CN117118376B - 一种双探针式波导限幅器 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种双探针式波导限幅器，包括限幅器主体，设置于限幅器主体一端的波导输入口，焊接在波导输入口的两个微带探针，设置于限幅器主体内分别与两个微带探针相连的两个多级限幅链路，与两个多级限幅链路另一端相连的等相位合路器，与等相位合路器另一端相连的二次限幅器，以及与二次限幅器相连并设置于限幅器主体另一端的射频连接器。本发明通过将波导输入的大功率由两个探针分别进入限幅电路，由此将前端输入的功率容量提高了至少一倍，再经过合路后的二次限幅，将限幅电平进一步降低，最终具有输入功率容量大，和限幅输出电平低的特点，具有明显的工程优势，具备比常规限幅器更大的限幅功率容量，同时方便装配生产。
Description
技术领域
本发明属于电子对抗和通信领域，具体地说，是涉及一种双探针式波导限幅器。
背景技术
随着现代电子整机设备朝着大功率、一体化和高电磁兼容性的发展，整机的内部功能电路也必须顺应这一趋势，对于射频微波信号，特别是在收发组件中，收发天线一体化的设备中，接收链路前端对发射机泄露的大功率信号进行有效抑制显得至关重要。此外，在电子对抗领域，采用大功率压制，使得接收信道阻塞，或者直接利用大功率烧毁对方接收设备是惯用的手段。面对大功率信号输入时，接收方的接收信道特别是接收前端的大功率耐受能力是接收设备的一项重要指标。
目前已有的限幅器，基本采用波导或微带电路单通道输入再限幅的方式，这并不适合特大功率输入的情况，对限幅管芯的耐功率能力具有极大的挑战。由于波导具有大功率耐受能力，一般情况，限幅电路主要受限幅管芯的限制。因此，提高单管芯的限幅能力或提出新的限幅方式就成了当前业界急需解决的问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种双探针式波导限幅器，主要解决现有限幅器不适合特大功率输入情况的问题。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：
一种双探针式波导限幅器，包括限幅器主体，设置于限幅器主体一端的波导输入口，焊接在波导输入口的两个微带探针，设置于限幅器主体内分别与两个微带探针相连的两个多级限幅链路，与两个多级限幅链路另一端相连的等相位合路器，与等相位合路器另一端相连的二次限幅器，以及与二次限幅器相连并设置于限幅器主体另一端的射频连接器。
进一步地，在本发明中，所述限幅器主体上开设有第一安装槽，所述第一安装槽内设置有液冷散热管，所述液冷散热管上覆盖有载板；所述多级限幅链路安装于所述载板上；所述等相位合路器、二次限幅器在限幅器主体内安装位置处对应有与第一安装槽一体成型的第二安装槽；所述第一安装槽、第二安装槽上方设置有与限幅器主体结合的盖板。
进一步地，在本发明中，所述波导输入口一侧的限幅器主体还连接有波导口盖板。
进一步地，在本发明中，所述限幅器主体下端设置有散热齿。
进一步地，在本发明中，两个所述微带探针相对位置为对称形式，且处于电磁波相位一致处；所述微带探针在波导输入口一端的探针为台阶式回旋结构，且边沿采用倒圆角形式；其另一端的探针为扁平结构形式。
进一步地，在本发明中，所述载板的材质为紫铜并进行整体镀金，多级限幅链路与载板通过焊锡烧结成一体。
进一步地，在本发明中，多级限幅链路中的每级限幅管级联通过键合金带键合的方式实现。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
（1）本发明通过将波导输入的大功率由两个探针分别进入限幅电路，由此将前端输入的功率容量提高了至少一倍，再经过合路后的二次限幅，将限幅电平进一步降低，最终具有输入功率容量大，和限幅输出电平低的特点，具有明显的工程优势，具备比常规限幅器更大的限幅功率容量，同时方便装配生产。
（2）本发明采用了双探针式的波导口为输入端，具有可以承载大功率脉冲信号的能力，且具备将信号分解至两路独立链路，降低了大功率脉冲信号对后续限幅电路的瞬间冲击作用。
（3）本发明巧妙地运用两条独立多级限幅链路，层次递减功耗，再将末端进行二路合一，合路后的信号再经过二次限幅器后输出。多级限幅链路为独立式结构部件，方便拆装和调整，在微组装（限幅器管芯共晶，金带金丝键合工序）上，一般的设备也可完成，适配性强。
附图说明
图1为本发明的爆炸结构示意图。
图2为本发明中微带探针的结构示意图。
图3为本发明中等相位合路器和二次限幅器的连接结构示意图。
图4为本发明输入功率和输出功率的曲线示意图。
其中，附图标记对应的名称为：
1-限幅器主体，2-波导输入口，3-微带探针，4-多级限幅链路，5-等相位合路器，6-二次限幅器，7-射频连接器，8-第一安装槽，9-液冷散热管，10-载板，11-第二安装槽，12-盖板，13-波导口盖板，14-散热齿。
具体实施方式
下面结合附图说明和实施例对本发明作进一步说明，本发明的方式包括但不仅限于以下实施例。
如图1~图3所示，本发明公开的一种双探针式波导限幅器，包括限幅器主体1，设置于限幅器主体1一端的波导输入口2，焊接在波导输入口2的两个微带探针3，设置于限幅器主体1内分别与两个微带探针3相连的两个多级限幅链路4，与两个多级限幅链路4另一端相连的等相位合路器5，与等相位合路器5另一端相连的二次限幅器6，以及与二次限幅器6相连并设置于限幅器主体1另一端的射频连接器7。该波导限幅器可以承载大功率脉冲信号，以波导的形式输入，再经过波导内的双探针波同转换的分配方式，将大功率脉冲的信号分解成两路，从而降低信号的功率，再分别进入两条限幅电路，每条限幅电路使用多级限幅管依次递减脉冲功率，后级运用等相位合路器进行合路，合路器输出再通过二次限幅器进行限幅输出，即完成双探针式波导限幅器的电气链路。
在本实施例中，所述限幅器主体1上开设有第一安装槽8，所述第一安装槽8内设置有液冷散热管9，所述液冷散热管9上覆盖有载板10；所述多级限幅链路4安装于所述载板10上；所述等相位合路器5、二次限幅器6在限幅器主体1内安装位置处对应有与第一安装槽8一体成型的第二安装槽11；所述第一安装槽8、第二安装槽11上方设置有与限幅器主体1结合的盖板12。所述波导输入口2一侧的限幅器主体1还连接有波导口盖板13。波导口盖板13和盖板12通过螺钉安装在限幅器主体1对应位置。
根据用户使用输入频段，利用三维无源电磁仿真技术，建立起对应的双探针式波导模型进行优化，从而确立波导输入口2结构尺寸、微带探针结构尺寸及其所在波导输入口内的几何位置。根据仿真结果，在波导输入口内部设计两个用于焊锡烧结微带探针的圆孔，圆孔相对位置为对称形式。波导输入口2与双探针式波导限幅器的主体结构为一整体零件，工艺简化了零件结构数量，删除了零件之间的配合关系，有效地避免了装配误差，从而减小了双探针式波导限幅器在工作时热阻。同时，限幅器主体1的背面设计散热齿14，增加了双探针式波导限幅器在工作状态时自身对流换热，提高了产品的可靠性。波导输入口2整体进行镀银加钝化处理，一则是提高了波导口内部信号传递时可以拥有较高的品质因数，降低了插损，保证了优良信号传导性能，还具有了良好的可焊接性能，钝化的工艺还可以有效有防止裸露在外的镀银层氧化。
在本实施例中，微带探针外壳和内导体针都采用可发合金为材质，进行镀金处理，让其具备很好的可焊接、电气指标稳定的特性。其内部玻璃体为耐高温的材质，两个微带探针烧结在波导输入内部两个圆孔上，相对位置为对称，且处于电磁波相位一致处，即均匀分配波导输入的脉冲信号，保证两条链路的相位一致性。在波导口一端的探针为台阶式回旋结构，且边沿采用倒圆角形式，有效防止大功率脉冲信号输入时对探针冲击的影响。另一端探针则为扁平结构形式，与多级限幅链路的微带线焊接时，保证了焊接可靠性，从而提升了输入信号的电压驻波比。
在本实施例中，多级限幅链路4的限幅级数是对电路指标进行分析计算确定的，每级限幅器依次递减功耗的特性。载板10用导热性能优良的紫铜为材质，进行整体镀金处理，多级限幅链路可与载板通过焊锡烧结成一体，多级限幅链路4中的每级限幅管级联通过键合金带键合的方式来实现，保证了链路的可靠和稳定。从而实现了波导输入而来的大功率脉冲信号逐渐被衰减限幅处理。
多级限幅链路的末端采用了等相位合路器，等相位合路器中的两路微带线等距、排列对称，具有优良的相位一致性，通过焊锡烧结在波导输入口主体内部对应位置，承接多级限幅链路，合路器输出后再经过二次限幅器，最后通过射频连接器将限幅信号进行输出。通过对高功耗的限幅管芯热仿真分析，得到相应的热源温度分布，从而设计对应的液冷散热管，满足在双探针式波导限幅器工作状态时，热量的有效传导，从而保护各个器件不被烧。
根据图4的曲线，可知，经过二次限幅器输出后，合路后的功率被再一次限幅压缩，有效地提高本发明所述限幅器的功率容量，降低了最终输出功率。
本发明通过合理的电路设计和机械结构设计，通过实施例的计算仿真，并经过上述实例的具体实施，说明本发明的波导限幅器具有功率容量大、大功率时限幅输出电平低的特点，综合指标优良，生产和使用灵活。因此，与现有技术相比，本发明具有突出的实质性特点和显著的进步。
上述实施例仅为本发明的优选实施方式之一，不应当用于限制本发明的保护范围，但凡在本发明的主体设计思想和精神上作出的毫无实质意义的改动或润色，其所解决的技术问题仍然与本发明一致的，均应当包含在本发明的保护范围之内。
Claims (6)
1.一种双探针式波导限幅器，其特征在于，包括限幅器主体（1），设置于限幅器主体（1）一端的波导输入口（2），焊接在波导输入口（2）的两个微带探针（3），设置于限幅器主体（1）内分别与两个微带探针（3）相连的两个多级限幅链路（4），与两个多级限幅链路（4）另一端相连的等相位合路器（5），与等相位合路器（5）另一端相连的二次限幅器（6），以及与二次限幅器（6）相连并设置于限幅器主体（1）另一端的射频连接器（7）；其中，两个所述微带探针（3）相对位置为对称形式，且处于电磁波相位一致处；所述微带探针（3）在波导输入口（2）一端的探针为台阶式回旋结构，且边沿采用倒圆角形式；其另一端的探针为扁平结构形式。
2.根据权利要求1所述的一种双探针式波导限幅器，其特征在于，所述限幅器主体（1）上开设有第一安装槽（8），所述第一安装槽（8）内设置有液冷散热管（9），所述液冷散热管（9）上覆盖有载板（10）；所述多级限幅链路（4）安装于所述载板（10）上；所述等相位合路器（5）、二次限幅器（6）在限幅器主体（1）内安装位置处对应有与第一安装槽（8）一体成型的第二安装槽（11）；所述第一安装槽（8）、第二安装槽（11）上方设置有与限幅器主体（1）结合的盖板（12）。
3.根据权利要求2所述的一种双探针式波导限幅器，其特征在于，所述波导输入口（2）一侧的限幅器主体（1）还连接有波导口盖板（13）。
4.根据权利要求3所述的一种双探针式波导限幅器，其特征在于，所述限幅器主体（1）下端设置有散热齿（14）。
5.根据权利要求4所述的一种双探针式波导限幅器，其特征在于，所述载板（10）的材质为紫铜并进行整体镀金，多级限幅链路（4）与载板（10）通过焊锡烧结成一体。
6.根据权利要求5所述的一种双探针式波导限幅器，其特征在于，多级限幅链路（4）中的每级限幅管级联通过键合金带键合的方式实现。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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