【CN110890613A】一种超宽带波导径向功率合成器【专利】

一种波导功率合成器的设计彭德强;徐声海【摘要】介绍了一种波导功率合成器的设计方法,采用了合理的结构和工艺,使之具有隔离度高、驻波系数低、功率容量大的特点,对该型功率合成器进行了仿真和计算.结果验证了其实用性.【期刊名称】《舰船电子对抗》【年(卷),期】2014(037)003【总页数】3页(P112-114)【关键词】波导;功率合成器;驻波系数【作者】彭德强;徐声海【作者单位】船舶重工集团公司723所,扬州225001;海军驻扬州723所军事代表室,扬州225001【正文语种】中文【中图分类】TN730 引言随着现代雷达的发展，传统的磁控管、行波管型发射机将逐步被占空比更高的固态型发射机所取代。

由于作用距离的需要，单个的固态管不能满足系统要求，这就要求将多个固态源进行功率合成。

相位一致性、驻波系数、插入损耗是影响功率合成效率的几个关键因素，而用波导功率合成可以很好地解决这些问题，且具有功率容量大的优点［1］。

1 波导功率合成器的工作原理将多路微波功放模块发射出来的大功率信号通过后馈式波导同轴转换的N型头输入，经过合成以后由波导口输出。

考虑到功率合成器的带宽以及效率，用魔T比用电桥更加合适。

为了减小各输入端口之间的相互影响，将单T改为魔T，魔T的一个端口作为输出端，另一端口连接波导负载，为了增大波导负载的散热面积，将负载表面与功率合成器大面积接触［2］。

波导魔T具有以下特征：（1）四端口完全匹配。

（2）E臂和H臂相互隔离，且2个侧臂也相互隔离。

（3）一侧臂输入信号，E臂和H臂等分输出，而不进入另一侧臂。

（4）H臂输入信号，2个侧臂将等幅同相输出，而不进入E臂。

（5）E臂输入信号，2个侧臂将等幅反相输出，而不进入H臂。

以上特征可用S参数表示为：在合成器的设计中，匹配模块尺寸的选取主要根据中心工作波长λ0，考虑直径Dφ和高度h，有以下几个选择参照标准［3］：（1）直径的选取范围：Dφ ＝（0.8～1.1）λ0；（2）高度的选取范围：h＝（0.2～0.3）λ0 ；（3）安装圆锥体的位置应考虑H壁的对称性；（4）调整圆锥体的尺寸优化H臂驻波系数；（5）调整圆柱的高度优化E臂驻波系数。

一种基于径向波导的K波段宽带功率合成器杨冬;尹震峰;蒋开创【摘要】设计了一种基于径向波导的K波段四路宽带功率合成器.为了加工方便以及提高径向波导功率合成器的功率容量,通过矩形波导将信号馈入径向波导,同时在径向波导底部采用渐变阻抗过渡实现阻抗匹配.仿真结果表明:该结构的径向波导合成器频带宽、合成效率高,且具有功率容量大、散热好、容易加工装配等特点.【期刊名称】《制导与引信》【年(卷),期】2014(035)003【总页数】4页(P51-54)【关键词】径向波导;功率合成器;矩形波导【作者】杨冬;尹震峰;蒋开创【作者单位】空驻上海航天局军代表室,上海200090;上海无线电设备研究所,上海200090;上海无线电设备研究所,上海200090【正文语种】中文【中图分类】TN73随着微波毫米波技术在雷达、通信等领域的迅速发展，对高效率功率放大器的要求越来越高。

目前，在单个固态器件输出功率有限的情况下，普遍采用功率合成技术提高输出功率。

功率合成器的损耗直接决定着合成效率，在众多的功率合成器结构形式中，径向波导功率合成器具有损耗低、散热好等优点，已逐渐成为当前功率合成技术研究的方向之一[1-2]。

本文基于径向波导结构设计了一种K波段宽带功率合成器，该结构采用了WR42标准矩形波导将信号馈入径向波导，利用径向波导实现了四合一功率合成器。

同时，为了获得更宽的带宽，在径向波导底部采用渐变阻抗过渡实现阻抗匹配。

仿真设计结果表明，在K波段范围内，该结构的合成器能够实现端口回波损耗大于20 dB、工作带宽大于23.3%，同时能够实现较高的合成效率和较小的体积，具有微波毫米波宽带大功率合成应用的潜力[3]。

1.1 径向波导的场分析径向波导是一种非均匀传输线，由上下两个圆片组成，设径向波导壁为理想导体，波导内为介电常数ε和磁导率µ的无损理想介质，波导结构如图1所示[4]。

图中：Er为波导径向；r为波导半径；Φ为旋转角度且逆时针方向为正方向；b为波导腔体的高度。

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 201610190715.7(22)申请日 2016.03.30(71)申请人 西安电子工程研究所地址 710100 陕西省西安市长安区凤栖东路(72)发明人 李磊　杨莉　周海进　李兵　湛婷　任纹岐　(74)专利代理机构 西北工业大学专利中心61204代理人 王鲜凯(51)Int.Cl.H01P 5/12(2006.01)(54)发明名称一种W波段超宽带H面波导功率合成器(57)摘要本发明涉及一种新型的W波段H面超宽带波导合成器，其基本结构由波导与匹配块组成。

合成器通过圆弧过渡实现了阻抗的渐变过渡，以提高带宽，通过金属三角锥改善了宽带阻抗匹配，最终形成了一种在W波段75GHz～110GHz能够全带宽工作的H面波导合成器。

权利要求书1页 说明书3页 附图1页CN 105846028 A 2016.08.10C N 105846028A1.一种W波段超宽带H面波导功率合成器，采用多个T型节波导组合而成，其特征在于T 型节波导的拐角处采用半径为r1的圆弧渐变过渡，在合口处的端面处向波导口的方向突出一个尖角，尖角边采用半径为r2的圆弧渐变过渡，尖角高度与波导窄边同高，尖角中心与波导宽边中心线重合，尖角顶角采用削平处理；在合口与尖角之间的宽边底面上设有一个三角锥体，三角锥体的底面投影为等腰三角形，等腰三角形向合口方向的两个腰长于底边，三角锥尖顶的底面投影位于波导宽边的中心线上且处于底面投影区内。

2.根据权利要求1所述的一种W波段超宽带H面波导功率合成器，其特征在于所述的r1为1.69mm。

3.根据权利要求1所述的一种W波段超宽带H面波导功率合成器，其特征在于所述的r2为1.26mm。

权　利　要　求　书1/1页CN 105846028 A一种W波段超宽带H面波导功率合成器技术领域[0001]本发明属电路技术领域，具体是利用波导和匹配块实现波导合成器，实现W波段宽频带功率分配与合成功能。

一种宽带径向功率合成器的设计
王仁军;喻先卫;韩煦;王荣达;成海峰;徐建华
【期刊名称】《电子与封装》
【年(卷),期】2018(018)009
【摘要】提出了一款10路宽带径向功率合成器,合路器带宽覆盖6～18 GHz.通过采用微带探针以及同轴渐变波导,实现了宽带的微带-同轴的过渡结构.合成器在带内的仿真结果显示,驻波系数小于1.7、插损小于1 dB.
【总页数】3页(P39-41)
【作者】王仁军;喻先卫;韩煦;王荣达;成海峰;徐建华
【作者单位】南京电子器件研究所,南京210016;南京电子器件研究所,南京210016;南京电子器件研究所,南京210016;南京电子器件研究所,南京210016;南京电子器件研究所,南京210016;南京电子器件研究所,南京210016
【正文语种】中文
【中图分类】TN403
【相关文献】
1.一种基于径向波导的K波段宽带功率合成器 [J], 杨冬;尹震峰;蒋开创
2.宽带径向功率合成器设计 [J], 王海龙;廖秋平;杨光
3.一种Ka波段径向波导功率合成器设计 [J], 牛海君
4.宽带大功率径向波导功率合成器设计 [J], 曾小波;葛庆
5.一种高功率宽频带径向合成器设计 [J], 韩来辉; 杨晓峰
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