CN103078162A - 毫米波太赫兹准光波束功率合成网络 - Google Patents

Abstract

一种毫米波太赫兹准光波束功率合成网络，包括：高斯束变换模块、中央带孔的抛物面反射镜、双曲面反射镜及接收喇叭天线。高斯束变换模块、椭球面反射镜、抛物面反射镜和双曲面反射镜在空中摆放的位置按公式计算得到。待合成的功率经高斯束变换模块成高斯束以波束汇聚的形式传播至抛物面反射镜，反射到双曲面反射镜最后反射进入接收喇叭天线中，在接收喇叭天线中直接合成大功率信号。利用该波束功率合成结构可输出高功率的微波毫米波信号，结构简单、方便调试、以反射面镜组合实现任意路数的合成，克服了目前毫米波功率合成网络承受功率小、太赫兹功率合成网络损耗大的缺点。

Description

毫米波太赫兹准光波束功率合成网络

一、技术领域

本发明涉及一种利用准光波束方法的毫米波太赫兹多路功率合成技术，用于把N路待合成的(高)功率信号转换成准光波束，再用准光技术合成一个波导模式或者一个波束，得到更高功率的电磁信号，具体涉及一种毫米波太赫兹准光波束功率合成网络。

二、背景技术

在近年来广受关注的太赫兹技术研究中，太赫兹源输出功率小是严重限制太赫兹技术推广应用的关键瓶颈，迄今为止研究的各种太赫兹源，不管是固态倍频源、电真空源还是光电源等，输出的功率都很小，且10年之内预料也不会有什么突破。因此，提高太赫兹源输出功率的现实可行的技术途径就是功率合成。在微波毫米波频段，功率合成技术已有广泛深入的研究，这些技术尽管各有差别，但都有一个共同点，就是用波导等传输线结构来实现。在太赫兹频段，波导损耗大，合成的功率大部分都被损耗掉了；微带等传输线损耗更大，更不能用于功率合成电路中。准光技术利用聚束波束在空中的传播，具有比常规传输线损耗小很多的优点，用于太赫兹功率合成显然有优越性。在太赫兹频段，因为波长很短，准光功率合成结构尺寸也不大。

在毫米波频段，尽管功率合成技术已有大量研究，但其目标都是将很小的功率如毫瓦级的功率合成到瓦级，或把百毫瓦级的功率合成到百瓦级，最终输出的功率仅到百瓦级。因此，可以采用常规波导或者传输线结构。但是，如果要合成的功率单路就在百千瓦级，合成后的功率将达几百千瓦甚至达兆瓦级，则基于常规波导和传输线的功率合成网络不能承受这么高的功率，一方面是传输线尺寸小，功率容量也小；另一方面这些功率合成网络里有很多不连续性，在这些不连续处极易发生击穿打火。准光技术中电磁功率通过聚束波束在空间传播，通过聚焦反射镜控制波束的传播，没有波导的边壁，也没有微带等传输线的导带，不存在易引起打火的不连续性从而限制功率容量的问题。因此，利用准光技术来把多个波束合成一个波束，即把多路功率合成一路功率，具有承受功率高的独特优点。我们已经提出过利用准光技术把2个波束合成1个波束的技术[杨春、窦文斌，毫米波准光功率合成技术研究，《2009年全国天线年会论文集(下)》]。这个技术要实现多路合成1路，就要经过几个2合1过程，需占用很大空间，不方便应用。

目前，功率合成技术有不同的实现途径和称呼，如芯片级合成、电路合成、空间合成和准光合成等。这些称呼是从功率合成的技术途径来命名的。为了更清晰地说明功率合成的技术特征，我们从功率合成的网络拓扑来分类，至于实现特定网络的物理结构可以是芯片级合成、电路级合成、空间合成或准光合成。这里我们把功率合成的网络拓扑分为2-1型和N-1型，定义如下：

2-1型：这种网络拓扑的特征是：2合为1，4合为2，8合为4，16合为8，其余类推；示意如图1。

这种网络拓扑的优点是物理结构简单，有现成的平面功率分配合成结构可用，且已发展得相当成熟。其缺点是合成很多路时需要多级2合1，因此传输损耗大，当达到一定路数时，再增加合成的路数也不会增加输出功率；同时多级2合1实现时占用空间也大。另一缺点是它合成的路数须是2的整数倍，对于调控输出功率的大小不方便，增加1级输出功率过大，不增加又不够。

N-1型：这种网络拓扑的特征是：只须一级就把N路合成1路。对于用准光技术来实现这种网络拓扑，N选为2的倍数，如4，6，8等；若用波导结构，则N不必是2的倍数。这种网络拓扑的优点是结构紧凑，损耗小,示意如图2。

本发明的独特之处就在于只须一级就把Ｎ个波束合成1个波束（即Ｎ路合成1路）。用准光技术实现这种功率合成网络无疑将是毫米波太赫兹(高)功率合成技术的一大突破。

目前，已报道的能实现这种N-1型网络拓扑的有空间功率合成和准光功率合成技术。如1983年W.Lothar等人提出的注入式准光功率合成方法[Millimeter wave power combiningquasi-optical techniques.IEEE.Trans.On Microwave Theory Tech,1983,Vol.MTT-31:189-193]，该方法采用两路或多路彼此独立振荡器的输出功率，通过介质天线注入到准光腔中进行功率合成。由于注入信号间相位不统一，合成效率不够理想。2001年由Xin Jiang，Li Liu等人提出的开槽波导空间功率合成结构是一种八路功率合成网络[Anovel Ka-band 1 to 8power divider/combiner.IEEE MTT-S Microwave Symposium Digest,2001,35-38]，波导到微带的良好过渡减小了回波损耗，利用销钉作并联电感电纳，调节阻抗匹配；这种结构易于加工，外形小并且具有较高的合成效率，不足的是不易调节且很难拓展应用。东南大学陈明勇，窦文斌在Ka波段设计了一种径向功率合成网络[Ka波段径向波导功率合成网络，电波科学学报，2010，25(4):745-748]，这种结构需要被合成的各通道与合成网络连接后统一调试，各通道不能单独调试。在这个技术基础之上，又发展出星形功率合成网络[Xiang Bo,Dou Wenbin,A Ka Band Spatial Six-way Power Divider/Combiner,2011China-Japan JointMicrowave Conference Proceedings,2011,440-442]，这个网络将径向波导转换到多个矩形波导，解决了径向波导合成网络各通道单独调试不方便的困难。这些功率合成结构都不能承受百千瓦级以上的功率。

利用高斯波束传播高功率微波能量主要有两种形式，一是利用单天线，将高斯波束束腰的位置放置在发射天线口面，以最大功率来发射；二是利用大面积聚焦阵列天线合成技术，将高斯束腰置于目标区发射功率。一般高斯波束传输的能量都很高，在传输路径上需要注意避免发生大气击穿。设在高斯波束束腰处的主模电场为：

$E_x=\stackrel{\→}{x}{E}_0\exp (-\frac{{\mathrm{\ρ}}^2}{w_0^2})(V/m)---\left[1\right]$

坡印廷矢量在传播截面上的积分即为传输功率：

$P=\frac{1}{2}\frac{E_0^2}{Z}\underset{0}{\overset{2\mathrm{\π}}{\∫}}\underset{0}{\overset{\∞}{\∫}}\exp (-\frac{{2\mathrm{\ρ}}^2}{w_0^2})\mathrm{\ρd\ρd\θ}=\frac{E_0^2}{Z}\frac{{\mathrm{\πw}}_0^2}{4}---\left[2\right]$

已知空气击穿场强为E_br＝30kv/cm，工程上一般考虑系统的最大场强不超过空气击穿场强的1/10，由公式[2]可以得到系统承受的最大功率。因为高斯束在自由空间的束腰w₀可以根据传输功率的大小来调节，因此可以承受工程上所需的高功率，例如百千瓦甚至兆瓦级的功率。

三、发明内容

技术问题：本发明提供一种损耗低、承受功率高、便于工程应用的毫米波太赫兹准光波束功率合成网络，是用准光技术实现N-1型功率合成网络。

一种毫米波太赫兹准光波束功率合成网络，包括N个高斯束变换模块、双曲面反射镜、抛物面反射镜、接收喇叭，N=2，4，6，8…；N个高斯束变换模块位于一圆周C1上且均匀分布，双曲面反射镜放置在N个高斯束变换模块所在圆周C1的中央的下方，抛物面反射镜放置在双曲面反射镜的下方，中央留一孔，抛物面反射镜与双曲面反射镜共轴，接收喇叭置于抛物面反射镜中央孔的下方，整个系统结构呈旋转对称性。

频率信号源经高斯束变换模块辐射出汇聚的高斯束，由高斯束携带的功率信号传至抛物面反射镜阵后反射到双曲面反射镜上，最终反射至接收喇叭内，在接收喇叭内完成N路功率信号的合成。

所述的高斯束变换模块由波纹喇叭和介质透镜组成，波纹喇叭口朝向透镜且位于透镜正上方。

所述的高斯束变换模块由波纹喇叭和椭球面反射镜组成，波纹喇叭口朝向反射镜面且位于所述圆周C1的外侧。

所述的接收喇叭是圆形波纹喇叭形式或普通圆锥喇叭形式。

与目前现有技术相比，本发明具有以下优点：

1、高功率传输，损耗小。束腰8mm高斯束可容纳133KW的脉冲峰值功率，传统的功率合成结构达不到；直接在空中传输，避免了传输线不连续性造成的损耗，相比传输线导波形式的功率合成，损耗更低。目前基于导波形式传输线结构的功率合成都不能承受百千瓦级以上的功率，而且在毫米波频段，由于波长比微波短得多，传输线结构尺寸急剧下降，造成加工装配困难，特别是对公差敏感性器件，微小的偏差都可能引起性能的强烈变化；而且由于体积较小，加大了功率放大芯片的散热难度。

2、结构简单，便于拓展。只需一级就可以将多路合成一路，并且可拓展，包括横向拓展和纵向拓展。横向拓展是指在同一平面上布置多个波纹喇叭将换待合成的功率信号转换成高斯束，经椭球面反射镜、抛物面反射镜和双曲面反射镜最终反射至接收喇叭内一次性合成。横向拓展最大的好处就是所需器件少，成本低。纵向拓展是指，在一级N-1的基础上发展为K级N-1型，这样可实现K×N路波束合成，应用于当喇叭尺寸较大，在同一面内布局造成喇叭间的互耦不可忽略需要采用多平面布局时，这种结构有效避免了横向结构当合成路数很多造成的空间拥堵。

3、可移植性。我们在Ka波段做仿真实验，束腰大于波长，可以移植到更高频段。根据高斯束模式匹配理论，我们知道反射镜面的等效焦距与频率无关，即在更高频段，我们可以采用同一反射面，调整喇叭与反射面，反射面与反射面之间的距离即可实现高频段的功率合成。这样固定反射镜焦距，调整距离参数，如果计算得到的距离参数过大过小影响了空间布局，我们也可以在符合空间布局的距离条件下计算相应的反射镜等效焦距，从而设计相应的反射面。

四、附图说明

图1是2-1型功率合成网络。

图2是N-1型功率合成网络。

图3是8路毫米波太赫兹准光波束N-1型功率合成结构上视图。

第一高斯束变换模块11、第二高斯束变换模块12、第三高斯束变换模块13、第四高斯束变换模块14、第五高斯束变换模块15、第一高斯束变换模块16、第一高斯束变换模块17、第一高斯束变换模块18，双曲面反射镜2，抛物面反射镜3，接收喇叭4。

图4是高斯束变换模块组成结构示意图。

波纹喇叭101，椭球面反射镜111。

图5是高斯束变换模块组成结构示意图。

波纹喇叭101，介质透镜121。

图6是毫米波太赫兹准光波束N-1型功率合成结构原理图。

高斯束变换模块1，双曲面反射镜2，抛物面反射镜3，接收喇叭4。

图7是8路毫米波太赫兹准光波束N-1型功率合成结构三维示意图。

第一波纹喇叭101、第二波纹喇叭102、第三波纹喇叭103、第四波纹喇叭104、第五波纹喇叭105、第六波纹喇叭106、第七波纹喇叭107及第八波纹喇叭108，第一椭球面反射镜111、第二椭球面反射镜112、第三椭球面反射镜113、第四椭球面反射镜114、第五椭球面反射镜115、第六椭球面反射镜116、第七椭球面反射镜117、第八椭球面反射镜118，双曲面反射镜2，抛物面反射镜3，接收喇叭4

图8是波纹喇叭剖面示意图。

图9是8路毫米波太赫兹准光波束N-1型功率合成结构原理图。

第一波纹喇叭101、第五波纹喇叭105，第一椭球面反射镜111、第五椭球面反射镜115，双曲面反射镜2，抛物面反射镜3，接收喇叭4。

图10是椭球面反射镜原理示意图。

椭圆长轴2a，短轴2b，焦点F1、F2，入射高斯束束腰w_in，入射角θ_i，距反射镜中心距离为d_in，反射高斯束束腰w_out，距反射镜中心距离为d_out。

图11是高斯束经过介质透镜模式变换原理示意图。

入射高斯束束腰w_in，距介质透镜中心距离为d_in，出射高斯束束腰w_out，距透镜中心距离为d_out。

图12是高斯束经椭球镜反射至抛物面反射镜原理示意图。

波纹喇叭101，椭球面反射镜111，抛物面反射镜3，抛物面焦点Fp。

图13是高斯束经抛物面反射至双曲面反射镜原理示意图。

双曲面反射镜2，近焦点Fs1，远焦点Fs2，抛物面反射镜3，抛物面焦点Fp，Fs1与Fp重合，接收喇叭4。

图14是椭球面反射镜替换成介质透镜后功率合成正面结构示意图。

第一波纹喇叭101、第五波纹喇叭105，第一介质透镜121、第五介质透镜125，双曲面反射镜2，抛物面反射镜3，接收喇叭4。

图15是用介质透镜替换椭球面反射镜的8-1型功率合成网络示意图。

第一波纹喇叭101、第二波纹喇叭102、第三波纹喇叭103、第四波纹喇叭104、第五波纹喇叭105、第六波纹喇叭106、第七波纹喇叭107及第八波纹喇叭108，第一介质透镜121、第二介质透镜122、第三介质透镜123、第四介质透镜124、第五介质透镜125、第六介质透镜126、第七介质透镜127、第八介质透镜128，双曲面反射镜2，抛物面反射镜3，接收喇叭4。

五、具体实施方式

一种毫米波太赫兹准光波束功率合成网络，包括：N个高斯束变换模块1、双曲面反射镜2、抛物面反射镜3及接收喇叭4，N=2，4，6，8…；N个高斯束变换模块位于一圆周C1上且均匀分布，双曲面反射镜2放置在N个高斯束变换模块所在圆周C1的中央的下方，抛物面反射镜3放置在双曲面反射镜2的下方，中央留一孔，抛物面反射镜3与双曲面反射镜2共轴，接收喇叭4置于抛物面反射镜3中央孔的下方，整个系统结构呈旋转对称性。频率信号源经高斯束变换模块1辐射出汇聚的高斯束，由高斯束携带的功率信号传至抛物面反射镜3后反射到双曲面反射镜2上，最终反射至接收喇叭4内，在接收喇叭4内完成N路功率信号的合成。在本实施例中：

高斯束变换模块1的数量N可以选择为2，4，6，8或16等，即：N=2，4，6，8或16，…；所述的高斯束变换模块1由波纹喇叭和介质透镜组成，波纹喇叭口朝向透镜且位于透镜正上方；所述的高斯束变换模块1由波纹喇叭和椭球面反射镜组成，波纹喇叭口朝向反射镜面且位于所述圆周C1的外侧；所述的接收喇叭4是圆形波纹喇叭形式或普通圆锥喇叭形式。

本实施例中以8路为例说明，网络结构如图3示，图中I区为将待合成的各路电磁功率信号转换成波束的高斯束变换模块；II区为反射镜组；III区为各路信号功率汇入其中的波纹喇叭/波纹波导(圆锥喇叭/圆波导)。

图3中的功率合成网络主要设计步骤和参数关系说明如下：

1、波纹喇叭用于将波导中的模式转换成高斯束，束腰在喇叭内，喇叭尺寸选择得使束腰尺寸大于工作波长λ，以使高斯束能在空气中稳定传播。相对于内壁光滑的喇叭天线，波纹喇叭天线具有主极化方向图轴对称、交叉极化低、匹配性好、低旁瓣、宽频带和波束效率高等优点。工作于平衡混合模式的HE₁₁下的波纹喇叭天线的口面场分布如下式所示：

$E_{\mathrm{ap}}\left(r\right)=J_0\left(\frac{2.405r}{a}\right)\exp \left(\frac{{-\mathrm{j\πr}}^2}{{\mathrm{\λR}}_h}\right)---\left[3\right]$

其中，J₀是零阶贝塞尔函数；a是喇叭天线的口面半径；R_h是口面场等相位面的曲率半径，可从高斯束的表达式中得到。对于图6所示的半张角为θ的圆锥波纹喇叭天线而言，R_h与天线的口径存在如下几何关系：

$R_h=\frac{a}{\sin \mathrm{\θ}}---\left[4\right]$

据此可由口面场相位分布及天线口径尺寸确定喇叭张角。

根据边界条件得到模式转换段槽的深度由λ2均匀渐变到λ4。一方面激励起高次模并最终形成平衡混合模HE₁₁，另一方面起着阻抗匹配的作用。为了避免槽深变化太剧烈以致引起大的反射，一般情况下这一段的长度不小于两个波长，见图8所示。

波纹喇叭内壁的齿槽密集程度决定了天线的电性能，波纹周期p应远小于工作波长，齿宽t应小于槽宽w，以减小空间谐波的影响。但考虑到加工工艺的限制，一般设定p≤0.3λ，t≤0.5p。

2、椭球面反射镜由旋转椭球面的一部分构成，椭球长轴为2a，短轴为2b。有两个焦点F1和F2，F1和F2到椭球面反射镜中心P的距离表为R₁和R₂。它们有关系如下：

R₁+R₂＝2a        [5]

从输入束腰w_in和输出束腰w_out到P点的距离表为d_in和d_out。作为聚焦元件的椭球面反射镜的焦距表为：

$f=\frac{R_1{R}_2}{R_1+R_2}---\left[6\right]$

根据高斯束模式匹配公式，有如下关系式：

$w_{\mathrm{out}}^2=\frac{f^2{w}_{\mathrm{in}}^2}{{(d_{\mathrm{in}}-f)}^2+{\left(\frac{w_{\mathrm{in}}^2\mathrm{\π}}{\mathrm{\λ}}\right)}^2}---\left[7\right]$

$d_{\mathrm{out}}=\frac{{\mathrm{fd}}_{\mathrm{in}}(d_{\mathrm{in}}-f)+f{\left(\frac{w_{\mathrm{in}}^2\mathrm{\π}}{\mathrm{\λ}}\right)}^2}{{(d_{\mathrm{in}}-f)}^2+{\left(\frac{w_{\mathrm{in}}^2\mathrm{\π}}{\mathrm{\λ}}\right)}^2}---\left[8\right]$

由椭圆的光学性质和高斯束的传播特性知，如果入射波束和出射波束匹配，则入射高斯束在反射镜处球面相位波前对应曲率半径R_i与R₁相等，同时出射波束在反射镜处球面相位波前对应曲率半径Re与R₂相等。于是有：

$R_1=R_i=d_{\mathrm{in}}+\frac{z_c^2}{d_{\mathrm{in}}}---\left[9\right]$

其中z_c表征高斯波束的共焦参数，与束腰的关系为：

$z_c=\frac{{\mathrm{\πw}}_{\mathrm{in}}^2}{\mathrm{\λ}}---\left[10\right]$

一个特殊情形是R₁＝R₂R，所以f=R/2，入射角θ_i＝π/4。即我们使用椭球上短轴附近的截面区域做反射镜，有关系a=R和b=Rcosθ_i，以长轴为转轴旋转二维椭圆成椭球面，面方程为

这个几何形状引入最小的波束畸变。本发明使用的正是这个特殊情形，见图10。

各波束的输入束腰w_in位置在波纹喇叭101内，与相应的椭球面反射镜111距离为d_in，椭球面反射镜111与抛物面反射镜3距离为d_out，见图12所示。选择合适的焦点确定抛物面反射镜，由抛物面的光学性质知，平行于光轴的入射光经抛物面反射后汇聚于焦点处。经椭球面反射镜111反射后的高斯束束腰置于抛物面反射镜3上，可近似与抛物面光轴平行，则被抛物面反射后向抛物面焦点方向汇聚。

双曲面反射镜2的近焦点Fs1与抛物面反射镜3的焦点Fp重合(与卡塞格伦天线相同);双曲面反射镜2的远焦点Fs2设置在抛物面反射镜后面的接收喇叭4中，见图13示。在双曲面正对着抛物面的部分开孔，使高斯束功率顺利通过。

对于小功率应用，波纹喇叭/波纹波导(圆锥喇叭/圆波导)采用标准波导尺寸；对于高功率应用，采用与承受功率相关的大口径尺寸。圆波导单模工作的条件为：

2.62a＜λ＜3.41a       [11]

其中a为波导内半径。

小功率应用情形下，椭球反射镜可以用一般的介质透镜替代，见示意如图14。其中原来的第一椭球面反射镜111替换成了第一介质透镜121，第五椭球面反射镜115替换成了第五介质透镜125。

实施方案例1：

一种8-1型功率合成网络基本模块如图7示，包括8个波纹喇叭和8个椭球面反射镜，即：第一波纹喇叭101、第二波纹喇叭102、第三波纹喇叭103、第四波纹喇叭104、第五波纹喇叭105、第六波纹喇叭106、第七波纹喇叭107及第八波纹喇叭108，第一椭球面反射镜111、第二椭球面反射镜112、第三椭球面反射镜113、第四椭球面反射镜114、第五椭球面反射镜115、第六椭球面反射镜116、第七椭球面反射镜117、第八椭球面反射镜118，双曲面反射镜2，抛物面反射镜3，接收喇叭4。首先将8个波纹喇叭以均匀分布置于一圆周上。然后选择适当的距离d_in，根据式[6]、[9]、[10]确定所需的椭球面，根据式[7]、[8]得到出射高斯束的束腰及距离d_out，将椭球反射镜固定在一圆周上,倾斜45°放置,波纹喇叭水平对准椭球面反射镜中心，并使得波纹喇叭辐射高斯束束腰距椭球面反射镜中心d_in处。垂直方向上在距椭球镜反射镜中心d_out处放置抛物面反射镜3，其中3对称轴沿整个系统对称轴放置。选择合适的双曲面反射镜2使得从3反射过来的波束能全部被反射，且双曲面反射镜2的近焦点Fs1与Fp重合。波束经双曲面反射镜反射后聚于接收喇叭4内。待合成的功率信号源接波纹喇叭，辐射成高斯束，能量经椭球镜、抛物镜和双曲镜反射后直接在空中汇聚，避免了器件损耗。合成的功率可以再经波纹喇叭变换成高斯束辐射出去，也可以变换成其他波导模式，以供后续应用。

实施方案例2：

一种8-1型功率合成网络基本模块如图15示，包括8个波纹喇叭和8个介质透镜，即：第一波纹喇叭101、第二波纹喇叭102、第三波纹喇叭103、第四波纹喇叭104、第五波纹喇叭105、第六波纹喇叭106、第七波纹喇叭107及第八波纹喇叭108，第一介质透镜121、第二介质透镜122、第三介质透镜123、第四介质透镜124、第五介质透镜125、第六介质透镜126、第七介质透镜127、第八介质透镜128，双曲面反射镜2，抛物面反射镜3，接收喇叭4。然后选择适当的距离d_in和透镜焦距f，根据式[7]、[8]得到出射高斯束的束腰及距离d_out，将透镜中心固定在喇叭的正下方d_in处。垂直方向上在距透镜中心d_out处放置抛物面反射镜3，其中3对称轴沿整个系统对称轴放置。选择合适的双曲面反射镜2使得从3反射过来的波束能全部被反射，且双曲面2的近焦点Fs1与Fp重合。波束经双曲面反射镜反射后聚于接收喇叭内。待合成的小功率信号源接波纹喇叭，辐射成高斯束，能量经透镜、抛物镜和双曲镜反射后在接收喇叭4内合成。合成的功率可以再经波纹喇叭变换成高斯束辐射出去，也可以变换成其他波导模式，以供后续应用。

Claims (5)

1.一种毫米波太赫兹准光波束功率合成网络，其特征在于包括N个高斯束变换模块(1)、双曲面反射镜(2)、抛物面反射镜(3)、接收喇叭(4)，N=2，4，6，8…；N个高斯束变换模块位于一圆周C1上且均匀分布，双曲面反射镜(2)放置在N个高斯束变换模块所在圆周C1的中央的下方，抛物面反射镜(3)放置在双曲面反射镜(2)的下方，中央留一孔，抛物面反射镜(3)与双曲面反射镜(2)共轴，接收喇叭(4)置于抛物面反射镜(3)中央孔的下方，整个系统结构呈旋转对称性。

2.根据权利要求1所述的一种毫米波太赫兹准光波束功率合成网络，其特征在于频率信号源经高斯束变换模块(1)辐射出汇聚的高斯束，由高斯束携带的功率信号传至抛物面反射镜阵(3)后反射到双曲面反射镜(2)上，最终反射至接收喇叭(4)内，在接收喇叭(4)内完成N路功率信号的合成。

3.根据权利要求1所述的一种毫米波太赫兹准光波束功率合成网络，其特征在于，所述的高斯束变换模块(1)由波纹喇叭和介质透镜组成，波纹喇叭口朝向透镜且位于透镜正上方。

4.根据权利要求1所述的一种毫米波太赫兹准光波束功率合成网络，其特征在于，所述的高斯束变换模块(1)由波纹喇叭和椭球面反射镜组成，波纹喇叭口朝向反射镜面且位于所述圆周C1的外侧。

5.根据权利要求1所述的一种毫米波太赫兹准光波束功率合成网络，其特征在于所述的接收喇叭(4)是圆形波纹喇叭形式或普通圆锥喇叭形式。

Images