主波导上。本申请实现了高功率微波天线开关的收发共用。

技术领域

本申请涉及高功率微波天线开关技术领域，特别是涉及一种分支式圆波导高功率微波天线开关。

背景技术

高功率微波(根据Benford和Swegle的约定，高功率微波指峰值功率大于 100MW、频率在1～100GHz之间的电磁波)在军事领域和民用方面的应用多种多样，这些应用对功率水平都提出了很高的需求。在高功率微波雷达系统中，高功率微波天线既需要辐射高功率微波，又要接收微波信号，需要同时保证隔离度和功率容量。高功率微波天线开关是实现高功率微波天线收发共用的主要器件。

目前应用于雷达领域的天线开关主要有以下几种，大功率雷达的天线开关主要是基于电桥或基于环行器的天线开关，低功率雷达的天线开关主要是基于 PIN二极管的天线开关。

基于电桥的收发开关主要通过电桥和天线开关管提供隔离度，一般隔离度较高，但是电桥一般是矩形波导结构，而微波源输出端一般为圆波导结构，天线开关需要另接波导转换器，使天线开关体积和插入损耗增大。

基于环行器的大功率天线开关主要通过环行器提高隔离度，其最大功率容量取决于环行器中的铁氧体材料，铁氧体材料在真空中的击穿场强要比金属表面的击穿场强低2～3个数量级，而且在金属真空介质的三结合点处存在严重的场击穿问题，严重影响器件的功率容量。在高功率微波研究领域，由于其具有强电磁场的特点，所以现有技术中的大功率环行器无法真正在高功率微波领域应用。

基于PIN二极管的天线开关一般功率容量小，无法直接应用于高功率微波雷达的馈电系统。

因此，高功率微波天线开关目前仍在研发阶段，还没有出现成熟的产品。

发明内容

基于此，有必要针对上述技术问题，提供一种分支式圆波导高功率微波天线开关，可以同时实现高功率微波信号的发射和接收。

为实现上述发明目的，本发明提供一种分支式圆波导高功率微波天线开关，包括：主波导、环形分支波导组件和波导谐振结构；

所述环形分支波导组件的内环套设在所述主波导上，所述波导谐振结构设在所述环形分支波导组件的外环上；

所述主波导的一端为发射端口，另一端为天线端口，所述波导谐振结构上设有接收端口；

所述环形分支波导组件上设有收发结构，用于反射所述发射端口输入的高功率微波，反射后的微波信号经由所述天线端口输出，或用于传输所述天线端口输入的微波信号，传输后的微波信号经由所述接收端口输出。

在其中一个实施例中，所述环形分支波导组件的数量为两个以上，各所述环形分支波导组件沿所述主波导的轴向间隔套设在所述主波导上；

所述波导谐振结构设在其中一个所述环形分支波导组件的外环上，其它所述环形分支波导组件的外环上设有微波反射器。

在其中一个实施例中，所述波导谐振结构设在最靠近所述天线端口的所述环形分支波导组件上。

在其中一个实施例中，所述环形分支波导组件的数量为两个；

所述波导谐振结构设在其中一个环形分支波导组件的外环上，另一个环形分支波导组件的外环上设有所述微波反射器。