对极鳍线毫米波波导四路功率合成器制造技术

本发明专利技术公开了一种对极鳍线毫米波波导四路功率合成器，包括两个矩形波导，所述矩形波导内设置有金属托架，所述金属托架上下两层上均放置有对极鳍线，两个矩形波导内的对极鳍线之间通过微带线连接。本发明专利技术结构简单、易于制作、插入损耗及回波损耗较小、各路之间的隔离度高、能够提供良好的散热特性并具有大规模空间功率合成潜力。

Four-way power synthesizer for polar finline millimeter wave waveguide

The invention discloses a four-way power synthesizer for millimeter wave waveguide with opposite polar fin lines, which comprises two rectangular waveguides, in which a metal bracket is arranged, and opposite polar fin lines are placed on both upper and lower layers of the metal bracket, and the opposite polar fin lines in the two rectangular waveguides are connected by microstrip lines. The invention has the advantages of simple structure, easy fabrication, low insertion loss and echo loss, high isolation between the channels, good heat dissipation characteristics and large-scale space power combining potential.

【技术实现步骤摘要】
对极鳍线毫米波波导四路功率合成器
本专利技术涉及功率合成器，具体涉及一种对极鳍线毫米波波导四路功率合成器。
技术介绍
随着无线通信技术和微波工程技术的发展，微波和毫米波混合集成电路已经得到了广泛的应用，尤其是毫米波频段，已成为军事电子技术发展的主要频段，广泛应用于精确制导、雷达、电子对抗和测量测试等领域。在诸如毫米波电子对抗等系统中，满足一定输出能力的毫米波功率发射机的工作带宽要求越宽越好。功率放大器作为毫米波发射机的重要部件之一，随着半导体及单片集成电路技术的发展，固态化的应用需求日益强烈。较之传统的电真空器件，半导体固态器件在体积重量、成本与可靠性以及工作带宽等方面有着显著的优越性。然而随着工作频率的上升，特别是在毫米波频段，固态有源器件输出功率相应降低，进而制约了毫米波系统的发展。微波毫米波功率合成技术主要分为平面功率合成技术、自由空间功率合成技术和基于波导的空间功率合成技术。其中基于波导内的空间合成技术在效率、相对带宽以及实现便易性等方面具有较好的特性，受到了广泛关注。目前，很多单片微波集成电路(MMIC)都采用微带线作为传输结构；与此同时，波导仍是微波毫米波系统里常用的传输结构。信号输入输出接口，一般都采用波导结构。。目前常用的波导-微带过渡结构有：阶梯脊波导过渡、对极鳍线过渡以及耦合探针过渡等。在微波频段高端和毫米波频段，由于受波导腔横截面尺寸的限制，难以放置多路放大器芯片，从而限制了更多的合成路数和输出功率。
技术实现思路
专利技术目的：本专利技术的目的是提供一种对极鳍线毫米波波导四路功率合成器，解决结构复杂，损耗高，隔离度差的问题。技术方案：本专利技术所述的对极鳍线毫米波波导四路功率合成器，包括空腔，所述空腔两侧均连接有矩形波导，所述空腔内设置有金属托架，所述金属托架上下两层均放置有微带线，所述微带线两端均连接有对极鳍线，所述对极鳍线延伸到矩形波导内。为了构成微波传输线结构，所述对极鳍线和所述微带线制作在介质基板上。。兼容大多数微波系统的50Ω特性阻抗，所述微带线为50Ω微带线，与对极鳍线制作在同一个介质基板上。避免了由于波导与微带线间结构上的不连续而造成较大的信号反射，所述空腔与矩形波导通过过渡腔连接。为了使回波损耗最小，所述对极鳍线基片宽度应与波导窄边长度相同。便于在毫米波频段(28-40GHz)进行宽带或窄带调谐匹配，所述对极鳍线为微带对称余弦式渐变匹配线结构，渐变长度为9.83mm。有益效果：本专利技术结构简单、易于制作、插入损耗及回波损耗较小、各路之间的隔离度高、能够提供良好的散热特性并具有大规模空间功率合成潜力，本专利技术采用金属托架，在单层下可以将多路的MMIC单片并放置，增加了合成路数，提高了输出功率。附图说明图1是本专利技术的结构示意图；图2是本专利技术的俯视结构示意图；图3是对极鳍线毫米波波导四路功率合成器S参数仿真图。具体实施方式下面结合附图对本专利技术进行进一步说明。如图1-2所示，对极鳍线毫米波波导四路功率合成器，包括空腔，空腔两侧均通过过渡腔3连接有矩形波导1，空腔内设置有金属托架，金属托架上下两层均放置有微带线4，微带线4两端均连接有对极鳍线2，对极鳍线2延伸到矩形波导1内，对极鳍线2和微带线4制作在介质基板上，对极鳍线2与基板共同构成微波传输线结构，同时基板也起到对金属导体电路的支撑作用，微带4为50Ω微带线，其中，为了使回波损耗最小，所述对极鳍线基片宽度应与波导窄边长度相同，对极鳍线为微带对称余弦式渐变匹配线结构。矩形波导宽边长7.12mm，窄边长3.56mm；过渡腔，宽3.56mm，高1.25mm，长1.50mm；对极鳍线的对称微带渐变匹配线，渐变长度为9.83mm；50Ω微带线宽0.78mm，长11.50mm；支路腔宽3.56mm，高2.75mm，长10.00mm；介质板介电常数为2.2，厚度为0.254mm，距离相邻合路波导窄面1.52mm。本专利技术在电路结构上把波导-微带线之间的过渡和功率分配器做在一起，这样可以使结构更加紧凑。这种2×2路功率分配器的两个对极鳍线分别制作在两块基片上，然后对称地放置在嵌入波导E面中心位置处的金属托架上，从而完成四路功率分配；通过两片双对极鳍线将矩形波导中的TE10模转换成微带线的四路准TEM模同时将该结构中的波导高阻抗转换为微带低阻抗，实现阻抗匹配；微带的后面是对射频信号进行放大的功率芯片，放大后的信号经过与输入相同的微带到波导转换进行功率合成，以波导接口输出，从而完成了射频信号的空间功率合成。图3为对极鳍线毫米波波导四路功率合成器S参数仿真图，由图可见，该对极鳍线毫米波波导四路功率合成器在30-40GHz频率范围内，直通插损(S21)小于0.2dB,回波损耗大于20dB。从结果看出，该四路功率合成器具有良好的合成效率。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种对极鳍线毫米波波导四路功率合成器，其特征在于，包括空腔，所述空腔两侧均连接有矩形波导(1)，所述空腔内设置有金属托架，所述金属托架上下两层均放置有微带线(4)，所述微带线(4)两端均连接有对极鳍线(2)，所述对极鳍线(2)延伸到矩形波导(1)内。

【技术特征摘要】
1.一种对极鳍线毫米波波导四路功率合成器，其特征在于，包括空腔，所述空腔两侧均连接有矩形波导(1)，所述空腔内设置有金属托架，所述金属托架上下两层均放置有微带线(4)，所述微带线(4)两端均连接有对极鳍线(2)，所述对极鳍线(2)延伸到矩形波导(1)内。2.根据权利要求1所述的对极鳍线毫米波波导四路功率合成器，其特征在于，所述对极鳍线(2)和所述微带线(4)制作在介质基板上。3.根据权利要求1所述的对极鳍线毫米波波导四路功...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈董，徐建康，张洪林，
申请(专利权)人：南京邮电大学，
类型：发明
国别省市：江苏,32