用于射频(rf)功率耦合的组件和使用该组件的方法
【技术领域】
[0001]当前发明涉及一种用于射频功率耦合的组件以及使用该组件的方法，其包括至少一个盒形功率合成器和/或分配器，带有用于射频功率的输入和输出的连接器，带有在盒子内部的导体，该导体将连接器与至少一个中心导体电连接，以及带有至少一个外部导体。
【背景技术】
[0002]功率分配器被用于从单独的射频发生器分配射频功率到多个接收器。功率合成器是用于从多个源合成射频功率以用额外功率馈送单个接收器。接收射频功率的接收器例如是负载或天线。大多用作功率分配器或功率合成器的装置也是互逆工作的，即他们能够被用作分配器并且用作合成器。在下文中，措辞分配器的使用包括合成器的使用，并且反之亦然。在射频功率处理方面，用于合成器/分配器的设计的主要参数是热和击穿电压。使用中的要求是射频功率的传输，带有低插入损耗和回波损耗。进一步的要求是紧凑性，易于组装并且成本有效，易于制造。
[0003]从现有技术已知有两种主要类型的功率合成器/分配器，基于印刷电路板(PCB)或同轴基的合成器/分配器。印刷电路板基的合成器/分配器主要用在低功率应用中。在这个背景下的低功率是在连续波形机制中的几千瓦到在脉冲模式用途中的约十千瓦的范围内。印刷电路板基的装置相当紧凑，但是不与高功率一起使用。同轴基的合成器/分配器对于低功率应用和对于极高功率等级(特别地高达几百千瓦)是可用的。同轴基的合成器/分配器的缺点是缺少紧凑性，即高体积的相应尺寸。
[0004]从现有技术已知的合成器，例如在US4459568中描述的是空气条纹耦合器。功率在两条带状线之间的间隙中传播。该装置包括印刷电路板，不能实现高压使用。从US2012029327中已知的功率合成器/分配器允许高功率信号。这种功率合成器/分配器在尺寸上相对大并且不紧凑，以及由于其圆柱形的形状，它不能用在机架中。在功率合成器/分配器的结构内部有过多的空的空间。在US 5111166中描述了用于多个输入的电长度均衡系统，除了其它的以外，具有功率合成应用。由于它的印刷电路板基底，它只能够用于低功率应用中。另外，该系统的处理和制造不容易。该组件包括复杂的结构。
【发明内容】
[0005]当前发明的目标是提出一种用于射频功率耦合的紧凑组件，其易于组装并且易于低成本制造，以及能够被用于高功率应用中。当前发明的另一个目标是提出一种以紧凑的方式使用该组件的方法。
[0006]上述目标的实现是通过根据权利要求1所述的用于射频功率耦合的组件，以及根据权利要求13所述的使用用于射频(RH功率耦合的组件(特别是之前描述的组件)的方法。当前发明的有利实施方式在从属权利要求中给出。主权利要求的特征能够彼此结合以及与从属权利要求的特征结合，并且从属权利要求的特征能够结合在一起。
[0007]根据当前发明的用于射频(RF)功率耦合的组件包括至少一个盒形功率合成器和/或分配器，带有用于射频-功率的输入和输出的连接器，带有在盒子内部的导体，其将连接器与至少一个中心导体电连接，以及带有至少一个外部导体。根据当前发明至少一个外部导体是盒形外壳。
[0008]盒子的形状能够实现用于射频功率耦合的紧凑组件。功率合成器和/或分配器的简单结构易于组装和低成本地制造。它能够被用于高功率应用中。
[0009]盒形外壳能够是平行六面体，特别是长方体。这能够实现在机架中的方便存储以及功率合成器和/或分配器的紧凑组件。通过外部形状的非紧密配合不需要或失去许多空间。
[0010]该至少一个盒形功率合成器和/或分配器的部件，特别是所有部件，能够由固体金属件制成。他们能够包括铜、铝和/或带有铜涂层的钢，或由其构成。这能够实现低功率和高功率应用，并且在功率合成器和/或分配器内部没有很多电的、电阻的和/或频率损失。
[0011 ]该至少一个盒形功率合成器和/或分配器能够包括至少一个功率合成或分配部件
(A)以及至少一个阻抗转换部件(B)。阻抗转换部件(B)能够是窄带或宽带频率元件。它能够是用于减少射频功率反射的射频匹配元件，特别地在位于该至少一个盒形功率合成器和/或分配器的一侧的多个50欧姆同轴连接器和在另一侧的单个50欧姆连接器之间。
[0012]阻抗转换部件(B)能够是导电线，其具有外部阶梯、锥形或二项式形状。该形状取决于应用、所使用的功率和频率，以及能够被优化以减少功率损失和产生的热量。
[0013]该至少一个盒形功率合成器和/或分配器能够包括至少一个同轴的、和/或至少一个矩形波导的、和/或至少一个圆形波导的连接器。该连接器取决于特殊的应用、频率和功率，以及取决于相应功率合成器和/或分配器的所连接装置的种类。对应的连接线能够被用于连接其他装置。
[0014]该至少一个盒形功率合成器和/或分配器能够大体上具有19英寸机架的尺寸，特别是带有482.6毫米宽的模块前面板。由于19英寸机架是在电子应用中以及用于装置的最普遍使用的机架，这使得简易使用成为可能。它能够实现与其他标准组件一起结合的非常紧凑的机架。
[0015]该至少一个盒形功率合成器和/或分配器能够包括至少一个流体(特别是水)冷却装置。冷却在高功率应用中能够是必要的，以从功率合成器中去除废热。水冷却元件能够被布置在中心导体的内部。它能够在具有盒形外壳形式的外部导体的与输入/输出射频连接器被布置到的侧相同的侧上具有入口。那阻止了水冷却系统渗透到功率合成器和/或分配器的内部空间，以及扰乱功率合成器和/或分配器的射频特性。它增加了与功率合成器和/或分配器一起使用的最大可能的操作射频功率。
[0016]该至少一个中心导体能够呈平板的形式，特别地布置成平行于该至少一个盒形功率合成器和/或分配器的接地平面。这能够实现非常紧凑的组件和小尺寸功率合成器和/或分配器成为可能。
[0017]在盒子内部的导体能够呈杆状形式，特别是带有圆形和/或矩形横截面的固体弯杆，其将连接器与至少一个中心导体电连接。使用这种组件，从用于射频-功率的多个连接器到中心导体的带有低电阻损失和高频率传输的良好的电传导是可能的。低损失导致很少量废热要去除。这能够实现在没有冷却系统或只有小型冷却系统下的工作。
[0018]根据使用用于射频(RF)功率耦合的组件(特别地使用之前描述的组件)的当前发明的方法，包括盒形功率合成器和/或分配器的叠堆，特别是在19英寸机架中彼此相邻和/或在彼此之上。
[0019]与根据当前发明使用用于射频(RF)功率耦合的组件的所描述方法相关的优点类似于之前的与用于射频(RF)功率耦合的组件相关的所描述优点，并且反之亦然。特别地，功率合成器和/或分配器的紧凑组装具有与之前描述类似的相同优点，例如，与从现有技术中已知的功率合成器/分配器相比更少空间消耗。
【附图说明】
[0020]当前发明将在下面参考在附图中显示的图示实施方式被进一步说明，其中:
图1图示了在根据当前发明的组件的角视图中的功率合成器/分配器，具有对功率合成器/分配器的内部部件的窥视图，以及
图2图示了沿图1的功率合成器/分配器的纵向轴线的横截面侧视图，该合成器/分配器带有功率合成或分配部件A和阻抗转换部件B，以及
图3图示了从上面沿图1的功率合成器/分配器的纵向轴线的横截面视图。
【具体实施方式】
[0021]在图1中显示了在角视图中的根据当前发明的组件的功率合成器/分配器。通过省略外部外壳5的某个部件，能够实现对功率合成器/分配器的内部部件的窥视。功率合成器/分配器具有矩形盒子的形状，带有在盒形外壳5的一侧上的用于射频-功率的多个连接