一種非二進(jìn)制波導(dǎo)內(nèi)空間功率合成放大器的制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開(kāi)了一種非二進(jìn)制波導(dǎo)內(nèi)空間功率合成放大器，包括驅(qū)動(dòng)放大器、功率合成模塊、一分二功率初分配器、一分二功率再分配器、輸出耦合器和四路功率合成器，所述的驅(qū)動(dòng)放大器的輸出端口與一分二功率初分配器的輸入端相連，所述一分二功率初分配器的兩個(gè)輸出端上各接有一個(gè)一分二功率再分配器，每個(gè)一分二功率再分配器的輸出端上都接有一功率合成模塊，所述的功率合成模塊的輸出端與四路功率合成器的輸入端相連，四路功率合成器的輸出端上接有輸出耦合器；非二進(jìn)制波導(dǎo)內(nèi)空間功率合成的方式是對(duì)常用的二進(jìn)制功率合成的一種補(bǔ)充，采用最優(yōu)路數(shù)的功率合成可以減小設(shè)備的體積、降低設(shè)備的功耗和設(shè)備的成本，具有較高的經(jīng)濟(jì)效益。
【專利說(shuō)明】
一種非二進(jìn)制波導(dǎo)內(nèi)空間功率合成放大器
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實(shí)用新型涉及無(wú)線通信領(lǐng)域中的一種非二進(jìn)制波導(dǎo)內(nèi)空間功率合成放大器，特別適用于作通信信道的功率放大器裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]由于受Ka頻段固態(tài)器件自身半導(dǎo)體物理特性的影響，目前還難以研制大功率的Ka頻段固態(tài)器件。為了獲得更大的輸出功率，需要采用功率合成的方法將多個(gè)功率器件集中在一個(gè)功率合成放大器中；另外，采用多個(gè)功率源進(jìn)行合成還能在一個(gè)或幾個(gè)源失效的情況下保證系統(tǒng)繼續(xù)降額工作。
[0003]目前，在Ka頻段應(yīng)用最多的功率合成技術(shù)是波導(dǎo)內(nèi)空間功率合成。Ka頻段電路合成傳輸損耗較大，較多路數(shù)的合成時(shí)功率合成效率較低;而波導(dǎo)內(nèi)空間功率合成既能有效地解決各個(gè)功率單片的散熱又能提高多路合成時(shí)的功率合成效率，更適合應(yīng)用于Ka頻段產(chǎn)生較大的整機(jī)輸出功率。目前應(yīng)用較多的為二進(jìn)制功率合成方式，即功率合成路數(shù)限于2路、4路、8路、16路等等，很多情況下這樣的合成路數(shù)并不合適。為了盡量減小功放整機(jī)的體積、重量，非二進(jìn)制的合成方案，如3路、6路、12路、24路、48路等的合成方式也是必要的。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0004]本實(shí)用新型要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種非二進(jìn)制波導(dǎo)內(nèi)空間功率合成放大器，本實(shí)用新型可以應(yīng)用于衛(wèi)星通信的多個(gè)頻段，具有合成效率高、頻帶寬、體積小、重量輕的特點(diǎn)。
[0005]為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本實(shí)用新型所采取的技術(shù)方案是:
[0006]—種非二進(jìn)制波導(dǎo)內(nèi)空間功率合成放大器，其包括驅(qū)動(dòng)放大器1、功率合成模塊5、一分二功率初分配器20、一分二功率再分配器4、輸出親合器(7)和四路功率合成器6，所述的驅(qū)動(dòng)放大器I的輸出端口與一分二功率初分配器20的輸入端相連，所述一分二功率初分配器20的兩個(gè)輸出端上各接有一個(gè)一分二功率再分配器4，每個(gè)一分二功率再分配器的輸出端上都接有一功率合成模塊5，所述的功率合成模塊5的輸出端與四路功率合成器6的輸入端相連，四路功率合成器6的輸出端上接有輸出耦合器7。
[0007]進(jìn)一步的，所述的功率合成模塊5由三個(gè)功率放大器9、一分三輸入功率分配器8、三合一輸出功率合成器19組成，所述的一分三輸入功率分配器8的輸入端與一分二功率再分配器4的輸出端相連，所述一分三輸入功率分配器8的輸出端對(duì)應(yīng)的與三個(gè)功率放大器9的輸入端相連，所述三個(gè)功率放大器9的輸出端對(duì)應(yīng)的與三合一輸出功率合成器19組成的輸入端相連，所述三合一輸出功率合成器19的輸出端與四路功率合成器6的輸入端相連。
[0008]進(jìn)一步的，還包括波導(dǎo)隔離器2，波導(dǎo)隔離器2的正向輸入端與驅(qū)動(dòng)放大器I的輸出端相連，波導(dǎo)隔離器2的正向輸出端與一分二功率初分配器20的輸入端相連。
[0009]進(jìn)一步的，還包括波導(dǎo)EH面轉(zhuǎn)換器3的一端與波導(dǎo)隔離器2的正向輸出端相連，波導(dǎo)EH面轉(zhuǎn)換器3的另一端與一分二功率初分配器20的輸入端相連。
[0010]進(jìn)一步的，所述的輸出耦合器7帶有正向耦合輸出口13、正向耦合輸出口 14、反向耦合輸出口 15。
[0011]進(jìn)一步的，所述的三合一輸出功率合成器19的一、二級(jí)分支波導(dǎo)與主路波導(dǎo)的連接處位于主路波導(dǎo)上設(shè)有矩形匹配凸臺(tái)，三合一輸出功率合成器19的一、二級(jí)分支波導(dǎo)與主路波導(dǎo)的連接處的分支波導(dǎo)的開(kāi)口處設(shè)有兩個(gè)相對(duì)延伸的矩形匹配凸臺(tái)。
[0012]采用上述技術(shù)方案所產(chǎn)生的有益效果在于:
[0013]本實(shí)用新型通過(guò)一種非二進(jìn)制波導(dǎo)內(nèi)空間功率合成的方式，實(shí)現(xiàn)了12路功率合成模塊和48路功率合成模塊。該功率合成方式是對(duì)常用的二進(jìn)制功率合成的一種補(bǔ)充，采用最優(yōu)路數(shù)的功率合成可以減小設(shè)備的體積、降低設(shè)備的功耗和設(shè)備的生產(chǎn)成本，具有較高的經(jīng)濟(jì)效益。本實(shí)用新型的頻率范圍為25-31GHZ，具有集成度高、功耗低、頻率范圍寬、合成效率高的特點(diǎn)，性能穩(wěn)定可靠，有利于系統(tǒng)小型化的應(yīng)用，具有較大的推廣應(yīng)用價(jià)值。
【附圖說(shuō)明】
[0014]圖1是本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)不意圖；
[0015]圖2是本實(shí)用新型的功率合成模塊結(jié)構(gòu)示意圖；
[0016]圖3是本實(shí)用新型一分三輸入功率分配器或三合一輸出功率合成器的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0017]圖4是本實(shí)用新型四路功率合成器和輸出耦合器的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0018]圖5是本實(shí)用新型的四路功率合成器中所設(shè)置的階梯方柱的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0019]圖6是本實(shí)用新型的一分二功率初分配器及一分二功率再分配器的連接結(jié)構(gòu)示意圖；
[0020]圖7是本實(shí)用新型波導(dǎo)EH面轉(zhuǎn)換器結(jié)構(gòu)示意圖；
[0021 ]圖8是本實(shí)用新型一分二功率初分配器結(jié)構(gòu)示意圖；
[0022]圖9是本實(shí)用新型一分二功率初分配器拆分結(jié)構(gòu)示意圖；
[0023]圖10是本實(shí)用新型一分二功率再分配器結(jié)構(gòu)示意圖；
[0024]圖11是本實(shí)用新型一分二功率再分配器拆分結(jié)構(gòu)示意圖；
[0025]附圖標(biāo)記說(shuō)明:驅(qū)動(dòng)放大器1、波導(dǎo)隔離器2、EH面轉(zhuǎn)換器3、一分二功率再分配器4、功率合成模塊5、四路功率合成器6、輸出親合器7、一分三輸入功率分配器8、功率放大器9、第一合成分塊10、第二合成分塊11、正向親合輸出口 13、正向親合輸出口 14、反向親合輸出口 15、上分塊16、下分塊17、階梯方柱18、三合一輸出功率合成器19、一分二功率初分配器20、第一初分塊21、第二初分塊22、第一再分塊23、第二再分塊24、第三再分塊25。
【具體實(shí)施方式】
[0026]下面結(jié)合附圖和【具體實(shí)施方式】對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳細(xì)的說(shuō)明。
[0027]如圖1、圖5、圖6所示，本實(shí)用新型為一種非二進(jìn)制Ka頻段波導(dǎo)內(nèi)空間功率合成放大器，包括驅(qū)動(dòng)放大器1、波導(dǎo)隔離器2、波導(dǎo)EH面轉(zhuǎn)換器3;驅(qū)動(dòng)放大器I的輸出端與波導(dǎo)隔離器2的正向輸入端相連，波導(dǎo)隔離器2與波導(dǎo)EH面轉(zhuǎn)換器3的一端相接，波導(dǎo)EH面轉(zhuǎn)換器3的另一端與一分二功率初分配器20的輸入端相連，所述的一分二功率初分配器20的兩個(gè)輸出端上各接有一個(gè)一分二功率再分配器4，每個(gè)一分二功率再分配器4的輸出端處都接有一功率合成模塊5，所述的功率合成模塊5的輸出端與四路功率合成器6的輸入端相連，四路功率合成器6的輸出端上接有輸出耦合器7。
[0028]圖2所示為本實(shí)用新型中的功率合成模塊5，所述功率合成模塊5由一分三輸入功率分配器8、三合一輸出功率合成器19和三個(gè)功率放大器9組成;所述的一分三輸入功率分配器8的輸入端與一分二功率再分配器4的輸出端相連，所述一分三輸入功率分配器8的輸出端對(duì)應(yīng)的與三個(gè)功率放大器9的輸入端相連，所述三個(gè)功率放大器9的輸出端對(duì)應(yīng)的與三合一輸出功率合成器19的輸入端相連，所述三合一輸出功率合成器19的輸出端與四路功率合成器6的輸入端相連。
[0029]如圖3所不，所述的一分三輸入功率分配器與三合一輸出功率合成器19結(jié)構(gòu)相同，都由第一合成分塊1和第二合成分塊11組成，第一合成分塊10與第二合成分塊11通過(guò)銷釘定位用螺釘緊固在一起;所述的三合一輸出功率合成器19的一、二級(jí)分支波導(dǎo)與主路波導(dǎo)的連接處的位于主路波導(dǎo)上設(shè)有矩形匹配凸臺(tái)，三合一輸出功率合成器19的一、二級(jí)分支波導(dǎo)與主路波導(dǎo)的連接處的分支波導(dǎo)的開(kāi)口處設(shè)有兩個(gè)相對(duì)延伸的矩形匹配凸臺(tái)。
[0030]圖4所示為本實(shí)用新型中的四路功率合成器6和輸出耦合器7的裝配體，四路H面功率合成器6與輸出耦合器7通過(guò)螺釘緊固在一起;輸出耦合器7上有同軸形式的正向耦合輸出口 13、正向耦合輸出口 14和反向耦合輸出口 15;四路H面功率合成器6有四個(gè)輸入端口和一個(gè)輸出端口，如圖4所示；四路H面功率合成器6由上分塊16和下分塊17組成，上分塊16和下分塊17通過(guò)銷釘定位用螺釘緊固在一起；四路功率合成器6的下分塊17上有三個(gè)用于阻抗匹配的階梯方柱18。
[0031]圖5、圖6、圖7、圖9所示所示為本實(shí)用新型中的一分二功率初分配器20、一分二功率再分配器4、波導(dǎo)EH面轉(zhuǎn)換器3和波導(dǎo)隔離器2的裝配體;所述的一分二功率初分配器19由第一初分塊21和第二初分塊22組成，第一初分塊21和第二初分塊22通過(guò)銷釘定位用螺釘緊固在一起;所述的一分二功率再分配器20由第一再分塊23、第二再分塊24、第三再分塊25組成，第一再分塊23、第二再分塊24、第三再分塊25通過(guò)銷釘定位用螺釘緊固在一起；
[0032]如圖9所示為所述驅(qū)動(dòng)放大器1、波導(dǎo)隔離器2、波導(dǎo)EH面轉(zhuǎn)換器3、一分二功率初分配器、一分二功率再分配器、波導(dǎo)輸出耦合器7組成的四路功率合成網(wǎng)絡(luò)。
[0033]本實(shí)用新型簡(jiǎn)要工作原理如下:
[0034]射頻輸入信號(hào)首先進(jìn)入帶有波導(dǎo)隔離器的驅(qū)動(dòng)放大器，射頻信號(hào)經(jīng)驅(qū)動(dòng)放大器放大后進(jìn)入一分二功率初分配器;均分后的射頻信號(hào)再次分別進(jìn)入一分二功率再分配器，便實(shí)現(xiàn)了輸入射頻信號(hào)的四均分，四均分后的射頻信號(hào)各自進(jìn)入對(duì)應(yīng)的一分三輸入功率分配器實(shí)現(xiàn)12路等功率分配；12路等功率分配的信號(hào)進(jìn)入功率放大器進(jìn)行功率的放大，放大后的12路射頻信號(hào)分別進(jìn)入三合一輸出功率合成器的輸入端，四只三合一輸出功率合成器輸出的射頻信號(hào)經(jīng)四路功率合成器進(jìn)行合成，最終便實(shí)現(xiàn)了 48路單片的非二進(jìn)制功率合成放大器，合成后的射頻功率經(jīng)輸出耦合器輸出。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種非二進(jìn)制波導(dǎo)內(nèi)空間功率合成放大器，其特征在于:包括驅(qū)動(dòng)放大器(I)、功率合成模塊(5)、一分二功率初分配器(20)、一分二功率再分配器(4)、輸出親合器(7)和四路功率合成器(6)，所述的驅(qū)動(dòng)放大器(I)的輸出端口與一分二功率初分配器(20)的輸入端相連，所述一分二功率初分配器(20)的兩個(gè)輸出端上各接有一個(gè)一分二功率再分配器(4)，每個(gè)一分二功率再分配器的輸出端上都接有一功率合成模塊(5)，所述的功率合成模塊(5)的輸出端與四路功率合成器(6)的輸入端相連，四路功率合成器(6)的輸出端上接有輸出耦合器(7)。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種非二進(jìn)制波導(dǎo)內(nèi)空間功率合成放大器，其特征在于:所述的功率合成模塊(5)由三個(gè)功率放大器(9)、一分三輸入功率分配器(8)、三合一輸出功率合成器(19)組成，所述的一分三輸入功率分配器(8)的輸入端與一分二功率再分配器(4)的輸出端相連，所述一分三輸入功率分配器(8)的輸出端 對(duì)應(yīng)的與三個(gè)功率放大器(9)的輸入端相連，所述三個(gè)功率放大器(9)的輸出端 對(duì)應(yīng)的與三合一輸出功率合成器(19)組成的輸入端相連，所述三合一輸出功率合成器(19)的輸出端與四路功率合成器(6)的輸入端相連。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種非二進(jìn)制波導(dǎo)內(nèi)空間功率合成放大器，其特征在于:還包括波導(dǎo)隔離器(2)，波導(dǎo)隔離器(2)的正向輸入端與驅(qū)動(dòng)放大器(I)的輸出端相連，波導(dǎo)隔離器(2)的正向輸出端與一分二功率初分配器(20)的輸入端相連。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種非二進(jìn)制波導(dǎo)內(nèi)空間功率合成放大器，其特征在于:還包括波導(dǎo)EH面轉(zhuǎn)換器(3)的一端與波導(dǎo)隔離器(2)的正向輸出端相連，波導(dǎo)EH面轉(zhuǎn)換器(3)的另一端與一分二功率初分配器(20)的輸入端相連。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種非二進(jìn)制波導(dǎo)內(nèi)空間功率合成放大器，其特征在于:所述的輸出耦合器(7)帶有正向耦合輸出口(13)、正向耦合輸出口(14)、反向耦合輸出口(15)。6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種非二進(jìn)制波導(dǎo)內(nèi)空間功率合成放大器，其特征在于:所述的三合一輸出功率合成器(19)的一、二級(jí)分支波導(dǎo)與主路波導(dǎo)的連接處位于主路波導(dǎo)上設(shè)有矩形匹配凸臺(tái)，三合一輸出功率合成器(19)的一、二級(jí)分支波導(dǎo)與主路波導(dǎo)的連接處的分支波導(dǎo)的開(kāi)口處設(shè)有兩個(gè)相對(duì)延伸的矩形匹配凸臺(tái)。
【文檔編號(hào)】H01P5/16GK205595433SQ201521111979
【公開(kāi)日】2016年9月21日
【申請(qǐng)日】2015年12月29日
【發(fā)明人】王斌
【申請(qǐng)人】中國(guó)電子科技集團(tuán)公司第五十四研究所