CN108550970B - 一种同轴波导径向功率合成器 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种同轴波导径向功率合成器，它包括第一连接器、腔体、若干第二连接器、中心导体、橡胶圈和盖板，中心导体为阶梯形圆柱体，且中心导体底部设置有阶梯空腔，阶梯空腔上设置有一环形凹槽，环形凹槽内设置有橡胶圈，中心导体外部固定套设有腔体，第一连接器的第一内导体穿过腔体顶部的第一通孔与中心导体的顶部固定连接，若干第二连接器从腔体侧面的多个第二通孔插入，且第二连接器的第二内导体固定连接于中心导体侧面，中心导体阶梯空腔底部还固定连接有盖板，盖板上设置有两个螺纹通孔，用于安装水管接头。该合成器能够在各种高、低频段实现宽带、超宽带应用，具有插损低、一致性好，同时集成了冷夜散热强，散热效率高。
Description
技术领域
本发明涉及无线电功率合成领域，特别是一种同轴波导径向功率合成器。
背景技术
二十世纪七十年代以来，伴随着卫星导航、深空探测、遥测遥感、电子对抗、雷达系统及民用无线通信等系统的快速发展，微波通信对发射机的功率提出了更高的要求。高的输出功率意味着更高的通信质量，更强的干扰与抗干扰能力，更大的雷达作用距离等。而对于现在常用的固态功率放大器件，其输出功率受自身功率饱和影响以及加工工艺、散热等因素影响，无法满足大功率系统的要求。所以需要使用功率合成技术来提高输出功率。
目前存在的基于同轴波导的空间功率合成器稳定性差，特别是在大功率信号的工作条件下，无法散热影响其稳定工作，现缺乏一种能够在各种高、低频段实现宽带、超宽带应用稳定，散热效果好的合成器。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的缺点，提供一种同轴波导径向功率合成器，能够在各种高、低频段实现宽带、超宽带应用，具有插损低、一致性好，同时集成了冷夜散热强，散热效率高。
本发明的目的通过以下技术方案来实现：
一种同轴波导径向功率合成器，一种同轴波导径向功率合成器，它包括第一连接器、腔体、若干第二连接器、中心导体、橡胶圈和盖板，所述中心导体为阶梯形圆柱体，且中心导体底部设置有阶梯空腔，所述阶梯空腔上设置有一环形凹槽，所述环形凹槽内设置有所述橡胶圈，所述中心导体外部固定套设有所述腔体，所述第一连接器的第一内导体穿过所述腔体顶部的第一通孔与中心导体的顶部固定连接，若干所述第二连接器从所述腔体侧面的多个第二通孔插入，且第二连接器的第二内导体固定连接于中心导体侧面，所述中心导体阶梯空腔底部还固定连接有盖板，所述盖板上设置有两个螺纹通孔，用于安装水管接头。
优选地，所述中心导体底部的阶梯空腔为由下往上直径变小的阶梯圆柱形空腔，所述环形凹槽设置在所述阶梯空腔最大的圆柱形空腔顶部，环形凹槽外围匀均分布有若干第三螺钉孔，与设置在盖板外围均匀分布的若干第四通孔相对应，用于固定金属盖板。
优选地，所述中心导体的底部为由下往上直径变小的圆柱形阶梯，且导体的顶部为圆台，所述顶部圆台上设置有第一螺钉孔，用于固定连接第一内导体；所述圆柱形阶梯中间的第二圆柱体侧面均匀设置有第二螺钉孔，用于固定连接第二内导体，且第二螺钉孔与腔体侧面的第二通孔相对应。
优选地，所述腔体上部为圆柱，且腔体下部为十六边形柱，所述腔体的中心部分上下贯穿，所述腔体顶部设置有第一通孔，所述第一通孔下方为圆台空腔，所述圆台空腔下方为直径由上向下变大的两级圆柱形空腔，所述十六边形柱侧面上均匀分布有第二通孔。
优选地，所述腔体的底部均匀设置有第三螺钉孔，所述第三螺钉孔与设置在所述中心导体底部的第三通孔位置相对应，用于连接腔体和中心导体。
优选地，所述第一连接体器为L29型连接器，所述第一连接器从腔体第一通孔插入，第一连接器末端的螺纹柱固定于中心导体第一螺钉孔中。
优选地，所述第二连接器为N型连接器，所述每个第二连接器从腔体侧面的第二通孔插入，第二连接器的探针末端的螺纹柱固定于中心导体侧面的第二螺钉孔中。
优选地，所述橡胶圈为丁晴O型橡胶圈。
本发明具有以下优点：本发明提供的一种同轴波导径向功率合成器，使得若干同幅、等相的大功率信号从若干第二连接器馈入，通过与中心导体相连的探针将大功率信号传导至同轴波导，再利用同轴波导特性将若干径向输入的大功率信号合成一路更大功率的信号，通过中心导体相连的第一连接器输出，从而有效地将探针上的热量传导至中心导体，冷却液从一个水管接头进入中心导体内部空腔，从另一个水管接头，能快速、高效地带走产生的热量。与现有的同轴波导径向功率合成器相比，散热效果更好，使同轴波导径向功率合成器能承受更大功率信号在长时间稳定工作，并且集成了液冷散热，无需外加散热器，体积更小，更适合大功率合成领域的小型化。
附图说明
图1 为本发明的同轴波导径向功率合成器示意图；
图2 为本发明中心导体剖面示意图；
图3 为本发明腔体剖面示意图；
图4 为本发明腔体仰视示意图；
图5 为本发明第一连接器示意图；
图6 为本发明第一连接器法兰盘示意图；
图7 为本发明第二连接器示意图；
图8 为本发明第二连接器法兰盘示意图；
图9 为本发明中心导体仰视示意图；
图10 为本发明盖板示意图；
图中：1-第一连接器，2-腔体，3-第二连接器，4-中心导体，5-橡胶圈，6-盖板，7-第一内导体，8-第一通孔，9-圆台空腔，10-第四圆柱形空腔，11-第五圆柱形空腔， 13-第三螺钉孔，14-第二通孔，15-第四螺钉孔，16-第一安装孔，17-介质块，18-探针，19-第二安装孔，20-第一螺钉孔，21-圆台，22-第一圆柱体，23-第二圆柱体，24-第三圆柱体，25-第四圆柱体，26-第一圆柱体空腔，27-第二圆柱体空腔，28-第三圆柱体空腔，29-第二螺钉孔，30-第四螺钉孔，31-环形凹槽，32-第三通孔，33-第四通孔，34-螺纹通孔。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步的描述，但本发明的保护范围不局限于以下所述。
如图1所示，一种同轴波导径向功率合成器，包括第一连接器1，腔体2、若干第二连接器3、中心导体4、橡胶圈5和盖板6，其中腔体2、中心导体4、盖板6的表面为彩色导电氧化的铝材。
如图2所示，中心导体4为一阶梯形圆柱体，从上到下分别为：一顶面ø9mm、底面为ø35mm、高为H66.6mm的圆台21，H72.6*ø35mm的第一圆柱体22，H47*ø53.2mm的第二圆柱体23，H50*ø98.6mm的第三圆柱体24，H10*ø121mm的第四圆柱体25。在圆台21上部设置有第一螺钉孔20，第三圆柱体24的侧面径向均匀设置有十六个M3*5.5mm的第二螺钉孔29，位置与腔体2上的第二通孔14相对应。中心导体4内部有设置有阶梯空腔，从上到下分别为H47*ø40.2mm的第一圆柱体空腔26，H35*ø56mm的第二圆柱体空腔27，H19.2*ø85.6mm的第三圆柱形空腔28，第三圆柱形空腔28的顶部设置有一环形凹槽31，其大小、深度与橡胶圈5相匹配。在环形凹槽31的外围径向均匀分布有八个M3*6mm的第四螺钉孔30，位置与盖板6上的第四通孔33对应，用于连接盖板6和中心导体4。中心导体4的第四圆柱体25上设置有径向均匀分布有十六个ø3.2mm的第三通孔32，位置与腔体2底部的第三螺钉孔13相对应，用于连接中心导体4与腔体2底部。
如图3和图4所示，腔体2的上部为H184.3*ø89.6mm的圆柱且其下部为H58.9mm、内切圆ø119mm的十六边形柱，腔体2的中心部分上下贯穿，中心导体4从腔体2底部插入，腔体2顶部中心设有H2.8*ø16.4mm的第一通孔8，第一通孔8下面为圆台空腔9，其高度为65.6mm，上平面直径为ø16.4mm，下平面直径为ø76.6mm，圆台下方为H120.9*ø76.6mm的第四圆柱形空腔10，第四圆柱形空腔10的下方为H53.9*ø108mm的第五圆柱形空腔11，在腔体2的底部径向均匀分布有十六个M3*6mm的第三螺钉孔13，十六边形柱侧面径向均匀分布有16个ø10mm的第二通孔14，第二通孔14旁边规则排列有4颗M2.5*5.5mm的第四螺钉孔15。
如图5和图6所示，第一连接器1是L29型连接器，包括第一外导体和第一内导体7，第一内外导体一体成型，第一外导体是标准的L29-K型连接头，第一外导体的材质为不锈钢材料，其法兰盘大小为32*32mm，法兰盘上设置有ø3.5mm通孔的四个第一安装孔16，第一内导体7为黄铜镀金材料，第一内导体7在图4中露出的部分为H6.3*ø7mm的圆柱体和M4*6mm的螺纹柱，第一内导体7从腔体2的第一通孔8穿入，第一内导体7的螺纹柱固定于中心导体4的顶部第一螺钉孔20。
如图7和图8所示，第二连接器3是N型连接器，其包括第二外导体和第二内导体，第二内外导体一体成型，第二外导体是标准的N-K型连接头，第二外导体为不锈钢材料，其法兰盘大小为17.5*17.5mm，法兰盘的四个第二安装孔19为ø2.8mm的通孔，第二内导体为一介质块17和一探针18构成，介质块17为聚四氟乙烯材料，介质块17为H5.5*ø9.8mm的圆柱体，探针18前端为H4.6*ø6的圆柱体且末端为M3*5mm的螺纹柱，多个第二内导体从腔体2多边形柱体每个侧面的第二通孔14插入，探针18末端的螺纹柱固定于中心导体4侧面的第二螺钉孔29中。
如图9所示，橡胶圈5置于中心导体4底部第三圆柱形空腔顶部的环形凹槽31中，橡胶为内径ø60mm、线径3mm的丁晴O型橡胶圈5，其作用是嵌在盖板6与中心导体4之间，防止冷却液的外渗。
如图10所示，盖板6为厚度为8mm、直径为83mm的圆形金属块，底面径向放置有八个ø3.3mm的第四通孔33，用来将盖板6固定在中心导体4上，盖板6上还有两个M12的螺纹通孔33，用来安装水管接头。
以上所述的仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本领域的普通技术人员来说，在不同脱离本发明创造构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。
Claims (5)
1.一种同轴波导径向功率合成器，其特征在于：它包括第一连接器（1）、腔体（2）、若干第二连接器（3）、中心导体（4）、橡胶圈（5）和盖板（6），所述中心导体（4）为阶梯形圆柱体，且中心导体（4）底部设置有阶梯空腔，所述阶梯空腔上设置有一环形凹槽（31），所述环形凹槽（31）内设置有所述橡胶圈（5），所述中心导体（4）外部固定套设有所述腔体（2），所述第一连接器（1）的第一内导体（7）穿过所述腔体（2）顶部的第一通孔（8）与中心导体（4）的顶部固定连接，若干所述第二连接器（3）从所述腔体（2）侧面的多个第二通孔（14）插入，且第二连接器（3）的第二内导体固定连接于中心导体（4）侧面，所述中心导体（4）阶梯空腔底部还固定连接有盖板（6），所述盖板（6）上设置有两个螺纹通孔（34），用于安装水管接头，所述中心导体（4）底部的阶梯空腔为由下往上直径变小的阶梯圆柱形空腔，所述环形凹槽（31）设置在所述阶梯空腔最大的圆柱形空腔顶部，环形凹槽（31）外围匀均分布有若干第四螺钉孔（30），与设置在盖板（6）外围均匀分布的若干第四通孔（33）相对应，用于固定金属盖板（6），所述腔体（2）上部为圆柱，且腔体（2）下部为十六边形柱，所述腔体（2）的中心部分上下贯穿，所述腔体（2）顶部设置有第一通孔（8），所述第一通孔（8）下方为圆台空腔（9），所述圆台空腔（9）下方为直径由上向下变大的两级圆柱形空腔，所述十六边形柱侧面上均匀分布有第二通孔（14）。
2.根据权利要求1所述的一种同轴波导径向功率合成器，其特征在于：所述中心导体（4）的底部为由下往上直径变小的圆柱形阶梯，且导体的顶部为圆台，所述顶部圆台上设置有第一螺钉孔（20），用于固定连接第一内导体（7）；所述圆柱形阶梯中间的第二圆柱体（23）侧面均匀设置有第二螺钉孔（29），用于固定连接第二内导体，且第二螺钉孔（29）与腔体（2）侧面的第二通孔（14）相对应。
3.根据权利要求1所述的一种同轴波导径向功率合成器，其特征在于：所述腔体（2）的底部均匀设置有第三螺钉孔（13），所述第三螺钉孔（13）与设置在所述中心导体（4）底部的第三通孔（32）位置相对应，用于连接腔体（2）和中心导体（4）。
4.根据权利要求1所述的一种同轴波导径向功率合成器，其特征在于：所述第一连接器（1）为L29型连接器，所述第二连接器（3）为N型连接器。
5.根据权利要求1所述的一种同轴波导径向功率合成器，其特征在于：所述橡胶圈（5）为丁晴O型橡胶圈（5）。
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