一种超宽带高功率微波反相功率合成器的制作方法

本发明属于高功率微波器件，具体涉及一种超宽带高功率微波反相功率合成器。

背景技术：

1、为减小电场传感器对测量系统带宽和精度的影响，超宽带高功率微波电场测量一般采用有效高度较小的对称型渐进圆锥偶极子传感器。由于对称型渐进圆锥偶极子传感器两探头极化方向相反，通过同轴电缆输出为两路信号，相位相差180°，故需要对两路信号进行合成，同时要满足输入/输出阻抗匹配及带宽要求，保证信号不产生畸变。

2、另外，当偶极子传感器通过同轴线传输时，部分感应电流可能会流过电缆屏蔽的外表面，这种电流可以绕着测量设备的外壳流动，并将能量耦合到电源线或接地连接中，这会导致不可预测的设备性能和对其他设备的意外干扰。来自传感器输出的一部分在同轴电缆和设备外壳的外部以不受控制的方式流动，其输出也可以认为是电缆电流的共模部分。

技术实现思路

1、本发明所要解决的技术问题是：

2、为了合成对称型渐进圆锥偶极子传感器输出的超宽带差分信号，并且抑制同轴线外导体外表面流动的电流，本发明提供了一种超宽带高功率微波反相功率合成器，能够实现反相功率合成且兼有阻抗变换的功能，具有带宽宽、合成度高、效率高、损耗低等优点。

3、为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：

4、一种超宽带高功率微波反相功率合成器，其特征在于，包括输入传输线、输出传输线、介质板、阻抗匹配网络和标准sma连接器；

5、反相超宽带高功率微波通过标准sma连接器进入功率合成器，经输入传输线完成相位反相，通过阻抗匹配网络完成阻抗匹配，经输出传输线连接标准sma连接器输出。

6、本发明进一步的技术方案：所述的输入传输线包括上、下两层，上层输入传输线包括第一同相传输线、第一反相传输线；下层输入传输线包括第二同相传输线、第二反相传输线；第一同相传输线和第二相传输线均为指数函数变换的传输线，且方向相反；第二反相传输线与第一反相传输线长度一样、第二反相传输线的宽度大于第一反相传输线。

7、本发明进一步的技术方案：所述的第一同相传输线连接标准sma连接器的地，第二同相传输线连接标准sma连接器的内芯；第一反相传输线连接sma连接器的地，第二反相传输线连接标准sma连接器的内芯。

8、本发明进一步的技术方案：所述的输出传输线包括上、下两层，上下两层的输出传输线长度一样、下层输出传输线的宽度大于上层输出传输线。

9、本发明进一步的技术方案：所述的上层输出传输线连接标准sma连接器的内芯，下层输出传输线连接标准sma连接器的地。

10、本发明进一步的技术方案：介质板材料为微波复合介质材料，其介电常数为4.5。

11、本发明进一步的技术方案：阻抗匹配网络为三个相同的阻抗负载，其电阻值为16.7ω，输入、输出阻抗均为50ω。

12、本发明进一步的技术方案：所述标准sma连接器为sma-khd9a。

13、本发明的有益效果在于：

14、本发明提供的一种超宽带高功率微波反相功率合成器，可以将对称型渐进圆锥偶极子传感器输出的幅度相同、相位相反的超宽带高功率微波叠加合成；而将输入、输出端调换后，可实现超宽带高功率微波反相功率分配器，输出得到相位相差180°的两路信号。其带宽宽、损耗小、体积小，适合于机动性和灵活性要求。

15、1、通过指数函数变换的传输线完成超宽带高功率微波反相，通过阻抗匹配网络完成阻抗匹配，与同相超宽带高功率微波叠加输出，作用频率可达到5ghz。

16、2、输入、输出端是可调换的，可将超宽带高功率微波输出为幅度相同、相位相差180°的两路反相超宽带高功率微波。

技术特征：

1.一种超宽带高功率微波反相功率合成器，其特征在于，包括输入传输线、输出传输线、介质板、阻抗匹配网络和标准sma连接器；

2.根据权利要求1所述的一种超宽带高功率微波反相功率合成器，其特征在于，所述的输入传输线包括上、下两层，上层输入传输线包括第一同相传输线、第一反相传输线；下层输入传输线包括第二同相传输线、第二反相传输线；第一同相传输线和第二相传输线均为指数函数变换的传输线，且方向相反；第二反相传输线与第一反相传输线长度一样、第二反相传输线的宽度大于第一反相传输线。

3.根据权利要求2所述的一种超宽带高功率微波反相功率合成器，其特征在于，所述的第一同相传输线连接标准sma连接器的地，第二同相传输线连接标准sma连接器的内芯；第一反相传输线连接sma连接器的地，第二反相传输线连接标准sma连接器的内芯。

4.根据权利要求1所述的一种超宽带高功率微波反相功率合成器，其特征在于，所述的输出传输线包括上、下两层，上下两层的输出传输线长度一样、下层输出传输线的宽度大于上层输出传输线。

5.根据权利要求4所述的一种超宽带高功率微波反相功率合成器，其特征在于，所述的上层输出传输线连接标准sma连接器的内芯，下层输出传输线连接标准sma连接器的地。

6.根据权利要求1所述的一种超宽带高功率微波反相功率合成器，其特征在于，介质板材料为微波复合介质材料，其介电常数为4.5。

7.根据权利要求1所述的一种超宽带高功率微波反相功率合成器，其特征在于，阻抗匹配网络为三个相同的阻抗负载，其电阻值为16.7ω，输入、输出阻抗均为50ω。

8.根据权利要求1所述的一种超宽带高功率微波反相功率合成器，其特征在于，所述标准sma连接器为sma-khd9a。

技术总结
本发明涉及一种超宽带高功率微波反相功率合成器，属于高功率微波器件技术领域。包括两段不同的传输线，输入与输出同相位端传输线经阻抗匹配网络直接输出，不发生变化；输入与输出反相位端传输线通过指数变换传输线，将输入端高功率微波信号相位逐渐改变180°，再经由阻抗匹配网络，与另一端输入信号叠加输出。通过阻抗匹配网络，使输入、输出阻抗匹配，均为50Ω，使输出信号不发生畸变，其作用频率为0～5GHz。调换输入、输出端，可以实现超宽带高功率微波反相功率分配，输出幅度相同、相位相差180°的两路信号。

技术研发人员：马世川,蒋丹,田川,金兆鑫,王亚杰,荆晓鹏,谢斌,李万玉
受保护的技术使用者：西安电子工程研究所
技术研发日：
技术公布日：2024/3/21