CN104868209A - 多通道微波器件 - Google Patents

Abstract

本发明公开了高功率多通道波导结构，包括谐波抑制器、用于功率合成的功分器和合路器、衰减器等，包括输入端和输出端、至少两个通道；在每个通道中沿Z方向设置有不连续微波结构；每个通道的前端与输入端连通，每个通道的后端与输出端连通；为了便于微波器件的设计、加工和微调，所述输入端的横截面以平面P为左右镜像对称形状，输出端的横截面以平面P为左右镜像对称形状。本发明具有功率容量高、可调性好、结构简单和加工方便的特点，可以在微波毫米波频段内的各种电子系统中用于谐波抑制。

Description

多通道微波器件

技术领域

本发明涉及一种微波器件,具体地说，是涉及一类紧凑型高功率器件，包括谐波抑制滤波器， 功率合成用的功分器和合路器，波导开关电路， 波导衰减器等。

背景技术

微波滤波器技术中寄生通带的抑制问题一直是本行业关注的热点。 为了获得远离通带的寄生通带，需要使构成滤波器的谐振腔的高次模的频率远远高于其工作模式的频率。 通常采用的办法是在谐振腔中深度加载电容性金属柱或金属盘。 对于一定的工作频率，这将导致谐振腔的尺寸的缩小，从而导致由此构成的滤波器的功率容量的急剧下降。

为了提高微波器件的功率容量，一种方案是利用功分器将数个微波滤波器并联，再通过同样的功分器将各微波滤波器合路。这种方案的缺点是整体器件的体积较大。

在功率合成器方面，传统的功分网络和功率合成网络体积大。采用波导输入输出时， 波导同轴转接器所占体积太大。

采用波导开关和波导衰减器受到二极管的功率限制， 高功率是容易击穿。

发明内容

本发明的目的在于提供一种紧凑型大功率多通道微波器件，提高微波器件的功率容量。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案为：

多通道微波器件，包括输入端和输出端、 至少两个通道；在每个通道中沿Z方向设置有不连续微波结构；每个通道的前端与输入端连通，每个通道的后端与输出端连通；为了便于微波器件的设计、加工和微调，所述输入端的横截面以平面P为左右镜像对称形状，输出端的横截面以平面P为左右镜像对称形状。不连续微波结构是指在通道的内壁设置凸起或凹槽，造成通道的内径发生变化，从而形成反射，达到滤波效果，因此上述的不连续微波结构是指在通道内壁设置凸出或凹槽或其他能形成反射的结构。

为了实现微波器件的小型化，通道沿Z方向在输入端所在平面上的投影为投影M，在投影M上，沿任意方向M的任意两点之间的距离为M，M小于输入端在任意方向M上的最大尺寸的1.5倍。优选的，所有通道沿Z方向在输入端所在的平面上的投影被输入端的横截面所包含。

为了便于加工和装配，输入端和输出端的形状相同；每个通道至少在方向N上的外表面为外表面A，在方向N上的输入端的外表面为外表面B，在方向N上的输出端的外表面为外表面C，外表面A、外表面B、外表面C处于同一平面内。这种结构使该微波器件可以分为一个主体和几个盖板，每一个盖板的朝向各通道内的表面为平面的一部分。

所有通道相对于平面P成左右镜像对称分布。

为了增加通道的数目，进一步提高功率容量，所述输入端以平面Q为上下镜像对称形状，输出端的横截面以平面Q为上下镜像对称形状；所有通道相对于平面Q成上下镜像对称分布。

所述输入端和输出端为矩形波导。所有的通道从左到右相对于平面P成左右镜像对称地安置于输入端和输出端的矩形波导的宽边上。共有2N个通道，所有的通道相对于平面Q都成镜像对称分布；所有的通道被均分为2组，分别被安排在矩形波导的上宽边上和下宽边上。

所有通道的外表面上设置有微调螺钉，微调螺钉其延伸进通道内部的深度可以从该通道外加以调节并固定。

为了便于设计和调试，所有通道的结构相同。所有通道相对于对称平面P成左右镜像对称分布。

较佳的设计方案，所述输入端和输出端为矩形波导。所有的通道从左到右相对于平面P成左右镜像对称地安置于输入端和输出端的矩形波导的宽边上。如果有2N个通道，所有的通道相对于平面Q成镜像对称分布；所有的通道被均分为2组，分别被安排在矩形波导的上宽边上和下宽边上。

为了补偿由于加工带来的误差，所有通道的外表面上设置有微调螺钉，其延伸进通道内部的深度可以从该通道外加以调节并固定。

本发明将数个微波器件安排在输入输出波导的横截面内实现高功率多通道微波器件。与已有技术相比，本发明具有结构紧凑，重量轻，节省材料和结构简单的优点。

附图说明

图1为本发明的沿Z向的横截面示意图和实施实例1示意图。

图2为图1的A向示意图。

图3为本发明实施实例2的横截面示意图。

图4为本发明实施实例3的横截面示意图。

图中的标号为：1输入端；2、通道； 3、微调螺钉；4、输出端。

在图1至图4中，定义本文方向时，首先将本文纸面水平端正放置与读者前面，在图1至图4中建立直角坐标系，其中X轴方向、Y轴方向和Z轴方向符合右手定则。本文中的上下左右前后方向分别定义为：左方指读者左边方向。右方指读者的右边方向。即左方指沿X轴的方向，右方指沿-X轴的方向，上方，沿Y轴的方向，下方指沿-Y轴的方向。

连续微波结构，指横截面沿轴向保持不变的柱状微波结构， 比如波导、同轴线、微带线等。不连续微波结构：指横截面尺寸发生变化的非均匀微波结构， 比如具有金属、介质加载的波导， 串接放大器、二极管开关、混频器的传输线，横截面尺寸发生变化的波导等。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明作进一步地详细说明，但本发明实施方式不限于此。

实施实例1

如图1、图2所示，多通道微波器件，包括输入端1和输出端4，和4个通道2。每个通道2沿Z方向设置有不连续微波结构，分别构成4个滤波结构。每个通道2将输入端1和输出端4连通。所述输入端1的横截面和输出端4的横截面都为左右镜像对称的六边形, 其对称平面为平面P。所有通道2沿Z方向在输入端1所在的平面上的投影被输入端1的横截面所包含。输入端1和输出端2的形状相同。每个通道2在六边形的一个边上的向外的方向上的外表面与该方向上的输入端1和输出端2的外表面齐平。所有通道2的结构完全相同。所有通道2相对于对称平面P成左右镜像对称分布。所有通道2相对于对称平面Q成上下镜像对称分布。所有通道2的外表面上设置有8根微调螺钉3。 其延伸进通道2内部的深度可以从该通道外加以调节并固定。

实施实例2

如图3所示。

与实施实例1相比，差别仅在于：

输入端和输出端的形状为矩形。相对于平面P，共2个通道分别被左右对称地安排在矩形波导的上宽边上。

实施实例3

如图4所示。

与实施实例1相比，差别仅在于：

输入端和输出端的形状为矩形。相对于对称平面P和对称平面Q，共4个通道分别被左右对称和上下对称地安排在矩形波导的上宽边和下宽边上。

本发明可以用于各种高功率的微波器件，包括谐波抑制滤波器， 功率合成用的功分器和合路器，波导开关电路， 波导衰减器等。

Claims (10)

1.多通道微波器件，其特征在于，包括输入端（1）和输出端（4）、 至少两个通道（2）；在每个通道（2）中沿Z方向设置有不连续微波结构；每个通道（2）的前端与输入端（1）连通，每个通道（2）的后端与输出端（4）连通；所述输入端（1）的横截面以平面P为左右镜像对称形状，输出端（4）的横截面以平面P为左右镜像对称形状。

2.根据权利要求1所述的多通道微波器件,其特征在于，所有通道（2）沿Z方向在输入端（1）所在的平面上的投影被输入端（1）的横截面所包含。

3.根据权利要求1所述的多通道微波器件,其特征在于，通道（2）沿Z方向在输入端（1）所在平面上的投影为投影M，在投影M上，沿任意方向M的任意两点之间的距离为M，M小于输入端（1）在任意方向M上的最大尺寸的1.5倍。

4.根据权利要求1所述的多通道微波器件,其特征在于，输入端（1）和输出端（2）的形状相同；每个通道（2）至少在方向N上的外表面为外表面A，在方向N上的输入端（1）的外表面为外表面B，在方向N上的输出端（2）的外表面为外表面C，外表面A、外表面B、外表面C处于同一平面内。

5.根据权利要求1所述的多通道微波器件,其特征在于，所有通道（2）相对于平面P成左右镜像对称分布。

6.根据权利要求1所述的多通道微波器件,其特征在于，所述输入端（1）以平面Q为上下镜像对称形状，输出端（4）的横截面以平面Q为上下镜像对称形状；所有通道（2）相对于平面Q成上下镜像对称分布。

7.根据权利要求1至6中任意一项所述的多通道微波器件,其特征在于，所述输入端（1）和输出端（4）为矩形波导。

8.根据权利要求7所述的多通道微波器件,其特征在于，所有的通道（2）从左到右相对于平面P成左右镜像对称地安置于输入端（1）和输出端（4）的矩形波导的宽边上。

9.根据权利要求8所述的多通道微波器件,其特征在于，共有2N个通道（2），所有的通道（2）相对于平面Q都成镜像对称分布；所有的通道（2）被均分为2组，分别被安排在矩形波导的上宽边上和下宽边上。

10.根据权利要求1至6中任意所述的多通道微波器件,所有通道（2）的外表面上设置有微调螺钉（3），微调螺钉（3）其延伸进通道（2）内部的深度可以从该通道外加以调节并固定。