一种高反射系数的微波负载牵引基波及谐波二合一调配器的制造方法
【专利摘要】一种高反射系数的微波负载牵引基波及谐波二合一调配器。微波开槽传输线(SL)通过中心导体(CC)连接第一微波连接器(C1)和第二微波连接器(C2)，在它的上部，是两个基波的第一矢量探头(P1)、第二矢量探头(P2)和一个谐波全反射装置(R)，第一驱动装置(M1)驱动第一矢量探头(P1)，第二驱动装置(M2)驱动第二矢量探头(P2)，使两探头(P1、P2)均可作水平及垂直移动，以改变基波反射矢量的相位和幅度，探头离中心导体(CC)越近，反射系数越大；而谐波全反射装置(R)则由金属短路线(L)、金属弹片(T)、介质(D)和固定腔(P)组成，电连接的金属短路线(L)和金属弹片(T)的纵向长度相加的有效电长度为谐波波长的1/4，金属弹片(T)和中心导体(CC)接触，可沿着中心导体(CC)水平移动。
【专利说明】-种高反射系数的微波负载牵引基波及谐波二合一调配器
【技术领域】
[0001] 本实用新型涉及一种高反射系数的微波负载牵引（Load Pull)基波及谐波二合 一调配器（Tuner)，尤其是一种对于基波采用双反射矢量探头的高反射系数的基波调配器 (Fundamental Tuner)、而对于高次谐波采用高次谐波全反射装置且相位任意可调的谐波 调配器（Harmonic Tuner)的微波负载牵引二合一调配器。
【背景技术】
[0002] 在微波器件及系统的研制中，当功率大时，需要一个高反射系数的微波负载牵引 (Load Pull)基波（频率为4)调配器来进行优化调配；除基波外，还需要充分利用高次谐 波（频率为Iiftl，其中η彡2)来改善器件及系统的性能参数及线性。美国MAURY MICROWAVE CORPORATION采用的方法是：对于基波，采用两个单反射矢量探头的基波调配器级联以获 得大的总反射系数；对于谐波，则级联另一台谐波调配器以对谐波进行优化调配。因此，三 台调配器级联将产生较大的回损，容易产生寄生振荡。加拿大FO⑶S MICROWAVES INC.的 做法是：用单反射探头的基波调配器和谐波调配器二合一组成一个新的调配器，由于二个 调配器都在一条开槽传输线上，因而总回损少，不会产生寄生振荡，但由于基波调配器是单 反射探头，因而反射系数不高，能应用的功率不大。
【发明内容】
[0003] 为了既能对基波进行大功率调配，又能对谐波进行调配，且调配器总回损要小，应 用起来要方便、快捷，本实用新型提供一种高反射系数的微波负载牵引基波及谐波二合一 调配器，尤其是一种对于基波采用双反射矢量探头的高反射系数的基波调配器、而对于高 次谐波则采用高次谐波全反射装置且相位任意可调的谐波调配器的微波负载牵引二合一 调配器。
[0004] 本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：它由第一微波连接器、微波开 槽传输线、中心导体、第二微波连接器、第一矢量探头及其第一驱动装置、第二矢量探头及 其第二驱动装置、高次谐波全反射装置和外壳组成，高次谐波全反射装置由金属短路线、金 属弹片、介质和固定腔组成，其中第一微波连接器和第二微波连接器通过中心导体分别连 接到微波开槽传输线的两端，在开槽传输线的中心导体上部，第一矢量探头、第二矢量探头 和高次谐波全反射装置沿水平方向依次插入微波开槽传输线内，每个矢量探头的驱动装置 在水平和垂直两个方向驱动该矢量探头在微波开槽传输线内移动，而高次谐波全反射装置 中的金属短路线和金属弹片电连接，金属短路线和金属弹片纵向长度相加的有效电长度等 于高次谐波波长的四分之一，金属弹片和中心导体接触，金属短路线插入介质中，由固定腔 加以固定，高次谐波全反射装置可沿着中心导体作水平移动。
[0005] 上述的两个矢量探头用于对基波进行大功率调配，而高次谐波全反射装置则用于 对谐波进行调配。对基波进行大功率调配的原理是：每个矢量探头的驱动装置在水平和垂 直两个方向驱动该矢量探头在微波开槽传输线内移动，探头在水平方向移动，改变的是反 射矢量的相位，而探头在垂直方向移动，改变的是反射矢量的幅度。因此，第一矢量探头产 生一个反射矢量，和第二矢量探头产生的反射矢量叠加，使得总的反射系数可以达到和1 较接近的数值，电压驻波比VSWR最大可达300 : 1。也就是说，反射矢量的相位及幅度可通 过第一矢量探头粗调、第二矢量探头微调，因而可实现精细调配；另外，由于每个探头无需 产生超额的电压驻波比VSWR，这意味着每个探头离中心导体的距离较远，却可实现较大的 合成VSWR，因而可以处理大功率而不用担心探头和中心导体之间的电晕放电；并且由于每 个探头产生的VSWR都不是很大，因而校准精度大幅改善；此外，当调配器初始化时，阻抗是 50 Ω，因而没有寄生振荡。
[0006] 对谐波进行调配的原理是：由于金属短路线和金属弹片的纵向长度相加的有效电 长度等于高次谐波波长的四分之一，而金属弹片和开槽传输线的中心导体接触，整个全反 射装置可沿中心导体水平移动。根据微波每四分之一波长阻抗的性质改变一次的原理，由 于金属短路线顶端是开路的，因此，在中心导体和金属弹片的接触点，对于高次谐波是短路 的，即对高次谐波在开槽传输线上是全反射的；而对于基波，该全反射装置对其衰减极小， 基波可极小损耗通过开槽传输线，因此可处理大功率，可宽带应用，没有低频段寄生振荡的 风险；另外，整个全反射装置可沿中心导体水平移动，因此，全反射的高次谐波的相位是可 调的。当高次谐波全反射装置的数量为1个时，可进行一个高次谐波频率的谐波调配；当高 次谐波全反射装置的数量为2个时，可进行2个高次谐波频率的谐波调配；如此类推，原理 相同。
[0007] 由于第一矢量探头、第二矢量探头及高次谐波全反射装置均装在一条开槽传输线 上，因而总回损很小，没有寄生振荡，基波及谐波二合一的调配器使得应用起来非常方便、 快捷。
[0008] 本实用新型的有益效果是，既能对基波进行大功率调配，又能对谐波进行调配，且 调配器总回损小，应用起来方便、快捷。
【专利附图】
【附图说明】
[0009] 下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步说明。
[0010] 图1是本实用新型的实施例结构原理图。
[0011] 图2是本实用新型实现的基波双探头矢量合成和高次谐波全反射的原理示意图。
[0012] 图3是图1的A-A剖视图。
[0013] 图中
[0014] Cl :第一微波连接器，SL :微波开槽传输线，C2 :第二微波连接器，CC :中心导体， Pl :第一矢量探头，P2 :第二矢量探头，Ml :第一驱动装置，M2 :第二驱动装置，R :高次谐波全 反射装置，L :金属短路线，T :金属弹片，D :介质，P :固定腔，B :外壳；
[0015] nfQ :n 次谐波（η 彡 2)。
【具体实施方式】
[0016] 在图1所示的实施例中，用一条微波开槽传输线（SL)，通过中心导体（CC)连接两 端的第一微波连接器（Cl)和第二微波连接器（C2)，在开槽传输线（SL)的中心导体（CC) 上部，第一矢量探头（Pl)、第二矢量探头（P2)和一个频率为Iif tl(其中&为基波的频率， η > 2)的高次谐波全反射装置（R)沿水平方向依次插入微波开槽传输线（SL)内，其中的 两个矢量探头（Ρ1、Ρ2)用于对基波进行大功率调配，一个高次谐波全反射装置（R)用于对 谐波进行调配。第一矢量探头（Pl)通过第一驱动装置（Ml)使之可以在水平和垂直方向移 动，第二矢量探头（P2)通过第二驱动装置（M2)使之可以在水平和垂直方向移动。探头在 水平方向移动，改变的是反射矢量的相位，而探头在垂直方向移动，改变的是反射矢量的幅 度。在图3的A-A剖视图中，第一驱动装置（Ml)驱动第一矢量探头（Pl)，Pl离中心导体 (CC)越近，反射矢量的幅度越大，即反射系数越大；第二驱动装置（M2)、第二矢量探头（P2) 以及反射矢量幅度和中心导体（CC)的关系同上，原理相同。两个矢量合成的原理可根据 图2左边的斯密斯圆图加以说明：第一矢量探头Pl产生一个反射矢量3，和第二矢量探头 P2产生的反射矢量=叠加，合成的结果是矢量7，通过第二矢量探头P2水平移动来调节相 位，可以产生较大的反射系数（如G点）。
[0017] 高次谐波全反射装置（R)则由金属短路线（L)、金属弹片（T)、介质（D)和固定腔 (P)组成。金属短路线（L)和金属弹片（T)电连接，金属短路线（L)和金属弹片（T)纵向长 度相加的有效电长度等于高次谐波波长的四分之一，金属弹片（T)和中心导体（CC)接触， 金属短路线（L)插入介质（D)中，由固定腔体（P)加以固定，高次谐波全反射装置（R)可沿 着中心导体（CC)作水平移动。在图2右边的极坐标圆图中，η次谐波（频率为Iif tl)的反射 系数接近1 (全反射），并且其相位可以从0-360度任意调节，其相位对应着高次谐波全反射 装置（R)沿中心导体（CC)的水平移动位置。
【权利要求】
1. 一种高反射系数的微波负载牵引基波及谐波二合一调配器，它由第一微波连接器 (C1)、微波开槽传输线（SL)、中也导体（CC)、第二微波连接器（C2)、第一矢量探头（P1)及其 第一驱动装置（Ml)、第二矢量探头（P2)及其第二驱动装置（M2)、高次谐波全反射装置（时 和外壳炬）组成，高次谐波全反射装置（时由金属短路线（L)、金属弹片订）、介质（D)和固 定腔（巧组成，其特征是；第一微波连接器（C1)和第二微波连接器（C2)通过中也导体（CC) 连接到微波开槽传输线（SL)的两端，在微波开槽传输线（SL)的中也导体（CC)上部，第一 矢量探头（P1)、第二矢量探头（P2)和高次谐波全反射装置（时沿水平方向依次插入微波 开槽传输线（SL)内，第一驱动装置（Ml)在水平和垂直两个方向驱动第一矢量探头（P1)在 微波开槽传输线（SL)内移动，第二驱动装置（M2)在水平和垂直两个方向驱动第二矢量探 头（P2)在微波开槽传输线（SL)内移动，金属短路线（L)和金属弹片（T)电连接，金属短路 线（L)和金属弹片（T)纵向长度相加的有效电长度等于高次谐波波长的四分之一，金属弹 片（T)和中也导体（CC)接触，金属短路线（L)插入介质（D)中，由固定腔（巧加W固定，高 次谐波全反射装置（时可沿着中也导体（CC)作水平移动。
2. 根据权利要求1所述的高反射系数的微波负载牵引基波及谐波二合一调配器，其特 征是；第一矢量探头（P1)和第二矢量探头（P2)的几何尺寸相同。
3. 根据权利要求1所述的高反射系数的微波负载牵引基波及谐波二合一调配器，其特 征是；第一矢量探头（P1)和第二矢量探头（P2)的几何尺寸不同。
4. 根据权利要求1所述的高反射系数的微波负载牵引基波及谐波二合一调配器，其特 征是：高次谐波全反射装置（时数量为1个，对应1个高次谐波频率。
5. 根据权利要求1所述的高反射系数的微波负载牵引基波及谐波二合一调配器，其特 征是：高次谐波全反射装置（时数量为2个，对应2个不同的高次谐波频率。
【文档编号】H01P5/04GK204230401SQ201420231183
【公开日】2015年3月25日 申请日期:2014年5月4日 优先权日:2014年5月4日
【发明者】黄秀群, 曾瑞枫 申请人:曾广兴