[0035] 一种新型复合函数渐变毫米波波导功率分配合成器，分配合成器包括2级分配器 和与其对称设置的通过功率放大忍片6相连的2个合成器；分配器母体通过一级两路波导 功分器1连接有2个分配器子体；合成器母体通过一级两路波导合路器7连接有2个合成 器子体；一级两路波导功分器1中的两路分支波导分别通过基于复合函数的渐变波导结构 展宽为标准矩形波导，该复合函数表达式为：
[0036] XW = t
[0038] 其中X(t)为渐变波导结构9的水平段的长度变化，Y(t)为渐变波导结构9的竖 直段的长度变化；L为渐变波导结构9水平段的长度；Hl为渐变波导结构9的展宽宽度；t 的取值范围为0《t《L。
[0039] 当 t = 0 时，X(t) = 0, Y(t) = 0 ;
[0040] 当 t = L/2 时，X(t) = L/2，
[0041] 当 t = L 时，X(t) = L，Y(t) = HI。
[0042] 复合函数通过调控L的长度，实现对矩形波导的窄边展宽的调控，可W在多个毫 米波波段内实现超宽带的阻抗匹配，从而实现与一级两路波导功分器1的输入端口和输出 端口的匹配，进而控制电磁场能量在一级两路波导功分器1内的分配与合成。因此，具有结 构紧凑、易于实现、加工成本低、带宽宽、损耗小及输入端口驻波比低等优点。
[0043] 所述分配器子体由一个一级两路波导功分器1、两个带有波导探针转换结构的二 级两路波导功分器2和在二级两路波导功分器2两侧末端的圆弧波导短路面结构3组成； 所述分配器子体中，一级两路波导功分器1的纵向端为输入端口，横向两端口为输出端口； 二级两路波导功分器2的输入端口与一级两路波导功分器1的其中一个输出端口相连接， 输出端口为阻抗微带线10。阻抗微带线10阻抗值为50Q。
[0044] 所述合成器子体由一个一级两路波导合路器7、两个带有波导探针转换结构的二 级两路波导合路器8和在二级两路波导合路器8两侧末端的圆弧波导短路面结构3组成； 所述合成器子体中，二级两路波导合路器8的输入端口为阻抗微带线10,输出端口与一级 两路波导合路器7的其中一个输入端口相连接；一级两路波导合路器7的纵向端为输出端 口，横向两端口为输入端口。
[0045] 功率分配合成器的功率分配段与合成段具有相同的结构，且空间对称，同时该结 构可根据不同的工作频率和工作带宽适当更改各结构的尺寸，但是整体结构原理不变。此 夕F，多路波导功率分配合成器并不仅限于四路功率分配合成器，在上述相同原理的基础之 上，可W设计出八路、十六路、2?的波导功率分配合成器。
[0046] 功率分配合成器整体外部加装有散热片。
[0047] 一级两路波导功分器1和二级两路波导功分器2的横向中部外侧设置有向内凹的 匹配切角4。一级两路波导合路器7和二级两路波导合路器8的横向中部外侧设置有向内 凹的匹配切角4。一级两路波导功分器1和一级两路波导合路器7的=路端口为标准矩形 波导端口。
[0048] 波导探针转换结构5中使用的为高频微波基片，可在毫米波频段内实现插入损耗 小于0. 3地，驻波比小于1. 3。基于圆弧波导短路面的波导探针转换结构不同于传统的直角 波导短路面，而是采用了新型的圆弧波导短路面，并根据最小反射理论对圆弧波导短路面 的尺寸W及探针结构的尺寸进行了优化，不仅可W有效地消除直角波导短路面多次反射造 成的杂波干扰，而且可W在超宽带内实现各端口的匹配W及电磁场能量在波导与微带电路 之间的高效转换，具有结构简单、易于实现、损耗小及输入端口驻波比低等优点。
[0049] 工作原理：电磁波首先由标准矩形波导端口 A输入一级两路波导功分器I，在匹配 切角4结构的功率分配作用下，电磁波信号被等幅反相分成两路信号，分别从端口 B和C输 出，然后再分别由输入端口 D进入二级两路波导功分器2,再次在匹配切角4的功率分配作 用下，将两路信号进一步等比例功分为四路信号，每路信号再通过波导-探针-波导转换结 构，完成电磁波信号由波导到微带平面电路再进入到波导的转换，在每一路平面微带电路 上的信号通过功率放大忍片6实现单路信号的功率放大。最后，各支路信号通过与分配器 具有对称结构的合成器完成电磁波信号的多路功率合成。
[0050] W上所述的仅是本发明的优选实施方式，应当指出对于本领域的技术人员来说， 在不脱离本发明结构的前提下，还可W做出若干变形和改进，运些都不会影响本发明实施 的效果和专利的实用性。
【主权项】
1. 一种新型复合函数渐变毫米波波导功率分配合成器，其特征在于：分配合成器包括 N级分配器和与其对称设置的通过功率放大芯片相连的相同数量的合成器；分配器母体通 过一级两路波导功分器连接有2N-2个分配器子体；合成器母体通过一级两路波导合路器连 接有2N-2个合成器子体；一级两路波导功分器中的两路分支波导分别通过基于复合函数的 渐变波导结构展宽为标准矩形波导，该复合函数表达式为： X(t) =t其中x(t)为渐变波导结构的水平段的长度变化，Y(t)为渐变波导结构的竖直段的 长度变化；L为渐变波导结构水平段的长度；Hl为渐变波导的展宽宽度；t的取值范围为 O彡t彡L02. 根据权利要求1所述的一种新型复合函数渐变毫米波波导功率分配合成器，其特征 在于：所述复合函数通过调控L的长度，实现对矩形波导的窄边展宽的调控，可以在多个毫 米波波段内实现超宽带的阻抗匹配，从而实现与一级两路波导功分器的输入端口和输出端 口的匹配，进而控制电磁场能量在一级两路波导功分器内的分配与合成。3. 根据权利要求1所述的一种新型复合函数渐变毫米波波导功率分配合成器，其特征 在于：所述分配器子体由一个一级两路波导功分器、两个带有波导探针转换结构的二级两 路波导功分器和在二级两路波导功分器两侧末端的圆弧波导短路面结构组成；所述分配器 子体中，一级两路波导功分器的纵向端为输入端口，横向两端口为输出端口；二级两路波导 功分器的输入端口与一级两路波导功分器的其中一个输出端口相连接，输出端口为阻抗微 带线。4. 根据权利要求3所述的一种新型复合函数渐变毫米波波导功率分配合成器，其特征 在于：所述阻抗微带线的阻抗值为50Ω。5. 根据权利要求1所述的一种新型复合函数渐变毫米波波导功率分配合成器，其特征 在于：所述合成器子体由一个一级两路波导合路器、两个带有波导探针转换结构的二级两 路波导合路器和在二级两路波导合路器两侧末端的圆弧波导短路面结构组成；所述合成器 子体中，二级两路波导合路器的输入端口为阻抗微带线，输出端口与一级两路波导合路器 的其中一个输入端口相连接；一级两路波导合路器的纵向端为输出端口，横向两端口为输 入端口。6. 根据权利要求1所述的一种新型复合函数渐变毫米波波导功率分配合成器，其特征 在于：所述功率分配合成器整体外部加装有散热片。7. 根据权利要求3所述的一种新型复合函数渐变毫米波波导功率分配合成器，其特征 在于：所述的一级两路波导功分器和二级两路波导功分器的横向中部外侧设置有向内凹的 匹配切角。8. 根据权利要求5所述的一种新型复合函数渐变毫米波波导功率分配合成器，其特征 在于：所述的一级两路波导合路器和二级两路波导合路器的横向中部外侧设置有向内凹的 匹配切角。9. 根据权利要求3或5所述的一种新型复合函数渐变毫米波波导功率分配合成器，其 特征在于：所述一级两路波导功分器和一级两路波导合路器的三路端口为标准矩形波导端 □〇10.根据权利要求3或5所述的一种新型复合函数渐变毫米波波导功率分配合成器，其 特征在于：所述波导探针转换结构中使用的为高频微波基片，可在毫米波频段内实现插入 损耗小于0. 3dB，驻波比小于1. 3。
【专利摘要】本发明涉及毫米波功率分配合成技术领域，具体涉及一种新型复合函数渐变毫米波波导功率分配合成器。分配合成器包括N级分配器和与其对称设置的通过功率放大芯片相连的相同数量的合成器；分配器母体通过一级两路波导功分器连接有2N-2个分配器子体；合成器母体通过一级两路波导合路器连接有2N-2个合成器子体；本发明可适用于毫米波频段，具有宽频带、大容量、高效率及低损耗等优点。
【IPC分类】H01P5/12, H01P5/00
【公开号】CN105390787
【申请号】CN201510944802
【发明人】王涛, 宁曰民, 刘金现, 齐红
【申请人】中国电子科技集团公司第四十一研究所
【公开日】2016年3月9日
【申请日】2015年12月16日