專利名稱：空間功率分配/合成器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及功率分配/合成器，尤其涉及一種空間功率分配/合成器。
背景技術(shù)：
近幾十年來在微波和毫米波頻率范圍，提出了多種功率合成技術(shù)。準(zhǔn)光(空間)功 率合成技術(shù)是20世紀(jì)80年代初提出的一種功率合成方法。在這種準(zhǔn)光或空間功率合成中， 功率由有源器件耦合為大直徑的導(dǎo)波波束，再通過波束聚焦到空間功率需求處或轉(zhuǎn)換為波 導(dǎo)模式輸出。大直徑的波束橫截面使得可以采用的合成單元數(shù)目更多，從而可提供更大的 輸出功率。而所有的合成單元都處于并聯(lián)工作狀態(tài)，故損耗基本上與合成單元數(shù)量無關(guān)，這 使得空間功率合成在合成單元數(shù)目較多(>32)時(shí)具有十分明顯的優(yōu)勢(shì)[1]，可以滿足高功 率的需求。其能量的分配與合成通過低損耗的波導(dǎo)或Gaussian波束完成，合成系統(tǒng)中的歐 姆損耗很小。合成損耗主要由有源器件耦合輸出為傳播波束以及傳播波束耦合到功率接收 端口時(shí)引起，而這類損耗可以通過優(yōu)化設(shè)計(jì)做到很小，所以空間功率合成總傳輸損耗很小。在各種合成技術(shù)中，準(zhǔn)光(空間)功率合成技術(shù)可以說是最適合實(shí)現(xiàn)大功率和高效 率的一種技術(shù)，尤其在高頻應(yīng)用(例如在毫米波和亞毫米波段)的時(shí)候，這種優(yōu)勢(shì)就更為明 顯。在可靠性方面，由于空間功率合成器各合成單元為并聯(lián)關(guān)系，相互間的影響很小，當(dāng)部 分單元失效時(shí)系統(tǒng)仍能正?？煽康墓ぷ?，而不會(huì)出現(xiàn)毀滅性的結(jié)果?？梢哉f，空間合成是進(jìn) 一步提高輸出功率的最有效的方法，也是當(dāng)前最熱門的功率合成技術(shù)之一 [1]。在準(zhǔn)光功率合成中一般都采用功放陣列來進(jìn)行功率合成，這是因?yàn)槊恳粋€(gè)功放產(chǎn) 生的噪聲是非相干的，所以合成信號(hào)的寬帶噪聲指數(shù)跟單個(gè)功放產(chǎn)生的噪聲指數(shù)相當(dāng)[2]， 同時(shí)，合成信號(hào)的相位噪聲功率跟功放的數(shù)目成反比[3]，這樣合成單元數(shù)目越多，越可以 提高系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)范圍，這對(duì)于毫米波系統(tǒng)的應(yīng)用是非常有現(xiàn)實(shí)意義。大功率準(zhǔn)光功率合成中常用的結(jié)構(gòu)可以分兩種“托盤式”和“貼片式”[1]。“托盤 式”中功放陣列所在的平面與波的傳輸方向平行，由于整個(gè)功放陣列類似于托盤式排列而 得名；而在“貼片式”結(jié)構(gòu)中，功放陣列所在的平面則垂直于波的傳輸方向，整個(gè)功放陣列類 似于貼片式排列。一般而言，托盤式結(jié)構(gòu)由于采用行波放大結(jié)構(gòu)，因而頻帶寬，易散熱，缺點(diǎn) 是結(jié)構(gòu)大，集成有些復(fù)雜；而“貼片式”通常采用諧振形式，結(jié)構(gòu)緊湊，更適合單片集成，缺點(diǎn) 是頻帶比較窄。最有代表性的“托盤式”功率合成結(jié)構(gòu)是美國(guó)洛克希德一馬丁公司下的Sanders 分公司報(bào)道的60GHz準(zhǔn)光功率合成器[4]，該合成器采用272個(gè)單片功放同時(shí)工作，在 60GHz得到了 35W連續(xù)波功率輸出。該系統(tǒng)首先用漸變波導(dǎo)的方式將輸入信號(hào)耦合分配到 17路偶極子天線陣列，每一路信號(hào)再經(jīng)過4X4路微帶Wilkinson功率分配器平均分配成 16路，這樣共有17X 16 = 272路信號(hào)，每一路信號(hào)再經(jīng)過一個(gè)3級(jí)單片功率放大器，放大后 的信號(hào)經(jīng)由一個(gè)喇叭波導(dǎo)收集輸出，整個(gè)合成器3dB帶寬為4GHz，合成效率為45% — 50%, 這是目前在文獻(xiàn)報(bào)道中輸出功率最大的V波段固態(tài)功率源?！百N片式”功率合成結(jié)構(gòu)中最具有代表性的是由美國(guó)洛克希德一馬丁公司和北卡州立大學(xué)聯(lián)合研制的八毫米功率合成器[5]，該合成器采用了 45個(gè)微帶天線有源陣列在波 導(dǎo)喇叭中合成輸出了 25W的功率，工作頻率為34GHz，3dB帶寬為800MHz。另一種結(jié)構(gòu)更為 緊湊的是所謂的“節(jié)點(diǎn)式”功率合成，美國(guó)加州工學(xué)院采用PHEMT技術(shù)集成了一種單片“節(jié) 點(diǎn)式”功放陣列W]，該功放陣列在Icm2的面積上集成了 512個(gè)晶體管，然后用透鏡聚焦合 成，在37GHz上得到了 5W的功率輸出，功率附加效率17%，3dB帶寬1. 3GHz。由于采用了特 別的散熱技術(shù)，整個(gè)芯片的表面溫度被有效的控制在60°以內(nèi)。這種結(jié)構(gòu)的缺點(diǎn)是輸出功 率較小。目前，國(guó)內(nèi)一些高校和研究院所在毫米波功率合成技術(shù)方面也有廣泛深入的研 究，如電子科技大學(xué)謝小強(qiáng)在八毫米功率合成電路方面也做了研究，采用Agilent公司的 HMMC5040作為放大單元，制作出的波導(dǎo)接口的兩路合成放大電路，在頻率為33 35GHz實(shí) 測(cè)飽和輸出功率達(dá)170mW，合成效率大于70%。中電集團(tuán)電子十所管玉靜等人研制的八路開 槽波導(dǎo)空間功率合成放大器在34GHz - 35GHz達(dá)到了 83%以上的合成效率和IW的輸出功 率。
參考文獻(xiàn)M. P. DeLisio and R. A. York, "Quasi-optical and spatial power combining, "IEEE Trans. Microwave Theory Tech. , vol. 50, pp. 929-936，Mar. 2002.M. P. DeLisio, R. M. ffeikle, II，and D. B. Rutledge, "Element efficiency and noise in grid arrays, ” IEEE Trans. Microwave Theory Tech. , vol. 46, pp. 1949 - 1955，Nov. 1998.R. A. York, “Some considerations for optimal efficiency and low noise in large power combiners,，，IEEE Trans. Microwave Theory Tech. , vol. 49, pp. 1477 - 1482，Aug. 2001.J. J. Sowers, D. J. Pritchard, A. E. White, W. Kong, 0. S. A. Tang, D. R. Tanner, and K. Jablinskey, "A 36W, V-band, solid-state source,，，IEEE MTTS Int. Microwave Symp. Dig. , Anaheim, CA, 1999, pp. 235 - 238.S. Ortiz, J. Hubert, L. Mirth, and A. Mortazawi, "A high-power Ka-band quasi-optical amplifier array,，，IEEE Trans. Microwave Theory Tech. , vol. 50, pp. 487 - 494，F(xiàn)eb. 2002.B. Deckman, D. S. Deakin, Jr. , E. Sovero, and D. Rutledge, "A 5-watt, 37-GHz monolithic grid amplifier, ” in IEEE MTTS Int. MicrowaveSymp. Dig., Boston, MA, 2000，pp. 805 - 808。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是克服上述已有技術(shù)的不足，提供一種空間功率分配/合成器。一種空間功率分配/合成器包括標(biāo)準(zhǔn)矩形波導(dǎo)、過渡波導(dǎo)、圓盤形空氣柱透鏡和U 型輸出陣列；圓盤形空氣柱透鏡是由上下兩層金屬圓盤構(gòu)成的金屬圓盤形平行板波導(dǎo)，金 屬圓盤形平行板波導(dǎo)上下兩內(nèi)表面呈弧形面，標(biāo)準(zhǔn)矩形波導(dǎo)的長(zhǎng)邊垂直于圓盤形空氣柱透 鏡的金屬圓盤，過渡波導(dǎo)呈喇叭口狀，過渡波導(dǎo)的一端與標(biāo)準(zhǔn)矩形波導(dǎo)相連，過渡波導(dǎo)的另一端與圓盤形空氣柱透鏡相交，U型輸出陣列的輸出端面為矩形，U型輸出陣列的輸入端面 是與圓盤形空氣柱透鏡相配合的半圓形圓弧面，U型輸出陣列內(nèi)設(shè)有多片與圓盤形空氣柱 透鏡的金屬圓盤相垂直的平行金屬隔板，U型輸出陣列內(nèi)的金屬隔板之間的距離等于標(biāo)準(zhǔn) 矩形波導(dǎo)的寬邊尺寸，U型輸出陣列內(nèi)的金屬隔板的高度等于標(biāo)準(zhǔn)矩形波導(dǎo)的長(zhǎng)邊。另一種空間功率分配/合成器包括標(biāo)準(zhǔn)矩形波導(dǎo)、過渡波導(dǎo)、圓盤形空氣柱透鏡、 U型輸出陣列和Y型饋源；圓盤形空氣柱透鏡是由上下兩層金屬圓盤構(gòu)成的金屬圓盤形平 行板波導(dǎo)，金屬圓盤形平行板波導(dǎo)上下兩內(nèi)表面呈弧形面，標(biāo)準(zhǔn)矩形波導(dǎo)的長(zhǎng)邊垂直于圓 盤形空氣柱透鏡的金屬圓盤，過渡波導(dǎo)呈喇叭口狀，過渡波導(dǎo)的一端與標(biāo)準(zhǔn)矩形波導(dǎo)相連， 過渡波導(dǎo)的另一端與圓盤形空氣柱透鏡相切，在標(biāo)準(zhǔn)矩形波導(dǎo)和過渡波導(dǎo)內(nèi)設(shè)有Y型饋 源，Y型饋源是中心開槽的Y型薄金屬片，Y型饋源與圓盤形空氣柱透鏡的金屬圓盤相平行， Y型饋源的高度是標(biāo)準(zhǔn)矩形波導(dǎo)或過渡波導(dǎo)高度的一半，Y型饋源的輸入端與標(biāo)準(zhǔn)矩形波 導(dǎo)輸入端相平，Y型饋源的輸出端是與圓盤形空氣柱透鏡相配合的薄圓弧面，U型輸出陣列 的輸出端面為矩形，U型輸出陣列輸入端面是與圓盤形空氣柱透鏡相配合的半圓形圓弧面， U型輸出陣列內(nèi)設(shè)有多片與圓盤形空氣柱透鏡的金屬圓盤相垂直的平行金屬隔板，金屬隔 板之間的距離等于標(biāo)準(zhǔn)矩形波導(dǎo)的寬邊尺寸，金屬隔板的高度等于標(biāo)準(zhǔn)矩形波導(dǎo)的長(zhǎng)邊。所述的圓盤形空氣柱透鏡的中間填充介質(zhì)為空氣。本發(fā)明具有輸出功率高，頻帶寬(可以達(dá)倍頻程)，合成效率高等特點(diǎn)。由于所有的 電路都在封閉的波導(dǎo)腔里實(shí)現(xiàn)，所以這種結(jié)構(gòu)具有體積小，抗干擾，低泄漏，易封裝，易實(shí)現(xiàn) 散熱等優(yōu)點(diǎn)，便于系統(tǒng)的模塊化應(yīng)用以及系統(tǒng)的維護(hù)。整個(gè)電路設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單，加工精度要求 低，制作成本低，可以直接按比例擴(kuò)展到毫米波頻段高端應(yīng)用，例如三毫米波段，這對(duì)打破 國(guó)際上對(duì)我國(guó)在三毫米波段的禁運(yùn)有著重大的現(xiàn)實(shí)意義。


圖1是一種空間功率分配/合成器結(jié)構(gòu)示意圖； 圖2是圖1的橫截面剖的立體圖3是圖1的橫截面剖的俯視圖； 圖4是圖1的縱截面剖的正視圖； 圖5是另一種空間功率分配/合成器結(jié)構(gòu)示意圖； 圖6是圖5的橫截面剖的立體圖； 圖7是圖5的橫截面剖的俯視圖； 圖8是圖5的縱截面剖的正視圖。
具體實(shí)施例方式由于普通的介質(zhì)龍伯透鏡需要多層介質(zhì)組合達(dá)成漸變介電常數(shù)的特點(diǎn)，這個(gè)特點(diǎn) 導(dǎo)致加工復(fù)雜，而且多層介質(zhì)之間的縫隙會(huì)產(chǎn)生較大損耗。應(yīng)用空氣介質(zhì)的龍伯透鏡就不 存在各層之間縫隙損耗的問題，空氣介質(zhì)龍伯透鏡不僅提供穩(wěn)定的特性，而且透鏡部分僅 為空氣，其余部分為金屬，大大提高了加工的容易程度。另一個(gè)考慮是完全的空氣透鏡體積 太大，對(duì)于加工實(shí)現(xiàn)和實(shí)際應(yīng)用都有不便，于是保留需要的部分并且去掉信號(hào)達(dá)不到的部 分，便形成如圖3和圖6所示的形狀，該透鏡的上下面用曲面切割以保證所需的等效介電常
如圖1、2所示，一種空間功率分配/合成器包括標(biāo)準(zhǔn)矩形波導(dǎo)1、過渡波導(dǎo)2、圓盤 形空氣柱透鏡3和U型輸出陣列4 ；圓盤形空氣柱透鏡3是由上下兩層金屬圓盤構(gòu)成的金 屬圓盤形平行板波導(dǎo)，金屬圓盤形平行板波導(dǎo)上下兩內(nèi)表面呈弧形面，標(biāo)準(zhǔn)矩形波導(dǎo)1的 長(zhǎng)邊垂直于圓盤形空氣柱透鏡3的金屬圓盤，過渡波導(dǎo)2呈喇叭口狀，過渡波導(dǎo)2的一端與 標(biāo)準(zhǔn)矩形波導(dǎo)1相連，過渡波導(dǎo)2的另一端與圓盤形空氣柱透鏡3相交，U型輸出陣列4的 輸出端面為矩形，U型輸出陣列4的輸入端面是與圓盤形空氣柱透鏡3相配合的半圓形圓 弧面，U型輸出陣列4內(nèi)設(shè)有多片與圓盤形空氣柱透鏡3的金屬圓盤相垂直的平行金屬隔 板，U型輸出陣列4內(nèi)的金屬隔板之間的距離等于標(biāo)準(zhǔn)矩形波導(dǎo)1的寬邊尺寸，U型輸出陣 列4內(nèi)的金屬隔板的高度等于標(biāo)準(zhǔn)矩形波導(dǎo)1的長(zhǎng)邊。所述的圓盤形空氣柱透鏡3的中間填充介質(zhì)為空氣。此空間功率分配/合成器在 標(biāo)準(zhǔn)矩形波導(dǎo)1和U型輸出陣列4處配有國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)法蘭盤，但在圖中為了簡(jiǎn)便起見未標(biāo)出。如圖3、4所示，圓盤形空氣柱透鏡3中金屬圓盤的中心到邊緣采用連續(xù)曲線，產(chǎn)生 所需要的等效折射率，從而實(shí)現(xiàn)等效的柱透鏡。由龍伯透鏡的特性可知，喇叭口過渡波導(dǎo)2 的相位中心與圓盤形空氣柱透鏡3的焦點(diǎn)重合，而透鏡焦點(diǎn)位于透鏡邊緣。U型輸出陣列 4由平行的金屬隔板隔開，金屬隔板的長(zhǎng)度由圓盤形空氣柱透鏡3的邊緣所決定，金屬隔板 之間的距離等于標(biāo)準(zhǔn)矩形波導(dǎo)1的寬邊尺寸，而本身的高度等于標(biāo)準(zhǔn)矩形波導(dǎo)1的長(zhǎng)邊，即 每個(gè)輸出端口仍舊為標(biāo)準(zhǔn)矩形波導(dǎo)端口，這就大為提高了本發(fā)明的可移植性。圖4中所示 的圓盤形空氣柱透鏡3僅由上下兩層金屬圓盤構(gòu)成，中間填充介質(zhì)僅為空氣，上下內(nèi)表面 的平滑曲線由龍伯原理決定。本實(shí)例中所有材料均為金屬，所以單一的材料就代表了加工 難度的降低和介質(zhì)損耗的減少。進(jìn)一步地，若信號(hào)從標(biāo)準(zhǔn)矩形波導(dǎo)1輸入、從U型輸出陣列 4輸出，那么它就是一種空間功率分配器；若信號(hào)從U型輸出陣列4輸入、從標(biāo)準(zhǔn)矩形波導(dǎo)1 輸出，那么它就是一種空間功率合成器。進(jìn)一步地，由龍伯透鏡的原理可知，若信號(hào)從標(biāo)準(zhǔn) 矩形波導(dǎo)1輸入，則在U型輸出陣列4的端口處得到等幅度等相位的多路輸出信號(hào)。如圖5、6所示，另一種空間功率分配/合成器包括標(biāo)準(zhǔn)矩形波導(dǎo)1、過渡波導(dǎo)2、圓 盤形空氣柱透鏡3、U型輸出陣列4和Y型饋源5 ；圓盤形空氣柱透鏡3是由上下兩層金屬 圓盤構(gòu)成的金屬圓盤形平行板波導(dǎo)，金屬圓盤形平行板波導(dǎo)上下兩內(nèi)表面呈弧形面，標(biāo)準(zhǔn) 矩形波導(dǎo)1的長(zhǎng)邊垂直于圓盤形空氣柱透鏡3的金屬圓盤，過渡波導(dǎo)2呈喇叭口狀，過渡波 導(dǎo)2的一端與標(biāo)準(zhǔn)矩形波導(dǎo)1相連，過渡波導(dǎo)2的另一端與圓盤形空氣柱透鏡3相切，在標(biāo) 準(zhǔn)矩形波導(dǎo)1和過渡波導(dǎo)2內(nèi)設(shè)有Y型饋源5，Y型饋源5是中心開槽的Y型薄金屬片，Y 型饋源5與圓盤形空氣柱透鏡3的金屬圓盤相平行，Y型饋源5的高度是標(biāo)準(zhǔn)矩形波導(dǎo)1 或過渡波導(dǎo)2高度的一半，Y型饋源5的輸入端與標(biāo)準(zhǔn)矩形波導(dǎo)1輸入端相平，Y型饋源5 的輸出端是與圓盤形空氣柱透鏡3相配合的薄圓弧面，U型輸出陣列4的輸出端面為矩形， U型輸出陣列4輸入端面是與圓盤形空氣柱透鏡3相配合的半圓形圓弧面，U型輸出陣列4 內(nèi)設(shè)有多片與圓盤形空氣柱透鏡3的金屬圓盤相垂直的平行金屬隔板，金屬隔板之間的距 離等于標(biāo)準(zhǔn)矩形波導(dǎo)1的寬邊尺寸，金屬隔板的高度等于標(biāo)準(zhǔn)矩形波導(dǎo)1的長(zhǎng)邊。所述的圓盤形空氣柱透鏡3的中間填充介質(zhì)為空氣，Y型饋源5實(shí)際是TSA (Tapered Slotline Antenna)饋源，它可以增加功率的分配/合成效率。如圖7、8所示，圓盤形空氣柱透鏡3由一金屬圓盤形平行板波導(dǎo)構(gòu)成，圓盤的中心到邊緣采用連續(xù)曲線，產(chǎn)生所需要的等效折射率，從而實(shí)現(xiàn)等效的柱透鏡。由龍伯透鏡的特 性可知，Y型饋源5的相位中心與圓盤形空氣柱透鏡3的焦點(diǎn)重合，同時(shí)圓盤形空氣柱透鏡 3的透鏡焦點(diǎn)位于透鏡邊緣。U型輸出陣列4內(nèi)設(shè)有多片與圓盤形空氣柱透鏡3的金屬圓 盤相垂直的平行金屬隔板，金屬隔板之間的距離等于標(biāo)準(zhǔn)矩形波導(dǎo)1的寬邊尺寸，金屬隔 板的高度等于標(biāo)準(zhǔn)矩形波導(dǎo)1的長(zhǎng)邊，即每個(gè)輸出端口仍舊為標(biāo)準(zhǔn)矩形波導(dǎo)端口。圖8中 所示的圓盤形空氣柱透鏡3僅由上下兩層金屬圓盤構(gòu)成，中間填充介質(zhì)僅為空氣，上下內(nèi) 表面的平滑曲線由龍伯原理決定。本實(shí)例中所有材料均為金屬，所以單一的材料就代表了 加工難度的降低和介質(zhì)損耗的減少。進(jìn)一步地，若信號(hào)從標(biāo)準(zhǔn)矩形波導(dǎo)1輸入、從U型輸出 陣列4輸出，那么它就是一種空間功率分配器；若信號(hào)從U型輸出陣列4輸入、從標(biāo)準(zhǔn)矩形 波導(dǎo)1輸出，那么它就是一種空間功率合成器。進(jìn)一步地，由龍伯透鏡的原理可知，若信號(hào) 從標(biāo)準(zhǔn)矩形波導(dǎo)1輸入，則在U型輸出陣列4的端口處得到等幅度等相位的多路輸出信號(hào)。
以上是本發(fā)明的兩種具體實(shí)施方式
，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以通過應(yīng)用本發(fā)明公開 的方法以及發(fā)明中提到的一些替代方式制作出本空間功率分配/合成器。本發(fā)明僅是一種 10路分配的較佳實(shí)例，并非對(duì)本發(fā)明作任何形式上的限定，任何熟悉本專業(yè)的技術(shù)人員可 能利用上述揭示的技術(shù)內(nèi)容加以變更或修飾為等同變化的等效實(shí)例，但是凡是未脫離本發(fā) 明技術(shù)方案內(nèi)容，依據(jù)本發(fā)明的技術(shù)實(shí)質(zhì)對(duì)以上實(shí)例所作的任何簡(jiǎn)單修改、等同變化與修 飾，均仍屬于本發(fā)明技術(shù)方案的范圍內(nèi)。本發(fā)明由于主體結(jié)構(gòu)為全金屬結(jié)構(gòu)，因而機(jī)械強(qiáng)度 高，溫度變化恒定，特別適用于高功率輸入/輸出的情況，并且輸入/輸出端口采用標(biāo)準(zhǔn)矩 形波導(dǎo)，使得兼容性、集成度大大提高。這種機(jī)械強(qiáng)度大、可移植性好、轉(zhuǎn)換效率高的空間功 率分配/合成器設(shè)計(jì)在毫米波段的功率分配/合成中有廣闊的應(yīng)用前景。
權(quán)利要求
1.一種空間功率分配/合成器，其特征在于包括標(biāo)準(zhǔn)矩形波導(dǎo)(1)、過渡波導(dǎo)(2)、圓 盤形空氣柱透鏡(3)和U型輸出陣列(4);圓盤形空氣柱透鏡(3)是由上下兩層金屬圓盤構(gòu) 成的金屬圓盤形平行板波導(dǎo)，金屬圓盤形平行板波導(dǎo)上下兩內(nèi)表面呈弧形面，標(biāo)準(zhǔn)矩形波 導(dǎo)(1)的長(zhǎng)邊垂直于圓盤形空氣柱透鏡(3)的金屬圓盤，過渡波導(dǎo)(2)呈喇叭口狀，過渡波 導(dǎo)(2)的一端與標(biāo)準(zhǔn)矩形波導(dǎo)(1)相連，過渡波導(dǎo)(2)的另一端與圓盤形空氣柱透鏡(3)相 交，U型輸出陣列(4)的輸出端面為矩形，U型輸出陣列(4)的輸入端面是與圓盤形空氣柱 透鏡(3)相配合的半圓形圓弧面，U型輸出陣列內(nèi)設(shè)有多片與圓盤形空氣柱透鏡(3)的 金屬圓盤相垂直的平行金屬隔板，U型輸出陣列內(nèi)的金屬隔板之間的距離等于標(biāo)準(zhǔn)矩 形波導(dǎo)(1)的寬邊尺寸，U型輸出陣列內(nèi)的金屬隔板的高度等于標(biāo)準(zhǔn)矩形波導(dǎo)(1)的長(zhǎng) 邊。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種空間功率分配/合成器，其特征在于所述的圓盤形空氣 柱透鏡(3)的中間填充介質(zhì)為空氣。
3.一種空間功率分配/合成器，其特征在于包括標(biāo)準(zhǔn)矩形波導(dǎo)(1)、過渡波導(dǎo)(2)、圓 盤形空氣柱透鏡(3)、U型輸出陣列(4)和Y型饋源(5)；圓盤形空氣柱透鏡(3)是由上下 兩層金屬圓盤構(gòu)成的金屬圓盤形平行板波導(dǎo)，金屬圓盤形平行板波導(dǎo)上下兩內(nèi)表面呈弧形 面，標(biāo)準(zhǔn)矩形波導(dǎo)(1)的長(zhǎng)邊垂直于圓盤形空氣柱透鏡(3)的金屬圓盤，過渡波導(dǎo)(2)呈喇 叭口狀，過渡波導(dǎo)(2)的一端與標(biāo)準(zhǔn)矩形波導(dǎo)(1)相連，過渡波導(dǎo)(2)的另一端與圓盤形空 氣柱透鏡(3)相切，在標(biāo)準(zhǔn)矩形波導(dǎo)(1)和過渡波導(dǎo)(2)內(nèi)設(shè)有Y型饋源(5)，Y型饋源(5) 是中心開槽的Y型薄金屬片，Y型饋源(5)與圓盤形空氣柱透鏡(3)的金屬圓盤相平行，Y 型饋源(5)的高度是標(biāo)準(zhǔn)矩形波導(dǎo)(1)或過渡波導(dǎo)(2)高度的一半，Y型饋源(5)的輸入端 與標(biāo)準(zhǔn)矩形波導(dǎo)(1)輸入端相平，Y型饋源(5)的輸出端是與圓盤形空氣柱透鏡(3)相配合 的薄圓弧面，U型輸出陣列(4)的輸出端面為矩形，U型輸出陣列(4)的輸入端面是與圓盤 形空氣柱透鏡(3)相配合的半圓形圓弧面，U型輸出陣列內(nèi)設(shè)有多片與圓盤形空氣柱透 鏡(3)的金屬圓盤相垂直的平行金屬隔板，金屬隔板之間的距離等于標(biāo)準(zhǔn)矩形波導(dǎo)(1)的 寬邊尺寸，金屬隔板的高度等于標(biāo)準(zhǔn)矩形波導(dǎo)(1)的長(zhǎng)邊。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種空間功率分配/合成器，其特征在于所述的圓盤形空氣 柱透鏡(3)的中間填充介質(zhì)為空氣。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種空間功率分配／合成器。圓盤形空氣柱透鏡是由上下兩層金屬圓盤構(gòu)成的金屬圓盤形平行板波導(dǎo)，金屬圓盤形平行板波導(dǎo)上下兩內(nèi)表面呈弧形面，標(biāo)準(zhǔn)矩形波導(dǎo)的長(zhǎng)邊垂直于圓盤形空氣柱透鏡的金屬圓盤，過渡波導(dǎo)呈喇叭口狀，過渡波導(dǎo)的一端與標(biāo)準(zhǔn)矩形波導(dǎo)相連，過渡波導(dǎo)的另一端與圓盤形空氣柱透鏡相交，U型輸出陣列的輸出端面為矩形，U型輸出陣列的輸入端面是與圓盤形空氣柱透鏡相配合的半圓形圓弧面，U型輸出陣列內(nèi)設(shè)有多片與圓盤形空氣柱透鏡的金屬圓盤相垂直的平行金屬隔板。本發(fā)明的輸出功率高，頻帶寬，合成效率高，并且具有設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單，加工精度要求低，制作成本低，可擴(kuò)展性強(qiáng)和易實(shí)現(xiàn)散熱等優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號(hào)H01P5/12GK102136619SQ20111002433
公開日2011年7月27日 申請(qǐng)日期2011年1月23日 優(yōu)先權(quán)日2011年1月23日
發(fā)明者華昌洲, 吳錫東, 周金芳, 楊楠 申請(qǐng)人:浙江大學(xué)