CN210379377U - 一种功率合成器 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种功率合成器。该功率合成器包括至少两个输入端口、输出端口以及中心导体；输入端口包括：微带线，位于输入端口内部，用于获取输入功率，并将输入功率传输至中心导体；输出端口，包括脊波导；其中，脊波导数量与输入端口数量相匹配；脊波导，位于输出端口内部，用于获取输入功率，并将输入功率传输到输出端口；中心导体，一端穿过输入端口，与微带线连接，另一端穿过输出端口，与脊波导连接，用于将输入功率通过脊波导传输至输出端口。本实用新型通过将多路微带线传输转换成波导传输，并将多路传输的功率合成后输出，实现了微带转波导的多路合成器，进而实现了稳定的功率合成，以满足现代工业系统对微波传输功率的需要。
Description
技术领域
本实用新型涉及电磁波及通信技术领域，尤其涉及一种功率合成器。
背景技术
随着电磁波及通信技术的飞速发展，微波被广泛应用于现代工业系统中，这也对微波的传输功率提出了更高要求。
传统的微波传输，通常通过微带线实现，但是微带线的功率容量有限，在功率较大的情况下，极易发生由于连接不可靠而导致的打火或温度过高而烧毁，进而对电路造成致命的损伤，因此，无法实现大功率的微波传输。
实用新型内容
本实用新型实施例提供了一种功率合成器，其目的在于解决微带线功率容量受限，无法实现大功率微波传输的问题。
本实用新型实施例提供了一种功率合成器，包括：至少两个输入端口、输出端口以及中心导体；
输入端口包括：微带线；
微带线，位于输入端口内部，用于获取输入功率，并将输入功率传输至中心导体；
输出端口包括：脊波导；其中，脊波导的数量与输入端口的数量相匹配；
脊波导，位于输出端口内部，用于获取输入功率，并将输入功率传输到输出端口；
中心导体，一端穿过输入端口，与微带线连接，另一端穿过输出端口，与脊波导连接，用于将输入功率通过脊波导传输至输出端口。
所述中心导体包括同轴内导体。
所述中心导体外围绕有同轴外导体。
所述输出端口包括标准矩形波导接口。
所述微带线为50欧姆微带线。
所述脊波导包括阶梯式单脊波导。
所述中心导体与所述脊波导通过螺纹固定连接。
所述中心导体与所述微带线通过焊接连接。
所述中心导体与所述微带线的焊接长度为3mm。
所述中心导体包括同轴探针。
本实用新型实施例提供了一种功率合成器的设计方案，通过将多路微带线传输转换成波导传输，并将多路传输的功率合成后输出，实现了微带转波导的多路合成器，进而实现了稳定的功率合成，提供了大功率的微波传输功能，以满足现代工业系统对微波传输功率的需要。
附图说明
图1是本实用新型实施例一提供的功率合成器的结构示意图；
图2是本实用新型实施例一提供的二路合成器的仿真结果图。
图中：1、输入端口；2、输出端口；3、中心导体；4、微带线；5、脊波导。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本实用新型，而非对本实用新型的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本实用新型相关的部分而非全部结构。
实施例一
图1为本实用新型实施例一提供的功率合成器的结构示意图，为了便于理解本实用新型，图1以二路功率合成器为例进行示出，也即图1中的功率合成器包括两个输入端口1，但本实施例还包含二路以上功率合成器的设计。如图1所示，该功率合成器包括：至少两个输入端口1、输出端口2以及中心导体3。
输入端口1包括微带线4，微带线4位于输入端口1的内部，用于获取输入功率，并将输入功率传输至中心导体3；微带线4是由支在介质基片上的单一导体带构成的微波传输线，适合制作微波集成电路的平面结构传输线，其具有体积小、重量轻、使用频带宽、可靠性高以及制造成本低等特点。可选的，在本实施例中，微带线4可沿功率传输方向设置在输入端口1底部中间的位置，并可选用50欧姆的微带线进行功率传输，以便于与有源器件如功率放大器等进行连接。
输出端口2包括脊波导5，脊波导5的数量与输入端口1的数量相匹配，脊波导5位于输出端口2的内部，用于获取输入功率，并将该输入功率传输到输出端口；脊波导5是将矩形波导的宽壁弯折而成的，其中的电磁场模式与矩形波导的模式相似，但是在脊波导5的脊棱附近由于边缘效应使场分布受到扰动，与传统的矩形波导相比，单模工作频带较宽，可以达到数个倍频程，同时具有较低的等效阻抗，因此易与低阻抗的同轴线及微带线匹配；可选的，输出端口2包括标准矩形波导接口，通过采用标准矩形波导的输出，更便于与外部输出功率系统连接；脊波导5可以是阶梯式单脊波导，通过中心导体3和脊波导5的传输过渡，实现从微带线4到矩形波导的有效传输，以保证微带线4中的准横电磁波(TransverseElectric and Magnetic Field，TEM)传输模式向矩形波导的标准矩形波导管横电波(transverse electric wave 10，TE10)传输模式转化。
中心导体3一端穿过输入端口1，与微带线4连接，另一端穿过输出端口2，与脊波导5连接，用于将输入功率通过脊波导5传输至输出端口；可选的，中心导体3可以是同轴内导体，在中心导体3外还可围绕有同轴外导体，同轴内导体可通过螺纹固定安装在脊波导5上，以保证安装的可靠性，避免同轴安装松动，出现打火现象，进而损坏功率合成器及功率合成电路；同轴内导体可通过焊接与微带线4连接，焊接长度可以是3mm，以保证微带线4与同轴内导体的可靠连接，通过这种微带到波导的转换方式，实现了微带到波导的可靠连接，避免了因转接次数过多、转接长度过长而导致的损耗过大，从而导致功率合成器的功率容量降低和长时间使用可靠性减弱的问题发生。
图2为本实用新型实施例提供的二路功率合成器的仿真结果图。如图2所示，本实用新型实施例提供的二路合成器实现了2.45GHz微带转波导的二路合成，并且可以实现稳定在千瓦级以上的功率合成，传输回波损耗小于-20dB，插入损耗小于-3.5dB，同时整个电路机构简单，更易于通过机械加工实现。
本实用新型实施例所提供的技术方案，通过将多路微带线传输转换成波导传输，并将多路传输的功率合成后输出，实现了微带转波导的多路合成器，进而实现了稳定的功率合成，提供了大功率的微波传输功能，以满足现代工业系统对微波传输功率的需要。
实施例二
本实施例在上述实施例的基础上公开了一种功率合成器，该功率合成器为四路功率合成器，包括：四个输入端口1、输出端口2及中心导体3。
输入端口1包括微带线4，微带线4位于输入端口1的内部，用于获取输入功率，并将输入功率传输至中心导体3；可选的，在本实施例中，4个输入端口1可同设置在输出端口2上的一侧，也可以将其中两个输入端口1同设置在输出端口2上的一侧，将另外两个输入端口1设置在输出端口2上的相对于前述两个输入端口1的左右两侧，还可以将4个输入端口1分别设置在输出端口2的不同侧，以提供不同的输入方向，便于外部功率输入设备连接使用。微带线4可沿功率传输方向设置在输入端口1底部中间的位置，并可选用50欧姆的微带线进行功率传输，以便于与有源器件如功率放大器等进行连接。
输出端口2包括脊波导5，脊波导5的数量与输入端口1的数量相匹配，在本实施例中，脊波导5的数量即为4，脊波导5位于输出端口2的内部，并沿输入端口1的功率传输方向设置，用于获取输入功率，并将该输入功率传输到输出端口；可选的，输出端口2包括标准矩形波导接口，通过采用标准矩形波导的输出，更便于与外部输出功率系统连接；脊波导5可以是阶梯式单脊波导，通过中心导体3和脊波导5的传输过渡，实现从微带线4到矩形波导的有效传输，以保证微带线4中TEM传输模式向矩形波导的TE10传输模式转化。
中心导体3一端穿过输入端口1，与微带线4连接，另一端穿过输出端口2，与脊波导5连接，用于将输入功率通过脊波导5传输至输出端口；可选的，中心导体3可以是同轴探针，在中心导体3外还可围绕同轴介质用于支撑，在同轴介质外还可围绕有同轴外导体，同轴探针可通过插入脊波导5上的插孔而实现连接，从而达到易于加工及安装简便的效果；本实施例所提到的四路功率合成器还可包括微带同轴转换接头，进而可以将同轴探针插入微带同轴转换接头从而实现与微带线4的连接，以保证微带线4与同轴探针的可靠连接，也可以避免因转接次数过多、转接长度过长而导致的损耗过大，从而导致功率合成器的功率容量降低和长时间使用可靠性减弱的问题。
本实用新型实施例所提供的技术方案，通过将输入端口设置在输出端口的不同位置，满足了多种不同的连接需求，以适应实际应用需求，同时选用同轴探针作为中心导体，更易于加工并使得安装过程更加简便。
注意，上述仅为本实用新型的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本实用新型不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本实用新型的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本实用新型进行了较为详细的说明，但是本实用新型不仅仅限于以上实施例，在不脱离本实用新型构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本实用新型的范围由所附的权利要求范围决定。
Claims (10)
1.一种功率合成器，其特征在于，包括：至少两个输入端口、输出端口以及中心导体；
所述输入端口包括：微带线；
所述微带线，位于所述输入端口内部，用于获取输入功率，并将所述输入功率传输至所述中心导体；
所述输出端口，包括：脊波导；其中，所述脊波导的数量与所述输入端口的数量相匹配；
所述脊波导，位于所述输出端口内部，用于获取所述输入功率，并将所述输入功率传输到所述输出端口；
所述中心导体，一端穿过所述输入端口，与所述微带线连接，另一端穿过所述输出端口，与所述脊波导连接，用于将所述输入功率通过所述脊波导传输至所述输出端口。
2.根据权利要求1所述的功率合成器，其特征在于，所述中心导体包括同轴内导体。
3.根据权利要求1所述的功率合成器，其特征在于，所述中心导体外围绕有同轴外导体。
4.根据权利要求1所述的功率合成器，其特征在于，所述输出端口包括标准矩形波导接口。
5.根据权利要求1所述的功率合成器，其特征在于，所述微带线为50欧姆微带线。
6.根据权利要求1所述的功率合成器，其特征在于，所述脊波导包括阶梯式单脊波导。
7.根据权利要求1所述的功率合成器，其特征在于，所述中心导体与所述脊波导通过螺纹固定连接。
8.根据权利要求1所述的功率合成器，其特征在于，所述中心导体与所述微带线通过焊接连接。
9.根据权利要求8所述的功率合成器，其特征在于，所述中心导体与所述微带线的焊接长度为3mm。
10.根据权利要求1所述的功率合成器，其特征在于，所述中心导体包括同轴探针。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201921833752.0U CN210379377U (zh) | 2019-10-29 | 2019-10-29 | 一种功率合成器 |
Applications Claiming Priority (1)
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| CN201921833752.0U CN210379377U (zh) | 2019-10-29 | 2019-10-29 | 一种功率合成器 |
Publications (1)
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Family
ID=70256918
Family Applications (1)
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Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN113067114A (zh) * | 2021-03-19 | 2021-07-02 | 北京理工大学 | 一种高效率毫米波宽带功率合成/分配器及其实现方法 |
| CN117254235A (zh) * | 2023-10-10 | 2023-12-19 | 南通大学 | 一种宽带脊波导功分器 |
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| CN113067114B (zh) * | 2021-03-19 | 2021-08-31 | 北京理工大学 | 一种毫米波宽带功率合成/分配器及其实现方法 |
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