專利名稱：一種功率合成電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及到微波、毫米波領(lǐng)域中的功率合成技術(shù)。
微波功率合成技術(shù)，是一種用微波電路將兩個(gè)或兩個(gè)以上的微波振蕩器的功率進(jìn)行合成，以實(shí)現(xiàn)其輸出較大的功率，制作出的器件稱為功率合成器。自七十年代以來，人們對功率合成技術(shù)，進(jìn)行了廣泛的研究，出現(xiàn)了多種功率合成的電路，這些電路又分為諧振式功率合成電路和非諧振式功率合成電路。
諧振式功率合成電路是在單個(gè)的諧振腔中放入兩個(gè)或多個(gè)以上的負(fù)阻器件，使他們產(chǎn)生共振而達(dá)到將器件功率合成。而非諧振式功率合成電路，是選用適當(dāng)?shù)奈⒉ňW(wǎng)絡(luò)將兩個(gè)或多個(gè)微波振蕩器或功率合成器的功率進(jìn)行合成。如在非諧振式功率合成電路類型中所用的環(huán)行器功率合成器，是用微波環(huán)行器電路將兩個(gè)微波振蕩器的功率進(jìn)行合成。圖1是該合成器的線路示意圖，由圖可見被合成的兩個(gè)振蕩器，分別接在環(huán)行器的端口①和端口②處，合成的功率從端口③輸出。若將多個(gè)這樣的環(huán)行器功率合成器組合在一起，并將前一級環(huán)行器功率合成器電路的輸出功率作為后一級環(huán)行器功率合成的輸入，則構(gòu)成環(huán)行器多級功率合成電路，線路原理圖如2所示。這種功率合成電路具有合成的方式簡單、調(diào)試方便、合成器的工作頻率易于控制、容易實(shí)現(xiàn)多級功率合成的優(yōu)點(diǎn)，然而因環(huán)行器的插入損耗較大，導(dǎo)致功率合成效率偏低，多級合成級數(shù)也較少。
又如在非諧振式功率合成電路類型中，出現(xiàn)的一種矩形波導(dǎo)H面T型結(jié)頭功率合成器(微波學(xué)報(bào)1993年No.2)，它是用單個(gè)H面T型結(jié)頭，將兩個(gè)微波振蕩器的功率進(jìn)行合成，如圖3所示。圖3a示出矩形波導(dǎo)H面T型結(jié)頭的示意圖。圖中a為矩形波導(dǎo)H面T型結(jié)頭波導(dǎo)的寬邊，圖3b示出該合成器的線路示意圖，被合成的振蕩器接在矩形波導(dǎo)H面T型結(jié)頭的端口①和端口③，合成的功率從端口②輸出。這種功率合成器具有體積小、合成效率高的優(yōu)點(diǎn)，但由于兩個(gè)振蕩器直接耦合，使得它的合成調(diào)試?yán)щy，合成頻率較難控制，多級合成也難以實(shí)現(xiàn)。
本發(fā)明的目的是為了設(shè)計(jì)出一種合成效率高，合成方式簡單，易于控制、調(diào)試的功率合成電路來實(shí)現(xiàn)多級功率合成。
本發(fā)明的方案是用一個(gè)矩形波導(dǎo)H面T型結(jié)頭和隔離器組成一種功率合成電路，利用這種功率合成電路將兩個(gè)或兩個(gè)以上的被合成源，進(jìn)行功率合成，并以此作為單元電路實(shí)現(xiàn)多級功率合成。本發(fā)明的功率合成器單元電路是在一個(gè)矩形波導(dǎo)H面T型結(jié)的端口①或②處接有隔離器4，在隔離器4的輸入端和矩形波導(dǎo)H面T型結(jié)頭的端口②或①處分別接有被合成源②(被合成源可以是振蕩源、功率合成器組件、第一級隔離器輸入端口也可以是任何形式的微波、毫米波信號)。合成后的功率由H面T型結(jié)頭的端口③輸出。組成功率合成器單元電路見圖4、圖5示意圖。由兩個(gè)以上的功率合成器單元電路組成多級式功率合成電路，該電路的結(jié)構(gòu)是將前一級輸出的合成功率，作為后一級的一個(gè)被合成源，輸入后一級的矩形波導(dǎo)H面T型結(jié)的端口①或②處的隔離器4的輸入端口，該級的矩形波導(dǎo)H面T型頭的端口②或①接另一被合成源②，端口③輸出合成后的功率，電路示意圖見圖6、圖7。
采用本發(fā)明的電路制作的功率合成器，由于使用了隔離器，被合成的振蕩器或功率合成器單元相互隔離，因而帶來了調(diào)試方便，由于合成頻率等于第一級隔離器輸入端信號的頻率，所以合成頻率易于控制。與環(huán)行器功率合成器相比，因隔離器的損耗比環(huán)行器小，所以用本發(fā)明的電路構(gòu)成的功率合成器單元。合成效率比環(huán)行器功率合成器的合成效率高，除了隔離器的損耗外，功率合成的效率可達(dá)100%，多級式功率合成的級數(shù)比環(huán)行器功率合成的級數(shù)多，總輸出功率更大。而且加工和制作也簡單、組合尺寸小，結(jié)構(gòu)緊湊，從而降低了成本，由于第一級的隔離器輸入端可以是任何調(diào)制形式的微波、毫米波信號，該功率合成電路又可作為注入鎖定放大器用。


圖1是環(huán)行器功率合成器單元電路圖2是環(huán)行器多級功率合成器電路圖3a是矩形波導(dǎo)H面T型結(jié)頭的示意3b是矩形波導(dǎo)H面T型結(jié)頭的功率合成器線路示意4、圖5是本發(fā)明功率合成器單元電路的兩種結(jié)構(gòu)線路示意6、圖7是本發(fā)明多級式功率合成器電路的兩種結(jié)構(gòu)的線路示意8是8mm頻段三級功率合成器結(jié)構(gòu)示意圖。
圖9是圖8的A-A剖視示意中1-頻率微調(diào);2-直流饋電;3-振蕩器;4-隔離器;5-H面T型結(jié)頭。
下面結(jié)合圖4-圖9通過實(shí)施例進(jìn)一步說明本發(fā)明。
根據(jù)頻率要求，選擇相應(yīng)的H面T型結(jié)頭，現(xiàn)以制作一個(gè)8mm頻率三級功率合成器為例。先制作功率合成器單元電路(見圖8)，在振蕩器3上加工螺紋孔，將直流饋電2固定于該處，矩形波導(dǎo)H面T型結(jié)頭的端口②通過隔離器4與裝有頻率微調(diào)1的振蕩器3聯(lián)接，端口①與另一裝有頻率微調(diào)1的振蕩器3聯(lián)接，端口③輸出合成功率，該電路作為第一級功率合成器。第二級的矩形波導(dǎo)H面T型結(jié)頭的端口②通過隔離器4接第一級矩形波導(dǎo)H面T型結(jié)頭的端口③，該級的端口①接另一個(gè)裝有頻率微調(diào)1的振蕩器3，端口③輸出第二級的合成功率。用同樣方式聯(lián)接第三級功率合成器單元電路，即構(gòu)成三級式功率合成器。調(diào)試時(shí)，每增加一級合成，只需微調(diào)最后一級被合成振蕩器的頻率就可達(dá)到功率合成，也就是調(diào)節(jié)短路活塞的位置(頻率微調(diào)1)，即可微調(diào)振蕩器的頻率(見圖9)。
權(quán)利要求
1.一種功率合成電路，是由矩形波導(dǎo)H面T型結(jié)頭和被合成源構(gòu)成，其特征是在一個(gè)矩形波導(dǎo)H面T型結(jié)頭的端口(①)或(②)處接有隔離器(4)，在隔離器(4)的輸入端和矩形波導(dǎo)H面T型結(jié)頭的端口(②)或(①)處分別接有被合成源，合成后的功率由H面T型結(jié)的端口(③)輸出，組成功率合成器單元電路；由兩個(gè)以上的功率合成器單元電路組成多級式功率合成電路，其電路的結(jié)構(gòu)是將前一級輸出的合成功率作為后一級的一個(gè)被合成源，輸入后一級的矩形波導(dǎo)H面T型結(jié)的端口(①)或(②)處的隔離器(4)的輸入端口，該級的矩形波導(dǎo)H面T型頭的端口(②)或(①)接另一合成源，端口(③)輸出合成后的功率。
2.根據(jù)權(quán)項(xiàng)1所述的功率合成電路，其特征是被合成源是振蕩器、或功率合成器組件。
全文摘要
本發(fā)明是一種功率合成電路，它由一個(gè)矩形波導(dǎo)H面T型結(jié)頭、隔離器和被合成源構(gòu)成。在H面T型結(jié)頭的端口(1)或(2)接有隔離器，在隔離器的輸入端和H面T型結(jié)頭的端口(2)或(1)分別接被合成源，合成后的功率由H面T型結(jié)的端口(3)輸出。由兩個(gè)以上的該功率合成電路組合，構(gòu)成多級功率合成電路。利用本發(fā)明進(jìn)行功率合成，合成效率高、調(diào)試方便、合成頻率易于控制。本發(fā)明不僅適用于微波、毫米波的功率合成，還可作為注入鎖定放大器用。
文檔編號H01P5/00GK1104379SQ93115428
公開日1995年6月28日 申請日期1993年12月24日 優(yōu)先權(quán)日1993年12月24日
發(fā)明者王少慶, 劉述章, 薛良金 申請人:電子科技大學(xué)