一种小型化Ku频段功率合成器的制造方法
【专利摘要】一种小型化Ku频段功率合成器，包括波导谐振腔，压缩波导宽边的耦合窗和传输波导三部分，具有五个输入波导端口和一个输出波导端口。波导谐振腔主要由五个输入谐振腔和一个输出谐振腔组成，五路等幅同相信号由传输波导输入，通过五个不同的压缩波导宽边的耦合窗口耦合至各路的波导谐振腔体，然后信号通过不同谐振腔传输至输出谐振腔，最后通过输出耦合窗口耦合至输出波导。本发明具有结构紧凑，轻量化，加工简单，可靠性高，易于实现合理的结构布局等优点。
【专利说明】
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种功率合成器，特别是涉及到大功率合成技术的小型化，属于地面 和卫星通信领域【技术领域】。 一种小型化Ku频段功率合成器
【背景技术】
[0002] Ku频段星载多路高功率合成技术是第二代通信卫星的关注技术，通过功率合成技 术大幅度提高星载有效载荷系统Ku频段的发射功率，解决卫星发射端输出功率受行波管 放大器输出阈值的限制。在发射机中提高发射功率时，如果单纯靠提高功放增益，功放的热 耗等问题会随之出现，影响产品的实际使用，甚至无法在卫星真空环境下使用。而通过使用 功率合成器可减小对功放的增益要求，通过多路合成达到发射功率的要求。
[0003] 目前国内外关于Ku频段多路功率合成器技术主要包括级联的方式和空间功率合 成。由于在卫星较小的空间内存在复杂的电子环境，对产品提出较高的要求：较高的合成效 率，低电磁泄漏，轻量化、小型化等。空间功率合成和电路合成方式由于效率、电磁兼容比较 难达到目标，采用较少。国内应用最广泛的是功分器（桥）和不等功分器（桥）级联实现 多路信号合成，见图2,采用功分器（桥）需要在隔离口连接大功率负载以吸收泄露过的能 量，体积、重量比较大。
【发明内容】
[0004] 本发明的技术解决问题是：克服现有技术的不足，提供一种小型化Ku频段功率合 成器，采用谐振式结构，通过谐振器的长度和耦合窗的大小控制各路信号的传输，有效地减 少了功率合成器的体积和重量，并且没有任何元器件，提高了产品的可靠性。
[0005] 本发明的技术解决方案是：
[0006] -种小型化Ku频段功率合成器，包括输出谐振腔体、输出过渡波导、短路板、至少 三个输入谐振腔体以及与输入谐振腔体一一对应的输入过渡波导；
[0007] 输出谐振腔体和三个输入谐振腔体依次连接，排列在同一水平面内，输出谐振腔 体位于三个输入谐振腔体中间或者两端，输出过渡波导的法兰与输出谐振腔体的T型枝节 法兰连接，短路板设置在位于所述Ku频段功率合成器两端的谐振腔体的外侧端口上，各路 输入信号分别从各个输入过渡波导进入，由各个输入谐振腔体的T型枝节耦合到对应的输 入谐振腔体中，再传输至输出谐振腔体中合成为单路输出信号，最终通过输出过渡波导输 出合成信号；
[0008] 所述输出谐振腔体和输入谐振腔体均工作在TE01 δ模，均采用了变形的Η面T型 结，所述变形的Η面Τ型结是指Τ型枝节为压缩宽边的波导耦合窗口。
[0009] 所述输出谐振腔体、输出过渡波导、短路板、输入谐振腔体和输入过渡波导之间的 连接处均涂抹导电胶。
[0010] 所述输入过渡波导和输出过渡波导的法兰上均设置有透气孔。
[0011] 一种小型化Ku频段功率合成器，输入谐振腔体为五个，分别为第一输入谐振腔 体、第二输入谐振腔体、第三输入谐振腔体、第四输入谐振腔体、第五输入谐振腔体；
[0012] 与第一输入谐振腔体、第二输入谐振腔体、第三输入谐振腔体、第四输入谐振腔体 和第五输入谐振腔体一一对应的输入过渡波导分别为第一输入过渡波导、第二输入过渡波 导、第三输入过渡波导、第四输入过渡波导和第五输入过渡波导；
[0013] 第一输入过渡波导、第二输入过渡波导、第三输入过渡波导、第四输入过渡波导和 第五输入过渡波导依次分别与第一输入谐振腔体、第二输入谐振腔体、第三输入谐振腔体、 第四输入谐振腔体和第五输入谐振腔体连接在一起；
[0014] 输出谐振腔体和五个输入谐振腔体和依次连接，排列在同一水平面内，输出谐振 腔体位于五个输入谐振腔体中间或者两端，输出过渡波导的法兰与输出谐振腔体的T型枝 节法兰连接，短路板设置在位于所述Ku频段功率合成器两端的谐振腔体的外侧端口上，各 路输入信号分别从各个输入过渡波导进入，由各个输入谐振腔体的T型枝节耦合到对应的 输入谐振腔体中，再传输至输出谐振腔体中合成为单路输出信号，最终通过输出过渡波导 输出合成信号；
[0015] 所述输出谐振腔体和五个输入谐振腔体均工作在TE01 δ模，均采用了变形的Η面 Τ型结，所述变形的Η面Τ型结是指Τ型枝节为压缩宽边的波导耦合窗口。
[0016] 所述输出谐振腔体、输出过渡波导、短路板、五个输入谐振腔体和五个输入过渡波 导之间的连接处均涂抹导电胶。
[0017] 所述输入过渡波导和输出过渡波导的法兰上均设置有透气孔。
[0018] 一种小型化Ku频段功率合成器，第一输入过渡波导、第二输入过渡波导、第三输 入过渡波导、第四输入过渡波导和第五输入过渡波导依次分别与第一输入谐振腔体、第二 输入谐振腔体、第三输入谐振腔体、第四输入谐振腔体和第五输入谐振腔体连接在一起；
[0019] 第一输入谐振腔体、第二输入谐振腔体、输出谐振腔体、第三输入谐振腔体、第四 输入谐振腔体和第五输入谐振腔体依次连接，排列在同一水平面内，输出过渡波导的法兰 与输出谐振腔体的τ型枝节法兰连接，短路板设置在第一输入谐振腔体和第五输入谐振腔 体的非邻接面端口上，各路输入信号分别从各个输入过渡波导进入，由各个输入谐振腔体 的T型枝节耦合到对应的输入谐振腔体中，再传输至输出谐振腔体中合成为单路输出信 号，最终通过输出过渡波导输出合成信号；
[0020] 所述输出谐振腔体和五个输入谐振腔体均工作在TE01 δ模，均采用了变形的Η面 Τ型结，所述变形的Η面Τ型结是指Τ型枝节为压缩波导宽边的耦合窗口，耦合窗口和Τ型 结长度通过所需的功分比确定，具体尺寸见表1和表2 :表1五路Ku频段功率合成器尺寸
[0021]
[0022]
【权利要求】
1. 一种小型化Ku频段功率合成器，其特征在于：包括输出谐振腔体、输出过渡波导、短 路板、至少三个输入谐振腔体以及与输入谐振腔体一一对应的输入过渡波导； 输出谐振腔体和三个输入谐振腔体依次连接，排列在同一水平面内，输出谐振腔体位 于三个输入谐振腔体中间或者两端，输出过渡波导的法兰与输出谐振腔体的T型枝节法兰 连接，短路板设置在位于所述Ku频段功率合成器两端的谐振腔体的外侧端口上，各路输入 信号分别从各个输入过渡波导进入，由各个输入谐振腔体的T型枝节耦合到对应的输入谐 振腔体中，再传输至输出谐振腔体中合成为单路输出信号，最终通过输出过渡波导输出合 成信号； 所述输出谐振腔体和输入谐振腔体均工作在TE01 δ模，均采用了变形的Η面T型结， 所述变形的Η面Τ型结是指Τ型枝节为压缩宽边的波导耦合窗口。
2. 根据权利要求1所述的一种小型化Ku频段功率合成器，其特征在于：所述输出谐振 腔体、输出过渡波导、短路板、输入谐振腔体和输入过渡波导之间的连接处均涂抹导电胶。
3. 根据权利要求1所述的一种小型化Ku频段功率合成器，其特征在于：所述输入过渡 波导和输出过渡波导的法兰上均设置有透气孔。
4. 根据权利要求1中任一项所述的一种小型化Ku频段功率合成器，其特征在于：所述 输入谐振腔体为五个，分别为第一输入谐振腔体（1)、第二输入谐振腔体（2)、第三输入谐 振腔体（3)、第四输入谐振腔体（4)、第五输入谐振腔体（5); 与第一输入谐振腔体（1)、第二输入谐振腔体（2)、第三输入谐振腔体（3)、第四输入谐 振腔体（4)和第五输入谐振腔体（5) -一对应的输入过渡波导分别为第一输入过渡波导 (10)、第二输入过渡波导（11)、第三输入过渡波导（12)、第四输入过渡波导（13)和第五输 入过渡波导（14); 第一输入过渡波导（10)、第二输入过渡波导（11)、第三输入过渡波导（12)、第四输入 过渡波导（13)和第五输入过渡波导（14)依次分别与第一输入谐振腔体（1)、第二输入谐振 腔体（2)、第三输入谐振腔体（3)、第四输入谐振腔体（4)和第五输入谐振腔体（5)连接在 一起； 输出谐振腔体和五个输入谐振腔体和依次连接，排列在同一水平面内，输出谐振腔体 位于五个输入谐振腔体中间或者两端，输出过渡波导（7)的法兰与输出谐振腔体￠)的T 型枝节法兰连接，短路板（8)设置在位于所述Ku频段功率合成器两端的谐振腔体的外侧端 口上，各路输入信号分别从各个输入过渡波导进入，由各个输入谐振腔体的T型枝节耦合 到对应的输入谐振腔体中，再传输至输出谐振腔体￠)中合成为单路输出信号，最终通过 输出过渡波导（7)输出合成信号； 所述输出谐振腔体（6)和五个输入谐振腔体均工作在TE01 δ模，均采用了变形的Η面 Τ型结，所述变形的Η面Τ型结是指Τ型枝节为压缩宽边的波导耦合窗口。
5. 根据权利要求4所述的一种小型化Ku频段功率合成器，其特征在于：所述输出谐振 腔体（6)、输出过渡波导（7)、短路板（8)、五个输入谐振腔体和五个输入过渡波导之间的连 接处均涂抹导电胶。
6. 根据权利要求4所述的一种小型化Ku频段功率合成器，其特征在于：所述输入过渡 波导和输出过渡波导的法兰上均设置有透气孔。
7. 根据权利要求4所述的一种小型化Ku频段功率合成器，其特征在于： 第一输入过渡波导（10)、第二输入过渡波导（11)、第三输入过渡波导（12)、第四输入 过渡波导（13)和第五输入过渡波导（14)依次分别与第一输入谐振腔体（1)、第二输入谐振 腔体（2)、第三输入谐振腔体（3)、第四输入谐振腔体（4)和第五输入谐振腔体（5)连接在 一起； 第一输入谐振腔体（1)、第二输入谐振腔体（2)、输出谐振腔体（6)、第三输入谐振腔体 (3)、第四输入谐振腔体（4)和第五输入谐振腔体（5)依次连接，排列在同一水平面内，输出 过渡波导（7)的法兰与输出谐振腔体（6)的T型枝节法兰连接，短路板（8)设置在第一输 入谐振腔体（1)和第五输入谐振腔体（5)的非邻接面端口上，各路输入信号分别从各个输 入过渡波导进入，由各个输入谐振腔体的T型枝节耦合到对应的输入谐振腔体中，再传输 至输出谐振腔体（6)中合成为单路输出信号，最终通过输出过渡波导（7)输出合成信号； 所述输出谐振腔体（6)和五个输入谐振腔体均工作在TE01 δ模，均采用了变形的Η面 Τ型结，所述变形的Η面Τ型结是指Τ型枝节为压缩波导宽边的耦合窗口，耦合窗口和Τ型 结长度通过所需的功分比确定，具体尺寸见表1和表2 : 表1五路Ku频段功率合成器尺寸
表2五路Ku频段功率合成器相邻谐振器中心距
〇
【文档编号】H01P5/16GK104064846SQ201410299779
【公开日】2014年9月24日 申请日期:2014年6月27日 优先权日:2014年6月27日
【发明者】李亚峰, 林浩佳, 袁建荣, 李吉斌, 殷新社 申请人:西安空间无线电技术研究所