一种w波段超宽带h面波导功率合成器的制造方法
【专利摘要】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。
【专利说明】
-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。
【背景技术】
[0002] 当信号频段达到W波段时，传导损耗已变成难W忽视的重要因此，因此传统微带结 构的传输系统，大都由波导系统所替代，尤其是在功率分配与合成系统中，更是如此。微带 结构的功率合成器在Ku波段时的插入损耗都已变得非常明显，难W忽略，因此在W波段更应 采用波导结构而不是微带形式。在波导功率合成时，一般均采用E面合成形式，因为其工作 带宽向较于H面合成器更宽，但是在许多情况下，需要采用H面实现功率合成时，就会遇到结 构上实现的困难，尤其是在宽带合成时，往往需要波导转向变为E面合成方式，运样会加大 结构体积和重量。再加上W波段干扰对抗技术的进步，对毫米波产品工作带宽的需要越来越 宽，运也促动的对超宽带H面波导功率合成器的需求。
【发明内容】
[0003] 要解决的技术问题
[0004] 本发明主要是针对现有W波段H面波导合成器工作带宽不宽的缺陷，设计出了一种 全更宽工作带宽、且能够一体化加工的H面波导功率合成器。其不仅工作频率宽，工作频率 高，而且插入损耗低，驻波小，无需调试，一致性好。
[0005] 技术方案
[0006] -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rl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，尖角中屯、 与波导宽边中屯、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=角锥体，=角锥体的底面投影为等腰=角形，等腰=角形向合口方向的两个腰长于底 边，=角锥尖顶的底面投影位于波导宽边的中屯、线上且处于底面投影区内。
[0007] 所述的 rl 为1.69mm。
[000引所述的r2为1.26mm。
[0009] 有益效果
[0010] 本发明提出的一种W波段超宽带H面波导功率合成器，有益效果如下：
[0011] [1]本设计中H面波导边沿过渡，采用圆弧过渡，且为标准圆弧，并非复杂函数曲 线，既能实现波导特性阻抗的渐变，达到扩宽带宽的效果，又便于机械编程和加工，使得一 种结构就实现了 W波段全带宽工作的能力。
[0012] [2]本设计中的匹配块采用S角锥结构，与其他设计均不同，因为其在75G化~ IlOG化全带宽范围内具有更优的匹配效果，而且直接锐削在波导面上，无需调试，具有良好 的一致性，便于批量应用。
[0013] [3]本设计中波导的尖角采做小尺寸的削平处理，运样既能保证阻抗平滑的过渡， 又能降低由于机械加工中锐刀挤压带来的尖角形变的影响，保证分口间幅度的平衡度。
【附图说明】
[0014] 图1本发明中W波段H面导合成器的结构图 [001引图2 1分4与4合1的组合模型腔体图
[0016] 图3本发明中W波段H面导合成器的测试图（四通道分配与合成）
【具体实施方式】
[0017] 现结合实施例、附图对本发明作进一步描述：
[0018] 本波导功率合成器的基本模型为波导T型节结构，利用波导尺寸的变化实现合口 与分口之间的阻抗匹配，利用缓变结构达到阻抗的渐进性变化的效果，并加入匹配块改善T 型节中各端口间的匹配关系，实现宽带的阻抗匹配，从而保证比传统H面T型合成器在W波段 全带宽的工作频带内都具有良好的特性。
[0019] 此结构中，从合口到分口，波导的高度(波导窄边)保持不变，均为标准波导高度， 改变的是波导的宽边，从合口向分口过渡时，采用圆弧渐变过渡;而合口正对的T型节的端 面，也向内突出一个尖角，尖角向分口过渡的边也采用圆弧过渡(为标准圆弧，易于加工）， 此尖角高度与波导窄边同高;尖角中屯、与合口波导宽边中屯、线重合，且向分口左右两边的 圆弧(标准圆弧)也完全对称，否则会影响分口端功率的平衡度，并在尖角处做削平处理，去 除由于锐削加工中挤压引起的偏屯、问题;在合口与波导尖角之间的宽边底面上需要突起一 个匹配块(=角锥体），其底面投影为等腰=角形，其向合口方向的两个腰长于底边，其=角 锥尖顶的底面投影已位于波导宽边的中屯、线上，且处于底面投影区内，此匹配块的高度不 能过高，否则会影响到合口的端口驻波，从而增大插入损耗，降低合成效率，甚至影响系统 指标。
[0020] 如图1，上部波导口为合口，左右两侧波导口为分口，中间的S角形为匹配块。从上 图中可W看出，上侧与左右两侧的波导宽度相同，尺寸为a;合口两侧壁向分口过渡部分W 及底部突起尖角边沿均采用标准圆弧，非特殊公式拟合的曲线，其半径分别为rl、r2;下部 尖角作削平处理，其平顶宽度为Wl;匹配块的地面投影为等腰S角形，其高为Pl，底为匹 配块锥尖到底部投影与底面上部尖顶间距为p2;匹配块与底部平顶间的间距为p3;从下图 可W看出波导高度除匹配块处，均不变，高度为b;匹配块为=角锥，锥体高度为hi,只在单 面出现。其详细尺寸如下表所示。
[0021] 表1合成器尺寸参数列表 r00221
[0023] 单位;mm
[0024] 图2给出了一个1分4与4合1的组合模型腔体图和其测试结果图，左侧是为=维模 型图，4个传输通道，6个T型节及其内部6个匹配块。图3为模块实测结果(模块材料为硬侣， 表面采用导电氧化处理），可W看出其75GHz~IlOG化全带宽内，插入损耗小于3dB，端口回 波损耗小于-15地。从测试结果可W看出，单边的绝对插入损耗小于1.5地，若采用铜材与锻 金工艺，插入损耗可进一步降低。
【主权项】
1. 一种W波段超宽带Η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rl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Η面波导功率合成器，其特征在于所述的rl 为1·69mm〇3. 根据权利要求1所述的一种W波段超宽带Η面波导功率合成器，其特征在于所述的r2 为1·26mm〇
【文档编号】H01P5/12GK105846028SQ201610190715
【公开日】2016年8月10日
【申请日】2016年3月30日
【发明人】李磊, 杨莉, 周海进, 李兵, 湛婷, 任纹岐
【申请人】西安电子工程研究所