宽带大功率径向波导功率合成器设计
一种波导功率合成器的设计
Ｋｅ ｙ ｗｏ ｒ ｄ ｓ ： ｗａ ｖ ｅ — ｇ ｕ ｉ ｄ ｅ ； ｐ ｏ ｗｅ ｒ ｓ ｙ ｎ ｔ ｈ ｅ ｓ ｉ ｚ ｅ ｒ ； ｓ ｔ ａ ｎ ｄ ｉ ｎ ｇ — ｗａ ｖ ｅ ｃ ｏ ｅ ｆ ｆ ｉ ｃ ｉ ｅ ｎ ｔ
０ 引 言
随着现 代雷 达 的发 展 ， 传 统 的磁控 管 、 行 波管 型
量大的特点 ， 对 该 型 功 率 合 成 器 进 行 了仿 真 和 计 算 。结果 验证 了其 实用 性 。
关键 词 ： 波 导； 功率合成器 ； 驻波系数
中图分 类号 ： Ｔ Ｎ ７ ３
文 献标识 码 ： Ｂ
文章 编号 ： Ｃ Ｎ ３ ２ — １ ４ １ ３ （ ２ ０ １ ４ ） ０ ２ — ０ １ １ ２ — ０ ３
解决 这些 问题 ， 且具有 功率 容量 大 的优 点 ｊ 。
（ ４ ）Ｈ 臂 输入 信号 ， ２个 侧 臂将 等 幅 同 相输 出 ，
而不 进入 Ｅ臂 。
（ ５ ）Ｅ臂 输 人信 号 ， ２个 侧 臂 将 等 幅 反相 输 出 ，
而 不进入 Ｈ 臂 。
１ 波 导 功率 合 成 器 的工作 原 理
将 多路微 波功放 模块 发射 出来 的大功 率信号 通
过后 馈式 波导 同轴转 换 的 Ｎ 型头输 入 ， 经 过合 成 以
以上 特 征 可 用 Ｓ参 数 表 示 为 ：
Ｆ ０ １
［ Ｓ ］：
０
。
后 由波导 口输 出 。考 虑 到功率合 成器 的带 宽 以及 效 率， 用 魔 Ｔ 比用 电桥更加 合 适 。为 了减 小 各输 入 端 口之 间 的相 互 影 响 ， 将 单 Ｔ改 为魔 Ｔ， 魔 Ｔ 的一 个 端 口作 为输 出端 ， 另一端 口连接 波导 负载 ， 为 了增 大 波导 负 载的散 热 面积 ， 将 负 载 表 面与 功 率 合成 器 大
宽带波导器件的高功率设计
耗三 端 口的波导合路器可分为波导Ｈ— Ｔ 分支及波导Ｅ － Ｔ 分支 。 自带隔离端 口的四端 口波导 电桥具有一定 的缺点 ， 主要 由其需
对Ｔ 型Ｈ面的容抗及 电抗结 影响的综合考虑 ， 加入感性柱 或圆
采用Ｈ－ Ｔ匹配方式 。 但 是该结构需要采用匹配形 要一 定的外接波导负载 ， 或是进行一定 吸波材料 的填 充， 以此确保 锥结构到波导 中， 良好的散热效果 ， 以此对功率放 大器的体积 和成本进行有 效地增 式对加工椎 体结 构进行 单独方 式， 然后与Ｔ 型波导结构进行 良好 的
了高 功率 设 计 。
较为狭窄
１ ． １设 计 目标
然而相对于 四端 口自带隔离端 口的波导 电桥 ， 无损耗三端 口３
分贝电桥具有 电路布局设计简单 ， 加工方便 、 功率容量大 ， 输入和输
出端 口在去掉 隔离端 口之后 ， 形成一组单纯 的平面 的结构 ， 大大 简 在一定的设计要求下 ， 针对某宽带波导器件的功率合成高效放 化了加工及 电路设计难度 。 而且其在端 口的分配上具有较为理想 的 大 的需求 ， 采用合成器的两个功率模块进行高功率设计 ， 其功 率效 对称性质 ， 能够有效地与幅度相位保持一定的一致性 。 采用无损 耗 率大于８ ６ ％。 从相 关定义可知， 宽带波导器件 的高功率合成其效率与 三端 口３ 分 贝电桥其具有较宽 的带宽 ， 因此， 可以在对 带宽设计 时， 幅度 相位及插入的耗损程度有着一定 的相 关眭。 因此 ， 必须实现功 完成标准的波导带宽 ， 而且不需要特别及复杂的工艺配置处理便可 率 波导器件具 有 良好 的宽 带特性 、 精准 的幅度相位及低 耗损插入 以实现设计性能 的最大化 ， 不需要进行任何 的调整和试验 。 另外， 由 度， 从而实现与宽带的高效合成 ， 据此 ， 笔者提 出宽带波导器件 的设 于无损耗三端 口３ 分贝电桥没有隔离端 口， 有效地提高 了散热功能 ， 计 目标 ： 即合成两路频率在２ ５ — ２ ７ 吉赫工作范围内的相对宽￣４ ０ ￣ ／ ｏ 的 也就是其技术下 的功率合成器在功率容量上不会受到负载散热 能 合成器件 ， 其相位平衡度小于５ ． ０ ０ １ 。 ， 其插入 的耗损在０ ． ５ 分贝以下 ， 力的限制 。 其相 位平衡度小于０ ． ３ 分 贝［ １ 】 。
【CN110890613A】一种超宽带波导径向功率合成器【专利】
(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 201910327478.8(22)申请日 2019.04.23(71)申请人 中国工程物理研究院电子工程研究所地址 621000 四川省绵阳市绵山路64号(72)发明人 刘鹏 王永帅 沈川 康力 刘玥玲 石飞 (74)专利代理机构 北京高沃律师事务所 11569代理人 程华(51)Int.Cl.H01P 5/12(2006.01)(54)发明名称一种超宽带波导径向功率合成器(57)摘要本发明公开一种超宽带波导径向功率合成器。
该合成器包括：同轴线输出结构、同轴线-径向波导过渡结构和多个脊波导双脊探针输入结构；同轴线-径向波导过渡结构包括上圆盘、下圆盘和锥台；同轴线输出结构、上圆盘、锥台和下圆盘同轴设置；锥台位于上、下圆盘之间并固定在下圆盘上；脊波导双脊探针输入结构包括上下对应设置的上、下脊探针；多个上脊探针沿径向均匀分布在上圆盘的四周，每个上脊探针均与上圆盘的边缘连接；多个下脊探针沿径向均匀分布在下圆盘的四周，每个下脊探针均与下圆盘的边缘连接；同轴线输出结构的底端固定在锥台上；在上圆盘的中心开设有圆孔，同轴线输出结构穿过圆孔且与圆孔连接。
本发明的合成器能够实现超倍频程。
权利要求书1页 说明书5页 附图5页CN 110890613 A 2020.03.17C N 110890613A权 利 要 求 书1/1页CN 110890613 A1.一种超宽带波导径向功率合成器，其特征在于，包括：同轴线输出结构、同轴线-径向波导过渡结构和多个脊波导双脊探针输入结构；所述同轴线-径向波导过渡结构包括上圆盘、下圆盘和锥台；所述同轴线输出结构、所述上圆盘、所述锥台以及所述下圆盘同轴设置；所述锥台位于所述上圆盘与所述下圆盘之间，所述锥台固定在所述下圆盘上；每个所述脊波导双脊探针输入结构包括上下对应设置的上脊探针和下脊探针；多个所述上脊探针沿径向均匀分布在所述上圆盘的四周，每个所述上脊探针均与所述上圆盘的边缘连接；多个所述下脊探针沿径向均匀分布在所述下圆盘的四周，每个所述下脊探针均与所述下圆盘的边缘连接；所述同轴线输出结构的底端固定在所述锥台上；在所述上圆盘的中心开设有圆孔，所述同轴线输出结构穿过所述圆孔且与所述圆孔连接。
一种基于径向波导的K波段宽带功率合成器
文献 标识 码 ： Ａ
Ａ Ｋ— Ｂａ ｎ ｄ Ｗ ｉ ｄ ｅ ｂ ａ ｎ ｄ Ｐｏ ｗｅ ｒ Ｃｏ ｍｂ ｉ ｎ ｅ ｒ Ｂａ ｓ ｅ ｄ ｏ ｎ
Ｒａ ｄ ｉ ａ ｌ Ｗ ａ ｖ ｅ — － ｇ ｕ ｉ ｄ ｅ
Ｙ ＡＮＧ Ｄｏ ｎ ｇ ， ｙｆ Ｎ Ｚｈ ｅ ｎ — ｆ ｅ ｎ ｇ ， Ｊ Ｉ ＡＮＧ Ｋａ ｉ — ｃ ｈ ｕ ａ ｎ ｇ。
Ａｂ ｓ ｔ ｒ ａ ｃ ｔ ：Ｐｒ ｅ ｓ ｅ ｎｔ ａ Ｋ— ｂ ａ ｎ ｄ ｆ ｏ ｕｒ ｃ ｈ ａ ｎｎ ｅ ｌ ｓ ｗｉ ｄｅ ｂ ａ ｎｄ ｐｏ ｗｅ ｒ ｃ ｏ ｍ ｂｉ ｎｅ ｒ ｂ ａ ｓ ｅ ｄ ｏ ｎ ｒ ａ ｄ ｉ ａ ｌ ｗａ ｖｅ — ｇｕ ｉ ｄ ｅ ．Ｉ ｎ ｏ ｒ ｄｅ ｒ ｔ ｏ ｉ ｍｐｒ ｏ ｖ ｅ ｐｏ ｗｅ ｒ ｃ ａ ｐ ａ ｂｉ ｌ ｉ ｔ ｙ ａ ｎ ｄ ｃ ｏｎ ｖｅ ｎｉ ｅ ｎｃ ｅ ｏｆ ｍａ ｃ ｈｉ ｎｉ ｎ ｇ，ｔ ｈｅ ｉ ｎｐｕ ｔ ｓ ｉ ｇｎ ａ ｌ ｉ ｓ ｆ ｅ ｄ ｔ ｏ ｔ ｈｅ ｒ ａ ｄ ｉ ａ １ ｗａ ｖ ｅ — ｇ ｕｉ ｄ ｅ ｂ ｙ ｓ ｔ ａ ｎｄ ａ ｒ ｄ ｒ ｅ ｃ ｔ ａ ｎｇ ｌ ｅ ｗａ ｖ ｅ — ｇｕ ｉ ｄ ｅ，ｍ ｅ ａ ｎｗｈｉ ｌ ｅ ｔ ｈｅ ｉ ｍ— ｐ ｅ ｄ ａ ｎｃ ｅ ｔ ｒ ａ ｎｓ ｆ ｏ ｒ ｍ ｉ ｓ ａ ｃ ｈｉ ｅ ｖｅ ｄ ｂｙ ｔ ｈｅ ｇ ｒ ａ ｄｕ ａ ｌ ｃ ｈ ａ ｎｇ ｅ ｉ ｍｐ ｅ ｄ ａ ｎｃ ｅ ｓ ｔ ｒ ｕｃ ｔ ｕｒ ｅ ． Ａｃ ｃ ｏｒ ｄ ｉ ｎｇ ｔ ｏ ｔ ｈ ｅ ｓ ｉ ｕｍｌ ａ ｔ ｅ ｄ ｒ ｅ ｓ ｕ ｌ ｔ ｓ，ｔ ｈｅ ｏ ｐｅ ｒ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｂａ ｎｄ ｗｉ ｄ ｔ ｈ ａ ｎ ｄ ｃ ｏ ｍｂ ｉ ｎｅ ｅ ｆ ｆ ｉ ｃ ｉ ｅ ｎｃ ｙ ｏ ｆ ｔ ｈ ｅ ｐ ｒ ｏｐ ｏ ｓ ｅ ｄ ｓ ｔ ｒ ｕ ｃ ｔ ｕ ｒ ｅ ｉ ｓ ｂ ｅ ｉ ｎ ｇ ｉ ｍｐ ｒ ｏｖ ｅ ｄ，ａ ｔ ｔ ｈｅ ｓ ａ ｍｅ ｔ ｉ ｍｅ，ｔ ｈ ｅ ａ ｄ ｖａ ｎ ｔ ａ ｇｅ ｓ ｏ ｆ ｈｉ ｇ ｈ ｃ ｏ ｍ ｂｉ ｎ ｅ ｅ ｆ ｆ ｉ ｃ ｉ ｅ ｎｃ ｙ，ｇ ｏ ｏｄ ｈｅ ａ ｔ
宽带大功率径向波导功率合成器设计
宽带大功率径向波导功率合成器设计作者：曾小波葛庆来源：《现代电子技术》2008年第11期摘要：平行板径向波导功率合成器具有工作频带宽，低插入损耗，与放大器和传输线匹配良好，端口隔离度较高，功率容量大等特点。
设计了一个1.5 kW宽带6路径向波导功率合成器，CST软件仿真结果表明：该合成器在驻波比小于1.1的情况下，其工作频带为1.35~3.3 GHz，合成效率达到96%。
关键词：宽带大功率微波；径向波导；功率合成；VSRW；中图分类号：TN73 文献标识码：B文章编号：1004-373X(2008)11-097-Design of Broadband High Power Parallel-plate Radial-Abstract：Parallel-plate radial-waveguide combiner has the properties of broad bandwidth,lowand high power capacity.In this paper,a 6-ways broadband radial-waveguide combiner with output power of 1.5 kW is presented.The CST simulation results show that this combiner achieves broad operating band,which cover 1.35~3.3 G,with a SWR less than 1.1.Across the passband,a high combine efficiency reaches 96%,and the isKeywords：broadband high power microwave;radial-waveguide;power combine;VSRW;CST1 引言高功率合成器要求合成器功率容量大、工作频带宽、各端口隔离度大。
一种高功率超带宽波导耦合器的设计方法
２ ４ ． ５ ＧＨｚ ａ ｎ ｄ ｃ ｏ ｖ ｅ ｒ ｓ ｋ － ｂ ａ ｎ ｄ ｉ ｓ ｐ ｏｐ ｒ ｏ ｓ ｅ ｄ ｆ ｏ ｒ ｋ － ｂ ａ ｎ ｄ ｃ ｏ ｕ ｐ ｌ ｅ ｄ ｏ ｕ ｔ ｐ ｕ ｔ ｓ ｔ ｒ ｕ ｃ ｔ ｕ ｒ ｅ ．Ａｃ ｃ ｏ ｒ ｄ ｉ ｎ ｇ ｔ ｏ ｔ ｈ ｅ Ｂ ｅ ｔ ｈ ｅ ｓ ｍａ ｌ ｌ － ｈ ｏ ｌ ｅ
高方向性 的整 体优 良性 能的耦 合 器。
关键 词 ： Ｋ频段 ； 高功 率 ； 耦合器； 超 带宽 ； 高方 向性 中图分类 号 ： Ｔ Ｎ ６ ２ ２ 文献 标识 码 ： Ａ
Ｄ ｅ ｓ ｉ ｇ ｎ Ｍｅ ｔ ｈ ｏ ｄ ｏ ｆ ｌ Ｉ ｉ ｇ ｈ Ｐ ｏ ｗ ｅ ｒ Ｕ ｌ ｔ ｒ ａ Ｗｉ ｄ ｅ ｂ ａ ｎ ｄ Ｗａ ｖ ｅ ｇ ｕ ｉ ｄ ｅ Ｃ ｏ ｕ ｐ ｌ ｅ ｒ
ｏ ｔ ｅ ｎ ｓ ｕ ｒ ｅ ｃ ｏ ｕ ｐ ｌ ｅ ｒ ￣ｈ ｉ ｇ ｈ ｄ ｉ ｒ ｅ ｃ ｔ ｉ ｖ ｉ ｔ ｙ ａ ｎ ｄ ｗ ｉ ｄ ｅ ｂ ａ ｎ ｄ．ｔ ｈ ｅ ａ ｐ ｅ ｒ ｔ ｕ ｒ ｅ ｓ ａ ｒ ｅ ｄ ｉ ｓ ｔ ｒ ｉ ｂ ｕ ｔ ｅ ｄ ｂ ｙ Ｃ ｈ ｅ ｂ ｙ ｓ ｈ ｅ ｖ ｆ ｕ ｎ ｃ ｉ ｔ ｏ ｎ．ａ ｎ ｄ Ｃ Ｏ Ｕ — ｐ ｌ ｅ ｄ ｈ ｏ ｌ ｅ ｉ ｓ ｐ ｕ ｎ ｃ ｈ ｅ ｄ ｉ ｎ ｂ ｏａ ｒ ｄ ｗ ｌｌ ａ ｏ ｆ ｗ ａ ｖ ｅ ｇ ｕ ｉ ｄ ｅ ，ａ ｎ ｄ ｂ ｏ ｔ ｈ ｈ ｏ ｌ ｅ ｃ ｅ ｎ ｔ ｅ ｒ ｓ ｐ ａ ｃ ｉ ｎ ｇ ｎｄ ａ ａ ｐ ｅ ￣ ｕ ｒ ｅ ｈ ａ ｖ ｅ ｇ ｒ ａ ｄ ｕ ａ ｌ ｌ ｙ
Ｌ ｌ Ｕ Ｈａ ｉ － Ｘ Ｕ
（ ｅ ２ ７ Ｒｅ ｓ ｅ ａ ｒ ｃ ｈ Ｉ ｎ ｓ ｔ ｉ ｔ ｕ ｔ ｅ ｏ ｆ Ｃ ｈ ｉ ｎ ａ Ｅｌ ｅ ｃ ｔ ｏｎ ｒ ｉ ｃ ｓ Ｔ ｅ ｃ ｈ ｎ ｏ ｌ ｏ ｇ ｙ Ｇｒ ｏ ｕ ｐ
X波段8路径向波导功率合成器设计
X波段8路径向波导功率合成器设计发布时间：2022-10-19T06:26:25.322Z 来源：《福光技术》2022年21期作者：张建成海峰[导读] 本文提出了一款X波段8路径向波导功率合成器，合成器带宽覆盖8-11.5GHz。
该合成器主要由同轴波导、径向波导、微带探针组成。
通过HFSS仿真，结果显示驻波系数小于1.5，插损小于0.25dB，合成效率大于94%。
张建成海峰南京电子器件研究所南京 210016摘要：本文提出了一款X波段8路径向波导功率合成器，合成器带宽覆盖8-11.5GHz。
该合成器主要由同轴波导、径向波导、微带探针组成。
通过HFSS仿真，结果显示驻波系数小于1.5，插损小于0.25dB，合成效率大于94%。
关键词：X波段；径向波导；功率合成器1. 引言近年来，微波固态功率放大器在卫星遥感雷达、通信等领域得到了广泛的应用。
单个固态器件输出功率很难满足系统的功率需求，需要使用多个功率放大器进行功率合成来实现系统的高功率需求。
常见的功率合成方式，包括平面合成结构和空间波导合成结构。
其中，平面合成结构主要包括wilkinson功分器、分支线电桥和lange 桥；空间波导合成结构主要包括波导T形结和波导井字桥。
二进制合成方式结构简单，损耗低，电路成熟，但随着合成路数的增加，传统合成方式体积和损耗会迅速增加，使得合成路数受限。
在多路功率合成前提下，径向合成技术具有合成路数自由度高和合成效率高的优点。
本文基于径向波导结构设计了一款X波段8路径向波导合成器，设计结果仿真表明，在8-11.5GHz带宽内，该合成器驻波系数小于1.5、工作带宽大于30%、合成损耗小于0.25dB。
2. 径向波导合成器设计该合成器主要由同轴波导、径向波导、微带探针组成。
合成器输入为同轴结构，可以直接适配50Ω的N-F、TNC-F或者SMA-F接头。
分路器采用波导-微带-探针耦合结构，实现微波信号由空间波导传输到平面微带传输的转换。
一种宽带径向功率合成器的设计
一种宽带径向功率合成器的设计王仁军;喻先卫;韩煦;王荣达;成海峰;徐建华【摘要】提出了一款10路宽带径向功率合成器,合路器带宽覆盖6～18 GHz.通过采用微带探针以及同轴渐变波导,实现了宽带的微带-同轴的过渡结构.合成器在带内的仿真结果显示,驻波系数小于1.7、插损小于1 dB.【期刊名称】《电子与封装》【年(卷),期】2018(018)009【总页数】3页(P39-41)【关键词】宽带;径向功率合成;同轴波导【作者】王仁军;喻先卫;韩煦;王荣达;成海峰;徐建华【作者单位】南京电子器件研究所,南京210016;南京电子器件研究所,南京210016;南京电子器件研究所,南京210016;南京电子器件研究所,南京210016;南京电子器件研究所,南京210016;南京电子器件研究所,南京210016【正文语种】中文【中图分类】TN4031 引言近年来，微波固态功率放大器发展迅速，在民用和军事领域均得到广泛的应用。
随着技术发展，各个领域对通信系统的性能要求越来越高，宽频带、高功率已成为微波发射系统的发展趋势。
例如在通信、雷达、电子战等应用环境中对放大器的功率需求越来越高，需要使用多个功率放大器进行功率合成来实现系统高功率的要求。
在宽带合成方式上主要采用二进制的合成方式，常见的宽带合成方式如多级Wilkinson功分器和Lange桥具有结构简单、性能稳定、合成器损耗低等优势，但随着合成路数的增加，二进制平面合成电路的体积增大，合成损耗会迅速增加，合成效率降低，使得合成路数受限，而且该合成方式会受到最大功率的限制。
宽带合成方式中径向功率合成技术与二进制平面合成结构相比，在多路合成上具有一定的优势，而且合成路数可以根据需要进行特别设计，设计自由度高，并且合成效率不随路数的增加而降低，因此在多路大功率合成上径向合成技术有很大优势。
但是径向功率合成器在结构设计、加工精度、安装方式等方面要求较高，因此目前径向功率合成技术的应用尚不如二进制合成广泛。
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宽带大功率径向波导功率合成器设计
曾小波;葛庆
【期刊名称】《现代电子技术》
【年(卷),期】2008(31)11
【摘要】平行板径向波导功率合成器具有工作频带宽,低插入损耗,与放大器和传输线匹配良好,端口隔离度较高,功率容量大等特点.设计了一个1.5 kW宽带6路径向波导功率合成器.CST软件仿真结果表明:该合成器在驻波比小于1.1的情况下,其工作频带为1.35～3.3 GHz,合成效率达到96%.
【总页数】3页(P97-99)
【作者】曾小波;葛庆
【作者单位】湖南理工职业技术学院,湖南,湘潭,411104;湖南理工职业技术学院,湖南,湘潭,411104
【正文语种】中文
【中图分类】TN73
【相关文献】
1.一种基于径向波导的K波段宽带功率合成器 [J], 杨冬;尹震峰;蒋开创
2.超短波宽带大功率6路功率合成器设计 [J], 张大伟;张峰平;王志明
3.S频段大功率径向波导合成器设计 [J], 张政伟;耿向羽
4.含减高波导功率合成器的大功率T/R组件结构设计与实现 [J], 李秀芳
5.超短波宽带大功率6路功率合成器设计分析 [J], 兰洋
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