[发明专利]一种类摆线过渡结构的宽带径向波导功率分配/合成器

摘要

本发明公开了一种类摆线过渡结构的宽带径向波导功率分配/合成器，属于微波/毫米波无源器件领域。该结构包括标准矩形波导、矩形波导‑同轴波导过渡结构、同轴波导、类摆线过渡结构、设置有多级阶梯阻抗匹配结构的径向波导与N路标准输出矩形波导。具有功率容量大、频带宽、结构紧凑、插入损耗和反射损耗低、各输出端口幅度一致性和相位一致性好、易于加工和装配等优点。

主权项

1.一种类摆线过渡结构的宽带径向波导功率分配/合成器，包括：标准矩形波导、矩形波导‑同轴波导过渡结构、同轴波导、类摆线过渡结构、包含多级阶梯阻抗匹配结构的径向波导以及N路标准输出矩形波导；所述类摆线过渡结构的宽带径向波导功率分配/合成器，作为功率分配器时，微波信号以TE_0,1模的形式由标准矩形波导输入，经矩形波导‑同轴波导过渡结构向前传播到同轴波导，转化为同轴线中的TEM模；产生的TEM模经类摆线过渡结构继续向前传输，输入到后接的径向波导中；最后，经均匀分布在径向波导周围的N路标准输出矩形波导实现等幅同相输出；所述类摆线过渡结构的宽带径向波导功率分配/合成器，作为功率合成器时，微波信号由上述功率分配器进行N路等幅同相分配，每路微波信号经过一个功率放大模块对信号进行功率放大以后，由N路输出矩形波导阵列输入，沿上述信号分配时的逆过程，在矩形波导实现总功率的输出；所述矩形波导‑同轴波导过渡结构包括：伸入矩形波导内部的同轴探针结构和一端短路的矩形波导，短路面距离探针中心为四分之一工作波长；所述同轴波导内外导体的尺寸满足TEM波单模传输条件：λ≤3.456(b+c)，其中λ为同轴波导工作波长，b、c分别为内外导体半径；所述类摆线过渡结构为连续光滑的同轴波导到径向波导的过渡结构，实现同轴波导阻抗到径向波导阻抗渐变阻抗过渡；类摆线过渡结构内外导体曲线遵循的类摆线方程为：其中,0≤t≤R‑a，a为同轴波导内外导体半径，R为类摆线过渡结构的宽度，s为类摆线过渡结构外导体的高度；为了实现类摆线结构与径向波导输入端的连接，类摆线结构内导体高度为s+h‑h1，其中h为径向波导的高度，h1为径向多级阶梯阻抗匹配的总高度；所述径向波导的高度与后接的标准矩形波导高度相同；径向波导中的多级阶梯阻抗匹配结构能够实现类摆线结构输出与N路矩形波导之间的宽带阻抗匹配。