CN218849761U - 一种6路波导功率合成器 - Google Patents
一种6路波导功率合成器 Download PDFInfo
- Publication number
- CN218849761U CN218849761U CN202223469829.5U CN202223469829U CN218849761U CN 218849761 U CN218849761 U CN 218849761U CN 202223469829 U CN202223469829 U CN 202223469829U CN 218849761 U CN218849761 U CN 218849761U
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- power
- synthesizer
- input
- equal
- rectangular waveguide
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- -1 polytetrafluoroethylene Polymers 0.000 claims abstract description 7
- 229920001343 polytetrafluoroethylene Polymers 0.000 claims abstract description 7
- 239000004810 polytetrafluoroethylene Substances 0.000 claims abstract description 7
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 11
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 claims description 11
- 230000002194 synthesizing effect Effects 0.000 claims description 9
- 230000003321 amplification Effects 0.000 claims description 4
- 238000003199 nucleic acid amplification method Methods 0.000 claims description 4
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 abstract description 14
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 abstract description 14
- 238000003780 insertion Methods 0.000 abstract description 6
- 230000037431 insertion Effects 0.000 abstract description 6
- 238000002955 isolation Methods 0.000 description 18
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 8
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 6
- 238000013461 design Methods 0.000 description 5
- 238000000034 method Methods 0.000 description 4
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 3
- 230000008878 coupling Effects 0.000 description 2
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 description 2
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 description 2
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 1
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 1
- 230000017525 heat dissipation Effects 0.000 description 1
- 238000003754 machining Methods 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 1
- 230000005658 nuclear physics Effects 0.000 description 1
- 238000011160 research Methods 0.000 description 1
- 238000004088 simulation Methods 0.000 description 1
- 239000000725 suspension Substances 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02D—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGIES [ICT], I.E. INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGIES AIMING AT THE REDUCTION OF THEIR OWN ENERGY USE
- Y02D30/00—Reducing energy consumption in communication networks
- Y02D30/70—Reducing energy consumption in communication networks in wireless communication networks
Landscapes
- Microwave Amplifiers (AREA)
Abstract
本实用新型公开了一种6路矩形波导功率合成器，包括第一等功率矩形波导合成器、第二等功率矩形波导合成器、第三等功率矩形波导合成器、第四等功率矩形波导合成器、1个等功率分配器、第一不等输入功率合成器和第二不等输入功率合成器，通过同轴‑波导转换器将同轴线中的TEM模转变为矩形波导中的TE10模进行传输合成，以及合成部分使用矩形波导合成，具有插入损耗小、合成效率高等优点；通过在矩形波导中增加聚四氟乙烯片的方式来调整信号相位，很好地改善了合成器各路的相位一致性，提高了合成器的合成效率。
Description
技术领域
本实用新型属于电子信息/射频/广播电视无源器件领域，具体涉及一种6路波导功率合成器。
背景技术
功率合成器是射频和无线发射系统中的重要组成部分，在基础科学研究、核物理、雷达、电子对抗、农业、医疗、通信、广播电视等领域都有重要应用。功率合成器将多个功放模块的输出功率合成在一起，使输出总功率达到系统应用需要的功率等级。
功率合成器有不同的结构形式，根据不同的技术指标可以划分为多种类型。根据功率合成器输入端口之间隔离度指标划分，功率合成器可以分为输入端口之间具备高隔离度结构(一般隔离度要大于20dB)和输入端口之间不具备高隔离度结构(一般隔离度只有几个dB)。相比于输入端口之间不具备高隔离度结构的功率合成器，输入端口之间具备高隔离度的功率合成器在使用过程中，如果出现各输入端口输入功率不平衡的情况(例如某个功放模块输出功率降低，或者无输出功率)，由于输入不平衡而产生的功率会被功率合成器的平衡负载吸收掉，而不会反射回其它功放模块而对这些功放模块的正常工作造成影响，从而对整个射频系统产生保护作用。
输入端口之间具备高隔离度的功率合成器有多种实现结构，常见的包括Wilkinson功率合成器、3dB耦合器级联式功率合成器、耦合器链式功率合成器、Gysel功率合成器等。这些结构的功率合成器都有各自的优点，但同时也都存在一些应用上的限制，或者说缺点。
Wilkinson功率合成器是最为常见的输入端口之间具备高隔离度的功率合成器结构。它在两路输入之间跨接了一个平衡负载，以实现输入端口的隔离度。这种结构的功率合成器应用广泛，但它最大的应用限制，就是在实现多路功率合成时需要设计复杂的平衡负载网络，这个负载网络一般是立体结构，很难在单一平面上实现，使得合成器无论在结构复杂性还是实际应用中都存在不便。
3dB耦合器级联式功率合成器是使用多个3dB耦合器完成多级的2路合成，从而实现多路的功率合成。这种结构功率合成器的劣势在于，它只能实现2n数量的合成，而且多级合成造成更大的插入损耗和更低的合成效率，同时随着合成级数的增加，3dB耦合器需要配备的吸收负载的功率等级也越来越大，负载的体积和成本都会随之增大。
耦合器链式功率合成器由多个耦合度不同的定向耦合器构成，逐级实现1+1＝2、1+2＝3、1+3＝4……的功率合成。相比于3dB耦合器级联式功率合成器，链式功率合成器在合成路数上不受限制，任意整数数量的功放模块都可以被合成在一起。但耦合器链式功率合成器是典型的多级合成，合成器的插入损耗会随着合成路数的增多而增加，合成效率也会随之降低。同时，合成器中各个耦合器的耦合度均不相同，这就给合成器的设计和生产增加了更大的难度。
Gysel功率合成器是一种输入端口之间具备高隔离度的功率合成器，各输入端口之间的隔离度不低于20dB。Gysel功率合成器多路输入一次性合成，合成器的插入损耗更低，合成效率更高。这是这种结构功率合成器的一个突出优势，Gysel功率合成器的匹配负载为传输线外接式结构，可以通过传输线把匹配负载拉远，解决了合成器中的电阻散热问题，这样就可以根据合成器的实际需要，选择合适大小的匹配负载，从而设计生产出功率等级更高的合成器。
输入端口之间不具备高隔离度或者隔离度比较小的功率合成器的典型结构为树形合成器，其合成原理如图1所示，它通过多个输入端口之间没有隔离度的2路合成器逐级合成，完成2N数量的功率合成，常用的有4路、8路和16路功率合成器。这种合成器原理简单，容易实现，输入端口之间的隔离度不高。
非2N数量的没有隔离度或者隔离度较差的典型功率合成器一般由单个输入端口间没有隔离度的2路合成器和3路合成器组合构成。如6路合成器可以由1个2路等功率合成器和2个3路等功率合成器构成，也可以由1个3路等功率合成器和3个2路等功率合成器构成。如图2和图3所示。
大功率射频系统中应用的功率合成器主要为波导和悬置带状线结构，功率合成器的输入端口一般为满足国标要求的同轴硬馈线，合成部分一般为矩形波导或悬置带状线结构，通常情况下，由于矩形波导管没有内导体，插入损耗主要是由波导外导体的导体损耗引起的，与悬置带状线型的功率合成器相比，其插入损耗要小很多，并且损耗都是外导体产出的，更有利于散热，因此，大功率的功率合成器，使用矩形波导结构有着明显的优势，其缺点主要是带宽不如悬置带状线型的合成器的带宽。
实用新型内容
实用新型目的：为解决使用矩形波导结构的功率合成器的带宽较窄的问题，本实用新型提出了一种6路波导功率合成器。
技术方案：一种6路波导功率合成器，包括6个输入端口、1个输出端口、上层铝板和下层铝板，所述上层铝板和下层铝板组合后形成波导空气腔；所述波导空气腔包括：第一等功率矩形波导合成器、第二等功率矩形波导合成器、第三等功率矩形波导合成器、第四等功率矩形波导合成器、1个等功率分配器、第一不等输入功率合成器和第二不等输入功率合成器；
所述6个输入端口分别与外部6台功率放大模块连接，包括第一输入端口、第二输入端口、第三输入端口、第四输入端口、第五输入端口和第六输入端口；
第一输入端口和第二输入端口与第一等功率矩形波导合成器的两个输入端连接，用于左路信号合成；
第三输入端口和第四输入端口与第二等功率矩形波导合成器的两个输入端连接，用于中路信号合成；
第五输入端口和第六输入端口与第三等功率矩形波导合成器的两个输入端连接，用于右路信号合成；
所述第二等功率矩形波导合成器的输出端与等功率分配器的输入端连接；
所述第一等功率矩形波导合成器的输出端和等功率分配器的一输出端与第一不等输入功率合成器的两个输入端对应连接；
所述第三等功率矩形波导合成器的输出端和等功率分配器的另一输出端与第二不等输入功率合成器的两个输入端对应连接；
所述第一不等输入功率合成器的输出端和第二不等输入功率合成器的输出端与第四等功率矩形波导合成器的两个输入端连接；
所述第四等功率矩形波导合成器的输出端与输出端口连接。
进一步的，在第二等功率矩形波导合成器的输出端与等功率分配器的输入端的连接处设有聚四氟乙烯片。
进一步的，所述第一不等输入功率合成器和第二不等输入功率合成器均为输入功率比为1:2的2路功率合成器。
进一步的，在每个输入端口的一侧设有定位导向安装柱。
有益效果：本实用新型与现有技术相比，具有以下优点：
(1)本实用新型的6路矩形波导功率合成器的输入端口为同轴端口，通过同轴-波导转换器将同轴线中的TEM模转变为矩形波导中的TE10模进行传输合成，电磁波在矩形波导中传输损耗极小，本实用新型的6路矩形波导功率合成器的合成部分使用矩形波导合成，合成器插入损耗很小，合成效率很高；
(2)本实用新型的6路矩形波导功率合成器中间两路合成信号通过在矩形波导中增加聚四氟乙烯片的方式来调整信号相位，很好地改善了合成器各路的相位一致性，提高了合成器的合成效率；
(3)本实用新型的6路矩形波导功率合成器的波导腔体具有加工简单、精度高、表面光洁度好和功率容量大等优点，仿真结果与样机实测结果基本相同，加工和调试非常简单，极大地降低了合成器实现的难度和成本；
(4)本实用新型通过不等输入功率合成器的合理使用，为非2N数量的功率合成器提供了很好的解决方案；
(5)本实用新型的6路矩形波导功率合成器对各输入端口的间距基本没有硬性要求，只要能摆放下同轴端口和矩形波导的窄边尺寸即可，使用灵活方便。
附图说明
图1为树形合成器的合成原理示意图；
图2为由1个2路等功率合成器和2个3路等功率合成器构成的6路合成器示意图；
图3为由1个3路等功率合成器和3个2路等功率合成器构成的6路合成器示意图；
图4为本实用新型的一种6路波导功率合成器的框图；
图5为本实用新型的一种6路波导功率合成器的结构示意图；
图6为本实用新型的一种6路波导功率合成器的结构示意图；
图7为本实用新型的一种6路波导功率合成器的结构示意图；
图8为本实用新型的一种6路波导功率合成器的结构示意图。
具体实施方式
现结合附图和实施例进一步阐述本实用新型的技术方案。
本实施例公开了一种3.9GHz6路波导功率合成器，该功率合成器的输入端口1为6路EIA 7/8”快速拔插同轴端口，方便与6台功率放大模块对接；输出端口2为WR284法兰端口，其截面尺寸为72.14*34.04mm。具体结构包括：
如图4所示，本实施例的6路波导功率合成器包括6个输入端口1、4个等功率矩形波导合成器3、1个等功率分配器4、2个2路不等输入功率合成器5和一个输出端口2；其中，每个2路不等输入功率合成器5为2路输入功率比为1:2的功率合成器。如图5至图8所示，本实施例的6个输入端口以两个为一组，分为左、中、右三组，每组先完成2路等功率信号合成，也就是说每组输入端口与一个等功率矩形波导合成器的输入端连接，也就是说左组输入端口连接第一等功率矩形波导合成器，用于左路信号的合成；中组输入端口连接第二等功率矩形波导合成器，用于中路信号的合成；右组输入端口连接第三等功率矩形波导合成器，用于右路信号的合成。本实施例又将中路合成的信号又等分成2路，分别与左右两路等功率合成后的信号通过输入功率比为1:2的功率合成器进行合成。合成后的功率为输入射频信号功率的三倍。也就是说，第二等功率矩形波导合成器的输出端与等功率分配器的输入端连接，第一等功率矩形波导合成器的输出端和等功率分配器的一输出端均与第一不等输入功率合成器的输入端连接，第三等功率矩形波导合成器的输出端和等功率分配器的另一输出端分别接入第二不等输入功率合成器的输入端，第一不等输入功率合成器的输出端和第二不等输入功率合成器的输出端与第四等功率矩形波导合成器的输入端连接，第一不等输入功率合成器和第二不等输入功率合成器输出输入功率三倍的射频信号，输入功率三倍的射频信号通过第四等功率矩形波导合成器进行合成，完成6路输入功率的合成。
本实施例的中间2路信号的传输路径比左右两侧的2路信号传输路径稍短，为了确保相位相同，保证合成效率，中间2路信号合成后的传输矩形波导中增加了一定厚度的聚四氟乙烯板6，用于调整信号相位，即在第二等功率矩形波导合成器的输出端与等功率分配器的输入端的连接处增加聚四氟乙烯板6，通过调节聚四氟乙烯板6的厚度使6路输入端口的相位都相同。
本实施例的功率合成器具体实现包括：通过机械加工得到2块铝板，在这两块铝板上分别加工出所需要的波导空气腔的形状，将这两块铝板进行上下对扣，组成完整的矩形波导腔体。本实施例的4个等功率矩形波导合成器和1个等功率分配器采用的矩形波导横截面尺寸为72.14*25mm。
为了确保合成器与各功率放模块的输出端口对接准确、顺畅，本实施例在输入端口的一侧增加定位导向安装柱7。
相比于使用悬浮带状线的同轴线型的功率合成器，本实施例的功率合成器极大地降低了合成器插入损耗；相比于使用悬浮带状线的同轴线型的功率合成器，本实施例的功率合成器极大地降低了合成器的加工难度和复杂度；本实施例的6路矩形波导功率合成器经过优化设计，实现了在±10MHz范围内具备良好指标。本实施例的功率合成器的设计思路也可以用于其它频率的较窄带宽矩形波导功率合成器。
本实施例的6路矩形波导功率合成器的设计方法也可以应用在其它频率的功率合成器中。本实施例的6路矩形波导功率合成器的设计方法也可以应用在其它功率等级的功率合成器上。本实施例的6路矩形波导功率合成器的设计方法也可以应用在其它输入同轴端口和其他规格的波导端口的功率合成器上。
Claims (4)
1.一种6路波导功率合成器，其特征在于：包括6个输入端口、1个输出端口、上层铝板和下层铝板，所述上层铝板和下层铝板组合后形成波导空气腔；所述波导空气腔包括：第一等功率矩形波导合成器、第二等功率矩形波导合成器、第三等功率矩形波导合成器、第四等功率矩形波导合成器、1个等功率分配器、第一不等输入功率合成器和第二不等输入功率合成器；
所述6个输入端口分别与外部6台功率放大模块连接，包括第一输入端口、第二输入端口、第三输入端口、第四输入端口、第五输入端口和第六输入端口；
第一输入端口和第二输入端口与第一等功率矩形波导合成器的两个输入端连接，用于左路信号合成；
第三输入端口和第四输入端口与第二等功率矩形波导合成器的两个输入端连接，用于中路信号合成；
第五输入端口和第六输入端口与第三等功率矩形波导合成器的两个输入端连接，用于右路信号合成；
所述第二等功率矩形波导合成器的输出端与等功率分配器的输入端连接；
所述第一等功率矩形波导合成器的输出端和等功率分配器的一输出端与第一不等输入功率合成器的两个输入端对应连接；
所述第三等功率矩形波导合成器的输出端和等功率分配器的另一输出端与第二不等输入功率合成器的两个输入端对应连接；
所述第一不等输入功率合成器的输出端和第二不等输入功率合成器的输出端与第四等功率矩形波导合成器的两个输入端连接；
所述第四等功率矩形波导合成器的输出端与输出端口连接。
2.根据权利要求1所述的一种6路波导功率合成器，其特征在于：在第二等功率矩形波导合成器的输出端与等功率分配器的输入端的连接处设有聚四氟乙烯片。
3.根据权利要求1所述的一种6路波导功率合成器，其特征在于：所述第一不等输入功率合成器和第二不等输入功率合成器均为输入功率比为1:2的2路功率合成器。
4.根据权利要求1所述的一种6路波导功率合成器，其特征在于：在每个输入端口的一侧设有定位导向安装柱。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202223469829.5U CN218849761U (zh) | 2022-12-26 | 2022-12-26 | 一种6路波导功率合成器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202223469829.5U CN218849761U (zh) | 2022-12-26 | 2022-12-26 | 一种6路波导功率合成器 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN218849761U true CN218849761U (zh) | 2023-04-11 |
Family
ID=87293486
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202223469829.5U Active CN218849761U (zh) | 2022-12-26 | 2022-12-26 | 一种6路波导功率合成器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN218849761U (zh) |
-
2022
- 2022-12-26 CN CN202223469829.5U patent/CN218849761U/zh active Active
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN105304998B (zh) | 一种新型宽带径向曲线渐变脊空间功率分配/合成器 | |
| CN102290628A (zh) | 一种紧凑型四路功率分配合成结构 | |
| CN102509836B (zh) | 电阻隔膜波导行波功率合成放大器 | |
| CN113161709B (zh) | 宽带毫米波混合波导魔t功分器/合成器 | |
| CN109524754B (zh) | 高集成式短传输路径的波导功率合成网络及方法 | |
| CN110988814B (zh) | X频段2000瓦固态发射机及系统 | |
| CN113517527B (zh) | 单面双脊双探针波导功率分配器、功率合成器及合成方法 | |
| CN104134842A (zh) | 毫米波多路空间波导功率分配合成器及方法 | |
| CN202363569U (zh) | 一种宽带波导行波功率合成放大器 | |
| CN105186086A (zh) | 一种超宽频带多路功率分配器及合成器 | |
| CN112993507B (zh) | 小型化t型分支波导宽带功分器 | |
| CN102509838B (zh) | 宽带工作波导行波功率合成放大器 | |
| CN112909469B (zh) | 一种任意功率比波导功率分配、合成方法及分配、合成器 | |
| CN114256580A (zh) | 一种基于新型t波导的功率分配/合成器 | |
| CN202259646U (zh) | 一种波导行波功率合成放大器 | |
| CN218849761U (zh) | 一种6路波导功率合成器 | |
| CN109585996B (zh) | 基于复合函数曲线脊的翻转式宽带功率合成器 | |
| CN115473025B (zh) | 基于微带－波导混合集成的波导差端口魔t | |
| CN110707438A (zh) | 一种Ka波段低耗紧凑型馈电网络 | |
| CN109149045B (zh) | 一种波导h-t结及毫米波波导平面功率分配合成网络 | |
| CN219123458U (zh) | 一种矩形波导多路功率合成器 | |
| CN219436116U (zh) | 一种悬置带状线Gysel 4路功率合成器 | |
| CN114784476B (zh) | 基于e面多孔扩展耦合结构的多路波导功率合成器 | |
| CN217823208U (zh) | 一种2.45GHz Gysel多路径功率合成器 | |
| CN218602719U (zh) | 一种Gysel型6路功率分配器 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| TR01 | Transfer of patent right |
Effective date of registration: 20231124 Address after: 610095 No. 1, floor 17, building 10, No. 399, west section of Fucheng Avenue, Chengdu hi tech Zone, China (Sichuan) pilot Free Trade Zone, Chengdu, Sichuan Patentee after: Chengdu deshihe Communication Technology Co.,Ltd. Address before: No. 38, Dingmao Panzong Road, Zhenjiang New District, Jiangsu Province, 212009 Patentee before: JIANGSU DESHIHE COMMUNICATION TECHNOLOGY CO.,LTD. |
|
| TR01 | Transfer of patent right |