一種w波段超寬帶h面波導(dǎo)功率合成器的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種新型的W波段H面超寬帶波導(dǎo)合成器，其基本結(jié)構(gòu)由波導(dǎo)與匹配塊組成。合成器通過圓弧過渡實現(xiàn)了阻抗的漸變過渡，以提高帶寬，通過金屬三角錐改善了寬帶阻抗匹配，最終形成了一種在W波段75GHz～110GHz能夠全帶寬工作的H面波導(dǎo)合成器。
【專利說明】
-種W波段超寬帶H面波導(dǎo)功率合成器
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明屬電路技術(shù)領(lǐng)域，具體是利用波導(dǎo)和匹配塊實現(xiàn)波導(dǎo)合成器，實現(xiàn)W波段寬 頻帶功率分配與合成功能。
【背景技術(shù)】
[0002] 當(dāng)信號頻段達(dá)到W波段時，傳導(dǎo)損耗已變成難W忽視的重要因此，因此傳統(tǒng)微帶結(jié) 構(gòu)的傳輸系統(tǒng)，大都由波導(dǎo)系統(tǒng)所替代，尤其是在功率分配與合成系統(tǒng)中，更是如此。微帶 結(jié)構(gòu)的功率合成器在Ku波段時的插入損耗都已變得非常明顯，難W忽略，因此在W波段更應(yīng) 采用波導(dǎo)結(jié)構(gòu)而不是微帶形式。在波導(dǎo)功率合成時，一般均采用E面合成形式，因為其工作 帶寬向較于H面合成器更寬，但是在許多情況下，需要采用H面實現(xiàn)功率合成時，就會遇到結(jié) 構(gòu)上實現(xiàn)的困難，尤其是在寬帶合成時，往往需要波導(dǎo)轉(zhuǎn)向變?yōu)镋面合成方式，運(yùn)樣會加大 結(jié)構(gòu)體積和重量。再加上W波段干擾對抗技術(shù)的進(jìn)步，對毫米波產(chǎn)品工作帶寬的需要越來越 寬，運(yùn)也促動的對超寬帶H面波導(dǎo)功率合成器的需求。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 要解決的技術(shù)問題
[0004] 本發(fā)明主要是針對現(xiàn)有W波段H面波導(dǎo)合成器工作帶寬不寬的缺陷，設(shè)計出了一種 全更寬工作帶寬、且能夠一體化加工的H面波導(dǎo)功率合成器。其不僅工作頻率寬，工作頻率 高，而且插入損耗低，駐波小，無需調(diào)試，一致性好。
[0005] 技術(shù)方案
[0006] -種W波段超寬帶H面波導(dǎo)功率合成器，采用多個T型節(jié)波導(dǎo)組合而成，其特征在于 T型節(jié)波導(dǎo)的拐角處采用半徑為rl的圓弧漸變過渡，在合口處的端面處向波導(dǎo)口的方向突 出一個尖角，尖角邊采用半徑為r2的圓弧漸變過渡，尖角高度與波導(dǎo)窄邊同高，尖角中屯、 與波導(dǎo)寬邊中屯、線重合，尖角頂角采用削平處理;在合口與尖角之間的寬邊底面上設(shè)有一 個=角錐體，=角錐體的底面投影為等腰=角形，等腰=角形向合口方向的兩個腰長于底 邊，=角錐尖頂?shù)牡酌嫱队拔挥诓▽?dǎo)寬邊的中屯、線上且處于底面投影區(qū)內(nèi)。
[0007] 所述的 rl 為1.69mm。
[000引所述的r2為1.26mm。
[0009] 有益效果
[0010] 本發(fā)明提出的一種W波段超寬帶H面波導(dǎo)功率合成器，有益效果如下：
[0011] [1]本設(shè)計中H面波導(dǎo)邊沿過渡，采用圓弧過渡，且為標(biāo)準(zhǔn)圓弧，并非復(fù)雜函數(shù)曲 線，既能實現(xiàn)波導(dǎo)特性阻抗的漸變，達(dá)到擴(kuò)寬帶寬的效果，又便于機(jī)械編程和加工，使得一 種結(jié)構(gòu)就實現(xiàn)了 W波段全帶寬工作的能力。
[0012] [2]本設(shè)計中的匹配塊采用S角錐結(jié)構(gòu)，與其他設(shè)計均不同，因為其在75G化~ IlOG化全帶寬范圍內(nèi)具有更優(yōu)的匹配效果，而且直接銳削在波導(dǎo)面上，無需調(diào)試，具有良好 的一致性，便于批量應(yīng)用。
[0013] [3]本設(shè)計中波導(dǎo)的尖角采做小尺寸的削平處理，運(yùn)樣既能保證阻抗平滑的過渡， 又能降低由于機(jī)械加工中銳刀擠壓帶來的尖角形變的影響，保證分口間幅度的平衡度。
【附圖說明】
[0014] 圖1本發(fā)明中W波段H面導(dǎo)合成器的結(jié)構(gòu)圖 [001引圖2 1分4與4合1的組合模型腔體圖
[0016] 圖3本發(fā)明中W波段H面導(dǎo)合成器的測試圖（四通道分配與合成）
【具體實施方式】
[0017] 現(xiàn)結(jié)合實施例、附圖對本發(fā)明作進(jìn)一步描述：
[0018] 本波導(dǎo)功率合成器的基本模型為波導(dǎo)T型節(jié)結(jié)構(gòu)，利用波導(dǎo)尺寸的變化實現(xiàn)合口 與分口之間的阻抗匹配，利用緩變結(jié)構(gòu)達(dá)到阻抗的漸進(jìn)性變化的效果，并加入匹配塊改善T 型節(jié)中各端口間的匹配關(guān)系，實現(xiàn)寬帶的阻抗匹配，從而保證比傳統(tǒng)H面T型合成器在W波段 全帶寬的工作頻帶內(nèi)都具有良好的特性。
[0019] 此結(jié)構(gòu)中，從合口到分口，波導(dǎo)的高度(波導(dǎo)窄邊)保持不變，均為標(biāo)準(zhǔn)波導(dǎo)高度， 改變的是波導(dǎo)的寬邊，從合口向分口過渡時，采用圓弧漸變過渡;而合口正對的T型節(jié)的端 面，也向內(nèi)突出一個尖角，尖角向分口過渡的邊也采用圓弧過渡(為標(biāo)準(zhǔn)圓弧，易于加工）， 此尖角高度與波導(dǎo)窄邊同高;尖角中屯、與合口波導(dǎo)寬邊中屯、線重合，且向分口左右兩邊的 圓弧(標(biāo)準(zhǔn)圓弧)也完全對稱，否則會影響分口端功率的平衡度，并在尖角處做削平處理，去 除由于銳削加工中擠壓引起的偏屯、問題;在合口與波導(dǎo)尖角之間的寬邊底面上需要突起一 個匹配塊(=角錐體），其底面投影為等腰=角形，其向合口方向的兩個腰長于底邊，其=角 錐尖頂?shù)牡酌嫱队耙盐挥诓▽?dǎo)寬邊的中屯、線上，且處于底面投影區(qū)內(nèi)，此匹配塊的高度不 能過高，否則會影響到合口的端口駐波，從而增大插入損耗，降低合成效率，甚至影響系統(tǒng) 指標(biāo)。
[0020] 如圖1，上部波導(dǎo)口為合口，左右兩側(cè)波導(dǎo)口為分口，中間的S角形為匹配塊。從上 圖中可W看出，上側(cè)與左右兩側(cè)的波導(dǎo)寬度相同，尺寸為a;合口兩側(cè)壁向分口過渡部分W 及底部突起尖角邊沿均采用標(biāo)準(zhǔn)圓弧，非特殊公式擬合的曲線，其半徑分別為rl、r2;下部 尖角作削平處理，其平頂寬度為Wl;匹配塊的地面投影為等腰S角形，其高為Pl，底為匹 配塊錐尖到底部投影與底面上部尖頂間距為p2;匹配塊與底部平頂間的間距為p3;從下圖 可W看出波導(dǎo)高度除匹配塊處，均不變，高度為b;匹配塊為=角錐，錐體高度為hi,只在單 面出現(xiàn)。其詳細(xì)尺寸如下表所示。
[0021] 表1合成器尺寸參數(shù)列表 r00221
[0023] 單位;mm
[0024] 圖2給出了一個1分4與4合1的組合模型腔體圖和其測試結(jié)果圖，左側(cè)是為=維模 型圖，4個傳輸通道，6個T型節(jié)及其內(nèi)部6個匹配塊。圖3為模塊實測結(jié)果(模塊材料為硬侶， 表面采用導(dǎo)電氧化處理），可W看出其75GHz~IlOG化全帶寬內(nèi)，插入損耗小于3dB，端口回 波損耗小于-15地。從測試結(jié)果可W看出，單邊的絕對插入損耗小于1.5地，若采用銅材與鍛 金工藝，插入損耗可進(jìn)一步降低。
【主權(quán)項】
1. 一種W波段超寬帶Η面波導(dǎo)功率合成器，采用多個T型節(jié)波導(dǎo)組合而成，其特征在于T 型節(jié)波導(dǎo)的拐角處采用半徑為rl的圓弧漸變過渡，在合口處的端面處向波導(dǎo)口的方向突出 一個尖角，尖角邊采用半徑為r2的圓弧漸變過渡，尖角高度與波導(dǎo)窄邊同高，尖角中心與波 導(dǎo)寬邊中心線重合，尖角頂角采用削平處理;在合口與尖角之間的寬邊底面上設(shè)有一個三 角錐體，三角錐體的底面投影為等腰三角形，等腰三角形向合口方向的兩個腰長于底邊，三 角錐尖頂?shù)牡酌嫱队拔挥诓▽?dǎo)寬邊的中心線上且處于底面投影區(qū)內(nèi)。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種W波段超寬帶Η面波導(dǎo)功率合成器，其特征在于所述的rl 為1·69mm〇3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種W波段超寬帶Η面波導(dǎo)功率合成器，其特征在于所述的r2 為1·26mm〇
【文檔編號】H01P5/12GK105846028SQ201610190715
【公開日】2016年8月10日
【申請日】2016年3月30日
【發(fā)明人】李磊, 楊莉, 周海進(jìn), 李兵, 湛婷, 任紋岐
【申請人】西安電子工程研究所