[发明专利]一种大功率等功率等相位多路功率合成/分配方法及器件

说明书

本发明公开一种大功率等功率等相位多路功率合成/分配方法及合成/分配器，应用于功率合成器、分配器领域，针对现有器件插损大、大功率传输不稳定的问题；本发明采用的E面扇形波导，其扇形圆心一段连接矩形波导作为输入/输出端口，E面扇形波导扇形端沿平行于径向进行等间隔分隔，可以得到与合成或分配路数数量相同的若干开口；实现等功率、等相位的多路大功率信号功率合成或分配的功能。

技术领域

本发明属于功率合成器、分配器领域，特别涉及一种等功率等相位多路功率合成/分配 技术。

背景技术

在雷达、通信和电子对抗等设备当中，经常会有功率合成和分配的问题，通过功率合 成不仅可以提高发射功率、增大探测和作用距离，还可以实现多路信号的归一传输(共用 天线)以及分集接收中的信号合并等。功率合成器主要分为波导腔体型和微带型两大类， 其中波导腔体型的合成器具有较低的损耗，较高的功率容量及较宽的工作带宽等优点，广 泛用于雷达，卫星等大功率系统。但是该类功率合成器往往体积较大，加工成本较高。而 微带型合成器相对而言，具有较小的体积，较低的加工成本，从而广泛应用在微波系统集 成和小型化等领域，但传输功率的不足和插入损耗过大也影响着它的使用范围。所以，在 大功率合成系统中一般选择波导型合成器，再根据合成的路数及插入耗等指标要求，选择 合适的合成方式。由于功率合成器为无源器件，将其输入输出端口互换，也可作为功率分 配器使用。

当合成路数上升(一般大于5路)时，常用的二进制和链式功率合成的插入损耗会快 速增加。此时一般采用径向波导进行功率合成，径向波导是一种非均匀传输线，由上、下两块平行圆金属板组成，两板间填充介质，两板之间具有一定的距离。但是径向波导中的传输模式存在不连续性，各信号输入端口大多采用矩形波导，合成信号输出端口采用同轴探针，在矩形波导、同轴探针和径向波导结合处易产生高次模。另外，矩形波导和径向波导，径向波导和同轴探针之间需要设计过度转换结构实现阻抗匹配，减小反射。这些转换结构不仅增加了设计的难度，还带来了插入损耗的增加，并且在大功率传输条件下，不光滑的连接端口还存在打火击穿的风险。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提出一种大功率等功率等相位多路功率合成/分配方法及 功率合成/分配器，通过采用在E面扇形波导扇形端进行等间距分隔开口的设计方法，实现 等功率、等相位的多路大功率信号功率合成或分配的功能。

本发明采用的技术方案之一为：一种大功率等功率等相位多路功率合成/分配方法，根 据合成或分配路数，将E面扇形波导扇形端进行等间隔分隔，得到与合成或分配路数数量 相同的开口个数。

每个分割后的扇形区域高度相同。

本发明采用的技术方案之二为：一种大功率等功率等相位多路功率合成/分配器，包括： E面扇形波导与若干金属隔腔，所述金属隔腔将E面扇形波导扇形端等间隔分隔为若干个 端口。

分割后的端口的高度相同。

本发明的有益效果：本发明通过采用在E面扇形波导扇形端进行等间距分隔开口的设 计方法，实现等功率、等相位的多路大功率信号功率合成或分配的功能，与传统采用径向 波导进行功率合成/分配相比，本发明的具有以下优势：

1、结构简单，该方法不需要在矩形波导、同轴探针和径向圆波导之间的转换装置；

2、功率容量大，该方法矩形波导和扇面之间过渡平缓，不会出现因为过渡结构引起 的打火击穿现象；

3、插入损耗低，该方法因为不需要过渡转换装置，所以端口反射小，另外，由于其内部不像径向波导需要填充介质，所以整体插入损耗更低；