一种超宽频带多路功率分配器及合成器的制造方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及功率分配合成技术领域，尤其涉及一种超宽频带多路功率分配器及合 成器。
【背景技术】
[0002] 在现代微波毫米波固态功率放大器中，由于功放芯片受自身半导体物理特性的限 制，以及散热、制造工艺和阻抗匹配等问题的影响，单芯片放大器往往达不到实际工程中大 功率的应用要求。因此，为了满足大功率通信、测试等系统的需要，要采用多路功率放大再 进行功率合成的方法。常用的主要功率分配/合成技术有平面功率分配/合成技术和空间 功率分配/合成技术。平面功率分配/合成技术主要指的是微带技术；空间功率分配/合 成技术又可分为矩形波导传输和同轴传输两种。平面微带功率分配/合成技术可以实现较 宽频带功率分配/合成，但插入损耗很大，合成效率低，而且合成路数少、空间利用率低，很 难满足高效率大功率的需求；采用矩形波导的功率分配/合成技术能够实现较小的插入损 耗及较高的合成效率，但其工作频带较窄，而且应用在低频段时的物理尺寸很大，不易加工 装配和使用。
[0003] 微波毫米波固态功率放大器作为微波毫米波雷达、制导及通信、测试等系统的一 个重要组成部分，已经成为微波毫米波领域研究的重要方向。随着对放大器输出功率要求 的不断提高，单个放大芯片的输出功率已不再能够满足实际系统工作的需要，因此，必须采 用多路放大、功率合成的技术来有效提高整个放大电路的输出功率。
[0004] 基于微带的平面功率分配/合成技术具有工作频带宽，加工装配简单等优点，但 因介质损耗大，合成效率低，空间利用率低等缺点，很难满足高效大功率放大器的要求。
[0005] 基于波导的空间功率合成技术可以有效地防止辐射损耗，具有通路损耗低、散热 效率高、幅相一致性高及功率容量大等优点，但波导结构的加工成本高，且主要集中在较高 的毫米波频段应用，在较低频率的微波频段，波导功率分配/合成结构由于尺寸过大，难以 应用到实际工程中。
[0006] 如图1所示，为基于平面微带电路的超宽带功率分配/合成结构示意图，该结构是 常用的超宽带大功率放大器技术，经逐级阻抗变换，信号一分二、二分四。随着输出功率指 标的提高，需要更多路数的功率放大器芯片进行合成，这种平面微带电路的尺寸不断增大， 介质损耗变大，从而导致合成效率低下，难以满足大功率高效合成输出的要求。
[0007] 现有功率分配/合成技术中，平面微带功率分配/合成技术可以实现较宽频带功 率分配/合成，但插入损耗很大，合成效率低，而且合成路数少、空间利用率低，很难满足高 效率大功率的需求；采用矩形波导的功率分配/合成技术能够实现较小的插入损耗及较高 的合成效率，但其工作频带较窄，而且应用在低频段时的物理尺寸很大，不易加工装配和使 用。现有的同轴传输功率分配/合成技术加工精度要求高，装配繁琐，散热不良，可靠性差。
【发明内容】
[0008] 针对现有技术中存在的问题，本发明的目的为提供一种基于高次三角函数曲线的 超宽带多路同轴功率分配/合成结构，拓宽功率分配/合成器的工作频带、增多合成路数、 减小插入损耗提高合成效率，以解决现有技术难以在超宽频段实现多路功率合成的技术难 题。
[0009] 为实现上述目的，本发明一方面提供了一种超宽频带多路功率分配器，包括：
[0010] 输入端同轴连接器、高次三角函数曲线同轴渐变结构以及多个输出端同轴连接 器；
[0011] 所述输入端同轴连接器，用于将电磁波接入所述高次三角函数曲线同轴渐变结构 内；
[0012] 所述高次三角函数曲线同轴渐变结构用于将所述电磁波等幅同相功率分配到所 述多个输出端同轴连接器；
[0013] 所述多个输出端同轴连接器用于将分配的电磁波一一对应的发送到多个独立不 相干的放大组件进行功率放大。
[0014] 优选的，所述高次三角函数曲线同轴渐变结构内的内外导体的坐标（x、y)遵循以 下方程：
[0015]
[0016] 优选的，该分配器采用可调短路圆环谐振腔结构；同轴内导体通过一个短路金属 圆柱与同轴外导体进行短路连接。
[0017] 优选的，所述多个输出端同轴连接器的输出端外形呈径向发散排列。
[0018] 本发明另一方面，提供了一种超宽频带多路功率合成器，该合成器的结构与前述 分配器结构镜像对称，用于将多个功率放大后的电磁波进行合成并输出。
[0019] 本发明的有益效果在于，工作频带宽，插入损耗小，合成路数多，高度模块化设计， 且具有加工难度小、装配简单等优点。
【附图说明】
[0020] 图1为基于微带电路的平面功率分配/合成结构示意图。
[0021] 图2为基于高次三角函数曲线的多路同轴功率分配/合成结构的整体外形结构示 意图。
[0022] 图3为本发明一种超宽频带多路功率分配器的剖面结构示意图。
【具体实施方式】
[0023] 体现本发明特征与优点的典型实施例将在以下的说明中详细叙述。应理解的是， 本发明能够在不同的实施例上具有各种的变化，其皆不脱离本发明的范围，且其中的说明 及附图在本质上是当作说明之用，而非用以限制本发明。
[0024] 本发明提出了一种新型的基于高次三角函数曲线的多路同轴功率分配/合成技 术。图2为该基于高次三角函数曲线的多路同轴功率分配/合成结构的整体外形结构示意 图，该技术采用高次三角函数曲线的同轴拓展变换，将输入信号等幅同相分配到同轴连接 器，分别经过功率放大模块后，连接与功率分配相同的功率合成结构完成大功率信号合成。 该结构采用高度模块化的设计方法，加工装配难度小，整体结构一致性高，功率分配和合成 采用完全相同的结构，放大组件独立于功率分配/合成结构，可进行单独安装及拆卸，便于 加工和装配，其结构紧凑，空间利用率高，通风散热效果良好。新提出的功率分配/合成器 结构具有插入损耗小、合成效率高、结构紧凑易于加工装配等众多优点，该技术解决了超宽 频带的大功率合成的难题，也为更宽频段的功率分配/