【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于功率分配合成器，具体涉及一种紧凑型同轴多路功率合成器及其制作方法。
技术介绍
1、功率分配器是一种将输入信号能量分成两路或多路输出的器件，也可以反过来将多路信号能量合成为一路输出，此时也称为合成器。随着我国航空航天技术的迅猛进步，无线电及相关射频测试技术也得到了很大的发展，对功率分配合成器的带宽以及高频率提出了更高的需求。其中的功分器与合成器属于关键部件，要求其能工作于从几g赫兹到十几g赫兹的宽频带，功率容量要能覆盖几瓦到百瓦级别，从而可以满足各种应用场景的需求。
2、随着现代雷达与通信技术的发展，提出了一种固态功率合成技术，它是有效提高单个功率放大器芯片功率的方法之一。该技术是将n个固态功放芯片进行功率合成，达到大幅提升功率的目的，如图1为功率合成电路拓扑结构。功率分配合成主要由功率分配器来实现，其功分器性能的好坏直接影响着功率合成器的输出功率和合成效率，一般的功分器有t形结、电桥、径向合成网络等。其中，多级的3db功率合成器组成4的功率功分/合成器，体积大，且随着级数的增加，损耗剧增，导致功率合成率低。
技术实现思路
1、专利技术目的：提供一种紧凑型同轴多路功率合成器及其制作方法，解决了现有技术存在的上述问题。
2、技术方案：一种紧凑型同轴多路功率合成器，包括内导体，其信号输入端安装有盖板，信号输出连接第一射频接头；
3、外腔体，套接于内导体，且信号输入端连接盖板，信号输出端连接第一射频接头，内导体与外腔体形成同轴腔结构，所述内
4、优选的，还包括若干个沉孔，周向阵列设于内导体端部外壁的沉孔，外腔体开设有若干通孔，所述通孔与所述沉孔一一对应设置，每个所述沉孔内均安装有输入同轴针，所述输入同轴针贯穿所述通孔且端部连接第二射频接头，所述第二射频接头安装于外腔体外壁。
5、优选的，包括若干直径不一的阻抗变换器，所述阻抗变换器由信号输入端至信号输出端堆叠形成逐渐缩小的阶梯型内导体，所述外腔体包括若干直径不一环形阻抗变换器，所述环形阻抗变换器由信号输入端至信号输出端连通形成逐渐缩小的阶梯型阶梯孔，所述环形阻抗变换器内壁与内导体外壁之间具有间隙，信号进入间隙内，信号在间隙内阶梯多次反射，并从第一射频接头输出，完成信号能量合成。
6、优选的，所述内导体与盖板之间设有支撑件，所述支撑件用于对盖体的安装定位。
7、优选的，所述第一射频接头采用 n型射频接头，所述第二射频接头采用 sma型号的射频接头。
8、优选的，所述内导体长度的计算方式与外腔体长度的计算方式相同，所述内导体的长度通过公式计算得到，公式如下：
9、 （1）；
10、式中： c为光速， 为导体材料的介电常数， f 0为中心频率，公式（1）中的中心频率 f 0通过公式（2）计算得到，
11、 （2）；
12、通过公式（2）计算得到的中心频率 f 0，并将计算的中心频率 f 0带入公式（1）中，即可算出单节阻抗变换器的长度，在完成单节阻抗变换器的长度计算后，通过公式（3）计算得到阻抗变换器的总个数 m，外腔体开设其中每节通孔的长度计算方式与阻抗变换器的长度计算方式相同，通孔的总个数的计算方式与阻抗变换器总个数的计算方式相同；
13、 （3）；
14、式中： r为阻抗变换比， h max为基于带内驻波的坐标变换待定系数， p为基于频率的坐标变换待定系数；
15、公式（3）中的 h max通过公式（4）计算得到；
16、 （4）；
17、公式为最大允许驻波系数；
18、公式（3）中的 p通过公式（5）计算得到，
19、 （5）；
20、公式（5）中的 λ max为频带内最大波长， λ min为频带内最小波长；依据公式（3）、（4）、（5）联立，即可计算出阻抗变换器的总个数 m，将算出的阻抗变换器的总个数 m带入公式（6）中，计算出每节阻抗变换器的反射系数 γ；
21、（6）；
22、公式（6）中： a为常数， γ( θ)为 θ频率对应的反射系数， e -j为相位延迟系数， t m（）为运算函数，当 θ频率为零频率时，则 θ=0，带入公式（6）中，得到公式（7）、（8），得到常数 a的值；
23、 （7）；
24、 (8)；
25、公式（7）、（8）中： z l为零频率时阻抗变换器前段阻抗， z 0为零频率时每节阻抗变换器的特征阻抗，
26、通过公式（7）、（8）计算出常数 a的值后，将得到的常数 a的值带入公式（6）中，计算出每组阻抗变换器的反射系数 γ，其中，反射系数 γ通过公式（9）计算得出，通过将常数 a的值带入公式（8）中，计算出每组阻抗变换器的特征阻抗 z 0；
27、 (9)；
28、内导体与外腔体的同轴线采用主模为 本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种紧凑型同轴多路功率合成器，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的一种紧凑型同轴多路功率合成器，其特征在于，还包括若干个沉孔（12），周向阵列设于内导体（1）端部的外壁，外腔体（4）开设有若干通孔（42），所述通孔（42）与所述沉孔（12）一一对应设置，每个所述沉孔（12）内均安装有输入同轴针（5），所述输入同轴针（5）贯穿所述通孔（42）且端部连接第二射频接头（6），所述第二射频接头（6）安装于外腔体（4）外壁。
3.根据权利要求1所述的一种紧凑型同轴多路功率合成器，其特征在于，所述内导体（1）包括若干直径不一的阻抗变换器（11），所述阻抗变换器（11）由信号输入端至信号输出端堆叠一体成型形成逐渐缩小的阶梯型内导体（1），所述外腔体（4）内壁开设若干直径不一环形阻抗变换器（41），所述环形阻抗变换器（41）由信号输入端至信号输出端连通形成逐渐缩小的阶梯型阶梯孔，所述环形阻抗变换器（41）内壁与内导体（1）外壁之间具有间隙，信号进入间隙内，信号在间隙内阶梯多次反射，并从第一射频接头（3）输出，完成信号能量合成。
4.根据权利要求2所
5.根据权利要求2所述的一种紧凑型同轴多路功率合成器，其特征在于，所述第一射频接头（3）采用N型射频接头，所述第二射频接头（6）采用SMA型号的射频接头。
6.根据权利要求3所述的一种紧凑型同轴多路功率合成器，其特征在于，所述内导体（1）长度的计算方式与外腔体（4）长度的计算方式相同，所述内导体（1）阻抗变换器（11）的长度通过公式（1）计算得到，公式如下：
7.根据权利要求1所述的一种紧凑型同轴多路功率合成器，其特征在于，所述内导体（1）、外腔体（4）和盖板（2）均采用金属材质制成，所述内导体（1）、外腔体（4）、盖板（2）外表面均镀金或镀银。
8.一种紧凑型同轴多路功率合成器的制作方法，用于制作权利1至7任意一项所述的一种紧凑型同轴多路功率合成器，其特征在于，包括以下步骤：
9.根据权利要求8所述的一种紧凑型同轴多路功率合成器的制作方法，其特征在于，步骤S3中输入同轴针（5）沿周向阵列分布在内导体（1）端部的外壁，使输入同轴针（5）分配的相位一致，并配合步骤S6中内导体（1）和外腔体（4）形成的阶梯式空间的同轴结构完成阻抗宽带匹配，减少了同轴线内导体的幅度，减少了阻抗变换带来的不连续性，能够同时实现C、W、X三个频段的覆盖。
10.根据权利要求8所述的一种紧凑型同轴多路功率合成器的制作方法，其特征在于，步骤S6中，所述内导体（1）长度的计算方式与外腔体（4）长度的计算方式相同，所述内导体（1）的长度通过公式（1）计算得到，公式如下：阻抗变换器（11）
...【技术特征摘要】
1.一种紧凑型同轴多路功率合成器，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的一种紧凑型同轴多路功率合成器，其特征在于，还包括若干个沉孔（12），周向阵列设于内导体（1）端部的外壁，外腔体（4）开设有若干通孔（42），所述通孔（42）与所述沉孔（12）一一对应设置，每个所述沉孔（12）内均安装有输入同轴针（5），所述输入同轴针（5）贯穿所述通孔（42）且端部连接第二射频接头（6），所述第二射频接头（6）安装于外腔体（4）外壁。
3.根据权利要求1所述的一种紧凑型同轴多路功率合成器，其特征在于，所述内导体（1）包括若干直径不一的阻抗变换器（11），所述阻抗变换器（11）由信号输入端至信号输出端堆叠一体成型形成逐渐缩小的阶梯型内导体（1），所述外腔体（4）内壁开设若干直径不一环形阻抗变换器（41），所述环形阻抗变换器（41）由信号输入端至信号输出端连通形成逐渐缩小的阶梯型阶梯孔，所述环形阻抗变换器（41）内壁与内导体（1）外壁之间具有间隙，信号进入间隙内，信号在间隙内阶梯多次反射，并从第一射频接头（3）输出，完成信号能量合成。
4.根据权利要求2所述的一种紧凑型同轴多路功率合成器，其特征在于，所述内导体（1）与盖板（2）之间设有支撑件（7），所述支撑件（7）用于对盖体的安装定位。
5.根据权利要求2所述的一种紧凑型同轴多路功率合成器，其特征在于，所述第一射频接头（3）采用n型...
【专利技术属性】
技术研发人员：谷锴，吴勇军，唐荣，宋玉清，
申请(专利权)人：南京纳特通信电子有限公司，
类型：发明
国别省市：
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