一种三路端口匹配的内波导功率合成器的制作方法

本实用新型功率合成器领域，具体为一种三路端口匹配的内波导功率合成器结构。

背景技术：

大功率固态器件的工作频率及所能达到的功率越来越高，但限于半导体的物理特性，单个固态器件的输出功率是有限的。采用功率合成技术将多路固态器件输出功率进行叠加，是获得更高输出功率的有效途径之一，当某一路出现故障，虽然整体功率有所下降，但仍然能继续工作。目前应用最多的功率合成技术是基于波导的功率合成方式，现有技术中，为保证合成支路的幅度、相位一致性，通常波导形式的合成器以T型结为基本单元进行级联，但一般仅针对偶数路的功率合成，而无法实现奇数路的合成。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于克服现有技术的不足，提供一种三路端口匹配的内波导功率合成器结构，在保证合成支路的幅度、相位一致性的要求下，实现了波导形式合成器的奇数路合成，结构简单，制作方便，成本低。

本实用新型的目的是通过以下技术方案来实现的：

一种三路端口匹配的内波导功率合成器结构，包括上分块和下分块，所述上分块的底面加工有凹槽a，所述下分块的顶面加工有与凹槽a对应的凹槽b，所述上分块和下分块相互扣合设置，所述凹槽a与凹槽b形成内部封闭的波导回路；

所述波导回路包括T形结a、T形结b、两个T形结c、两个波导段a、两个波导段b和两个波导段c，

所述T形结a的分口端底部设置有将其功率容量等分的尖角隔离端口a，所述T形结b的分口端底部设置有将其功率容量等分的尖角隔离端口b，所述T形结c的分口端底部设置有将其功率容量按1:2的比例分配的尖角隔离端口c，

所述T形结a的分口两端均与波导段a的一端连通，所述波导段a的另一端经E面折叠转弯后与T形结c的合口端连通，所述T形结c的分口大端与波导端c的一端连通，其分口小端与波导端b的一端连通，两个所述波导段b的另一端分别与T形结b的分口两端连通，所述T形结a的合口端和T形结b的合口端均与外部环境连通，所述波导端c远离T形结c的一端经E面折叠波导呈九十度转弯后与外部环境连通。

进一步的，所述波导回路为矩形波导，其内部各点的高度相同。

进一步的，所述尖角隔离端口a、尖角隔离端口b、和尖角隔离端口c的尖角两侧均与其所属T形结的底部呈四十五度角设置。

进一步的，所述波导段a从与T形结相连的一端起，宽度逐级变大设置，所述波导段a与T形结c相连的一端的功率强度是其与T形结a一端相连的功率强度的倍。

进一步的，所述波导端b与波导段c靠近T形结c合口端的一个侧面设置于同一平面内。

本实用新型的有益效果是：通常波导形式的合成器以T型结为基本单元，以保证合成支路的幅度、相位一致性，但无法实现奇数路的合成。该三路端口匹配的内波导功率合成器结构通过T形结进行两级级联，第一级等分为两路，第二级按1:2的比例对功率容量进行分配，再将少的两路通过T形结合成为一路，实现三路合成。在不等分的T形结内亦设置45°尖角隔离端口，其大端内电磁波经E面折叠呈90°转弯后输出至外部环境，小端经合成T形结内45°尖角反射吸收后输出至外部环境，可实现各输出端口的相位一致性。该设置，即实现了奇数路合成，同时保证了各端口相匹配。

附图说明

图1为本实用新型一种三路端口匹配的内波导功率合成器结构的外形图；

图2为本使用新型一种三路端口匹配的内波导功率合成器结构的内部结构示意图；

图3为波导回路的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图进一步详细描述本实用新型的技术方案，但本实用新型的保护范围不局限于以下所述。

如图1至图3所示，一种三路端口匹配的内波导功率合成器结构，包括上分块1和下分块2，上分块1的底面加工有凹槽a，下分块2的顶面加工有与凹槽a对应的凹槽b，上分块1和下分块2相互扣合设置，凹槽a与凹槽b形成内部封闭的波导回路。采用该波导功率合成器结构，结构简单，制造方便，成本低。

波导回路包括T形结a31、T形结b32、两个T形结c33、两个波导段a34、两个波导段b36和两个波导段c35。进一步的，该波导回路为矩形波导，其内部各点的高度相同。因大部分矩形波导的工作主模是TE01模，其工作波长由矩形波导的宽边决定，功率容量由矩形波导的窄边决定。各点等高设置，可保证波导宽边相等，从而保证工作波长相同。

T形结a31的分口端底部设置有将其功率容量等分的尖角隔离端口a311，T形结b32的分口端底部设置有将其功率容量等分的尖角隔离端口b322，T形结c33的分口端底部设置有将其功率容量按1:2的比例分配的尖角隔离端口c331。尖角隔离端口a311、尖角隔离端口b322、和尖角隔离端口c331的尖角两侧均与其所属T形结的底部呈四十五度角设置。

T形结a31的分口两端均与波导段a34的一端连通，波导段a34的另一端经E面折叠转弯后与T形结c33的合口端连通，T形结c33的分口大端与波导端c35的一端连通，其分口小端与波导端b36的一端连通，两个波导段b36的另一端分别与T形结b32的分口两端连通，T形结a31的合口端和T形结b32的合口端均与外部环境连通，波导端c35远离T形结c33的一端经E面折叠波导呈九十度转弯后与外部环境连通。

因T形结c33内亦设置45°尖角隔离端口，其大端内电磁波经E面折叠呈90°转弯后输出至外部环境，小端经合成T形结b32内45°尖角反射吸收后输出至外部环境，可实现各输出端口的相位一致性。

进一步的，波导段a34从与T形结31相连的一端起，宽度逐级变大设置，波导段a34与T形结c33相连的一端的功率强度是其与T形结a31一端相连的功率强度的3倍。此时，若T形结a31的合口端功率容量为1，则经等分后波导段a34与T形结a31相连的一端功率容量为1/2，经3倍放大后，波导段a34与T形结c33相连的一端功率容量为3/2，因T形结c33按1:2比例分配，则波导段c35功率容量为1，波导段b36内功率容量为1/2，经T形结b32合成后，T形结32合成端功率容量亦为1，既进行3路合成，亦保证各端口功率容量的匹配。

进一步的，波导端b36与波导段c35靠近T形结c33合口端的一个侧面设置于同一平面内。该设置使得从T形结c33合口到分口的电磁波起点相同，从而更好保证分出的两电磁波相位角度。

以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当理解本实用新型并非局限于本文所披露的形式，不应看作是对其他实施例的排除，而可用于各种其他组合、修改和环境，并能够在本文所述构想范围内，通过上述教导或相关领域的技术或知识进行改动。而本领域人员所进行的改动和变化不脱离本实用新型的精神和范围，则都应在本实用新型所附权利要求的保护范围内。