一种超宽带径向合成器的制作方法

本发明涉及多路空间功率合成技术领域，尤其是一种超宽带径向合成器。

背景技术：

随着军用和民用通信的发展，对宽带大功率固态放大器的需求越来越大。但是单个芯片的输出功率有限，尤其是到了毫米波频段，为了获得更高的功率，通常需要将多个芯片进行功率合成，以便获得更高的功率输出，由此可见，功率合成技术已经成为固态功率放大器的关键技术。目前，行业中最常采用的合成方式有微带合成、径向合成及波导合成等方式。其中，微带合成器尺寸小，属于平面合成器，但是合成网络通常采用二进制结构，在合成路数较多时，由于级数增加导致插入损耗非常大。另外，波导合成器也是属于平面合成器，便于芯片的安装及散热。由于合成器是基于波导结构，合成损耗会非常低，而且有很大的功率容量。但是由于采用了波导管，也导致了合成器的带宽受到限制，而且在频率较低时，波导的尺寸也是非常大，不利于功放的小型化设计。再者，径向合成器可以将信号一次分配成n路，避免了二进制合成器插入损耗大的问题。径向合成器基于同轴结构，可以实现超宽带的功率合成。径向合成器通常以空气为传输介质，所以合成损耗非常低，非常适合大功率多路合成。

因此，急需要提出一种结构简单、功率容量大、损耗低、带宽较宽的超宽带径向合成器。

技术实现要素：

针对上述问题，本发明的目的在于提供一种超宽带径向合成器，本发明采用的技术方案如下：

一种超宽带径向合成器，包括呈漏斗形状的合成器外导体，剖设置在合成器外导体内、且呈圆锥形状的内腔体，盖合在合成器外导体的底部、且上部置于所述内腔体内的合成器内导体，环形均匀固定在合成器内导体上的数个输入接头，以及固定在合成器外导体的顶部、且与合成器内导体的顶部连接的输出端口接头；所述合成器内导体上设置有一圆锥形体；所述圆锥形体置于内腔体内、且与输出端口接头连接；所述输入接头贯穿合成器内导体设置、且顶部与合成器外导体的内壁贴近；数个所述输入接头环形均匀布设在圆锥形体的外边缘；所述合成器外导体的内壁与圆锥形体的外边缘之间形成一合成腔。

优选地，超宽带径向合成器，还包括套设在合成器外导体上的合成器散热器。

进一步地，所述合成器散热器的顶部设置有数个散热片。

进一步地，所述合成器内导体内开设有从下至上依次布设的第一圆形缺口槽、第二圆形缺口槽和第三圆形缺口槽。

进一步地，所述合成器外导体的外边缘设置有数个固定耳。

进一步地，所述输入接头包括固定在合成器内导体上的外导体安装座体，设置在外导体安装座体上的连接器，设置在连接器内的连接器引针，与连接器引针连接的探针，与探针螺纹连接的输入接头内导体。

优选地，所述探针与输入接头内导体采用螺纹连接。

进一步地，所述输出端口接头内设置有与圆锥形体的顶部连接的输出端口内导体。

优选地，所述合成腔呈漏斗形状。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

(1)本发明巧妙地在合成器外导体内开设圆锥形状的内腔体，并由圆锥形体的外边缘与合成器外导体的内壁之间的空间形成合成腔，为了使信号均匀传递并减少信号反射，利用直线圆锥与圆弧过渡实现扩展同轴；

(2)本发明巧妙地在合成器内导体上设置环形均匀间隔布设的输入接头，其探针多级匹配，并运用探针侧面与合成器内导体的距离，探针圆盘与外导体的距离，合成腔的大小进行阻抗匹配；

(3)本发明将数个从输入接头输入的信号进行功率合成并从输出端口接头输出，其带宽可以覆盖2-18ghz全频段；

(4)本发明巧妙的将输入连接头内导体与探针螺纹连接，拆卸方便。

综上所述，本发明具体结构简单、频率范围非常宽、功率容量大、损耗低等优点，在多路空间功率合成技术领域具有很高的实用价值和推广价值。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需使用的附图作简单介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对保护范围的限定，对于本领域技术人员来说，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为本发明的立体结构示意图(一)。

图2为本发明的立体结构示意图(二)。

图3为本发明的剖面示意图。

图4为本发明的立体结构示意图(去除合成器外导体)。

图5为本发明的立体结构示意图(去除合成器内导体)。

图6为本发明的合成器外导体的结构示意图。

图7为本发明的输出端口接头的结构示意图。

图8为本发明的输入接头的结构示意图。

图9为2～18ghz二十路合成器的输出驻波试验测试曲线图。

图10为2～18ghz二十路合成器的分配损耗试验测试曲线图。

上述附图中，附图标记对应的部件名称如下：

1-合成器外导体，2-合成器散热器，3-合成器内导体，4-输入接头，5-输出端口接头，11-内腔体，12-固定耳，21-散热片，31-圆锥形体，32-第一圆形缺口槽，33-第二圆形缺口槽，34-第三圆形缺口槽，41-连接器，42-外导体安装座体，43-连接器引针，44-探针，45-输入接头内导体，51-输出端口内导体。

具体实施方式

为使本申请的目的、技术方案和优点更为清楚，下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明，本发明的实施方式包括但不限于下列实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

实施例

如图1至图10所示，本实施例提供了一种超宽带径向合成器，包括呈漏斗形状的合成器外导体1，剖设置在合成器外导体1内、且呈圆锥形状的内腔体11，盖合在合成器外导体1的底部、且上部置于所述内腔体11内的合成器内导体3，环形均匀固定在合成器内导体3上的16个输入接头4，固定在合成器外导体1的顶部、且与合成器内导体3的顶部连接的输出端口接头5，以及套设在合成器外导体1上的合成器散热器2。首先，需要说明的是，本实施例中所述的“第一”、“第二”等序号用语仅用于区分同类部件，不能理解成对保护范围的特定限定。另外，本实施例中所述“底部”、“顶部”、“四周边缘”、“中央”等方位性用语是基于附图来说明的。

在本实施例中，合成器内导体3上设置有一圆锥形体31；所述圆锥形体31置于内腔体11内、且与输出端口接头5连接，所述输出端口接头5内设置有与圆锥形体31的顶部连接的输出端口内导体51。所述输入接头4贯穿合成器内导体3设置、且探针44与输入接头内导体45螺纹连接；数个所述输入接头4环形均匀布设在圆锥形体31的外边缘；所述合成器外导体1的内壁与圆锥形体31的外边缘之间形成一合成腔，所述合成腔呈漏斗形状。另外，所述合成器内导体3内开设有从下至上依次布设的第一圆形缺口槽32、第二圆形缺口槽33和第三圆形缺口槽34。

在本实施例中，所述合成器外导体1的外边缘设置有数个固定耳12。所述合成器散热器2的顶部设置有数个散热片21。

另外，本实施例的输入接头4包括固定在合成器内导体3上的外导体安装座体42，设置在外导体安装座体42上的连接器41，设置在连接器41内的连接器引针43，贴合固定在合成器外导体1的内壁的输入接头内导体45，以及连接在连接器引针43与输入接头内导体45之间的探针44。其中，所述探针44与输入接头内导体45采用螺纹连接。

为了验证本装置的性能，特进行了成品加工及测试。

由图9可知，本实施例采用20路合成器在2～18ghz整个带宽的驻波小于1.8，说明在整个带宽内阻抗匹配良好。

由图10可知，本实施例采用20路合成器在2～18ghz整个带宽内平均分配损耗为-14db，比理论-13db的分配损耗小了1db。由此可见本20路合成器的合成损耗小于1db，合成效率大于80％。

上述实施例仅为本发明的优选实施例，并非对本发明保护范围的限制，但凡采用本发明的设计原理，以及在此基础上进行非创造性劳动而作出的变化，均应属于本发明的保护范围之内。