微波高频功率合成的腔体的制作方法

本技术涉及射频微波领域，特别是涉及一种微波高频功率合成的腔体。

背景技术：

1、在射频微波中，微波功率合成技术是一个重要单元，功率合成技术是指将两个及两个以上的功率放大装置进行组合，在单个功率放大的基础上，经过某些措施将多个放大输出后的功率叠加，从而来获得我们需要的更高等级的功率。功率合成技术包括管芯功率合成、电路型功率合成以及空间功率合成三大类型的功率合成技术。在电路合成领域，分为谐振式功率合成与非谐振式功率合成，在谐振式功率合成中，谐振腔体主要分为矩形波导腔体谐振合成和圆柱腔体谐振合成。

2、以上合成技术实现的形式多种多样、各有优缺，例如，矩形波导腔体作为功合器使用时，可采用两路微波信号通过微带端口输入，矩形波导作为主副线，矩形波导内部通常以空气作为介质，矩形波导通过多个间隔壁之间的缝隙或小孔可耦合小功率信号，利用小孔耦合在波导腔体内完成功率耦合，这种功率分配结构形式简单，工程设计时易于实现。

3、但是，上述方案中，孔耦合原理只能耦合出小功率信号，小孔耦合不能通过大功率信号，传输效率下降，此外，当多个输入端口的信号功率不平衡时，导致系统的稳定性降低，传输损耗大，现有方案普遍难以全面兼顾宽频段、大功率、低插损、高效率、小型化等多个优点。

技术实现思路

1、基于此，有必要针对上述技术问题，提供一种微波高频功率合成的腔体，矩形波导腔体能够获得高频功率，传输效率高，稳定性强，传输损耗低，此外，与相同高功率的矩形波导腔体相比体积要小得多，提高了腔体的空间利用率，该腔体同时具有兼顾宽频段、大功率、低插损、高效率、小型化等多个优点。

2、本发明提供一种微波高频功率合成的腔体，腔体包括信号输入腔、信号放大腔、信号输出腔及信号调节件，其中，信号输入腔用于接入传输信号并将传输信号均匀分配成多路，信号放大腔与信号输入腔连通，信号放大腔包括多个放大通道和设置于各个放大通道的放大组件，各个放大通道能够分别获取各路传输信号，放大组件能够放大各路传输信号直至预设增益，信号输出腔与放大通道连通，用于获取从信号放大腔输出的各路放大信号，并合成各路放大信号以生成合成信号，信号调节件设置在信号输入腔的内壁上和/或信号输出腔的内壁上，信号调节件能够对传输信号和/或放大信号进行阻抗变换，以使各路传输信号的信号大小一致和/或各路放大信号的信号大小一致。信号输入腔能够将初始的传输信号均匀分配成两路，同时借助信号调节件，进一步将初始的传输信号均匀分配成两路传输信号，两路传输信号、功率及阻抗一致，进一步提高整个腔体的稳定性，进一步降低了传输损耗，此后各路传输信号依次经过信号放大腔和信号输出腔进行信号放大与合成，实现了通过多个输入信号的功率叠加、合成以获得足够大的输出功率，此外，与相同高功率的腔体相比体积要小得多，提高了腔体的空间利用率，本实施例的腔体可在工作频段26.5ghz-40ghz范围内工作，增加了腔体工作频段，该腔体同时具有兼顾宽频段、大功率、低插损、高效率、小型化等多个优点。

3、在其中一个实施例中，信号输入腔和信号输出腔均包括第一传输通道和多个与第一传输通道连通的第二传输通道，各个第二传输通道能够分别连通至对应的放大通道。当初始的传输信号通入第一传输通道中，第二传输通道能够使初始的传输信号分成两路，该设计无需使用传统两路功分合成器对信号进行分配合成，减小了整体的尺寸需求以及避免引入多个器件。

4、在其中一个实施例中，第二传输通道被配置为两个，两个所述第二传输通道均以第一传输通道为中心轴线对称设置，两个第二传输通道均包括连接于第一传输通道的第一侧壁和连接于放大通道的第二侧壁，第一侧壁和第二侧壁之间的距离由远离第一传输通道所在平面逐渐变大。当初始的传输信号经过第一侧壁和第二侧壁时，由于两个第一侧壁和两个所述第二侧壁结构、尺寸完全一致，第一侧壁和第二侧壁能够使初始的传输信号实现合理的阻抗变换，同时借助信号调节件，进一步将初始的传输信号均匀分配成两路传输信号，两路传输信号、功率及阻抗一致，进一步提高整个腔体的稳定性，进一步降低了传输损耗。

5、在其中一个实施例中，第一侧壁与第一传输通道内壁之间所形成的连接面夹角被配置在150°-170°，第一侧壁和第二侧壁的长度均被配置为9 mm-12mm。在上述尺寸下的腔体，进行仿真，传输损耗小，达到了较好的性能指标。

6、在其中一个实施例中，信号调节件包括凸起结构，凸起结构以第一传输通道为中心轴线对称设置于两个第二传输通道之间，以使各路传输信号的信号大小一致和/或各路放大信号的信号大小一致。通过凸起结构，实现了合理的阻抗变换，能够使初始的传输信号均匀地分成两路，满足工作要求。

7、在其中一个实施例中，凸起结构的截面为三角形，凸起结构包括与第二侧壁相连的第一边和第二边，第一边和所述第二边以第一传输通道为中心轴线对称设置，第一边与第二侧壁所形成的连接面夹角被配置在130°-170°，第一边和第一边之间的最大距离相比第一传输通道的通口宽度宽1mm-2mm，凸起结构与第一侧壁的最短距离设置为2mm-4mm。在上述尺寸下的腔体，进行仿真，传输损耗小，达到了较好的性能指标。

8、在其中一个实施例中，信号输入腔和信号输出腔的长度范围、宽度范围及厚度分别为10mm-13mm、1mm-4 mm及7mm。在上述尺寸下的腔体，进行仿真，传输损耗小，达到了较好的性能指标。

9、在其中一个实施例中，放大组件包括耦合天线、与耦合天线电线连接的功放管及与功放管电连接的供电电路，耦合天线的接收端用于将传输信号传输至功放管，功放管用于放大传输信号以生成放大信号，耦合天线的输出端用于将放大信号辐射于信号输出腔，供电电路用于对功放管进行供电。耦合天线的接收端用于将传输信号传输至功放管，功放管用于放大传输信号以生成放大信号，耦合天线的输出端用于将放大信号辐射于信号输出腔的第二传输通道，两路放大信号在第一传输通中叠加合成。

10、在其中一个实施例中，腔体还包括朝向功放管设置的信号吸收腔，信号吸收腔的内壁涂覆有信号吸收层，信号吸收层能够吸收26.5 ghz-40ghz 频段中的无用信号。避免无用电磁波进入功放管形成正反馈，避免自激情况发生，以使功放管能够高效地进行功率放大输出，间接降低合成损耗，同时便于耦合天线、功放管的烧接固定至放大通道中，改善了耦合天线、功放管接地性能，降低了传输损耗。

11、在其中一个实施例中，腔体包括主腔体和上盖体，信号输入腔、信号放大腔及信号输出腔均设置在主腔体的内壁，上盖体能够适配于主腔体，主腔体设有多个减重孔。减轻了整个腔体模块的重量，便于多个模块集成系统时重量的优化。

12、附图说明

13、图1为一实施例中的微波高频功率合成的腔体的立体图。

14、图2为一实施例中的微波高频功率合成的腔体的主腔体的结构示意图。

15、图3为图2中的a的放大结构示意图。

16、图4为一实施例中的微波高频功率合成的腔体的上盖体的结构示意图。

17、图5为一实施例中的微波高频功率合成的腔体的仿真模型图。

18、图6为图5的另一个视角的仿真模型图。

19、图7为一实施例中的微波高频功率合成的腔体的回波损耗和插入传输损耗参数曲线图。