本發(fā)明涉及微波，特別涉及一種超寬帶多路空間功率合成器。

背景技術(shù)：

1、射頻功率放大器是微波電路的核心部件，隨著電子技術(shù)的不斷進步，對于高功率、高效率、寬頻帶的需求正在不斷增加。此外，隨著系統(tǒng)集成化的不斷發(fā)展，系統(tǒng)對每一個部件的小型化、輕量化也提出了新的要求。在大功率應用中，行波管具備高功率、超寬帶的特點，然而行波管的體積大、重量大、非線性、真空條件等缺點使其無法滿足現(xiàn)代微波電路的要求。

2、固態(tài)功率放大器（英文名稱：solid?state?power?amplifier，簡稱sspa），具有體積小、低成本、穩(wěn)定性好等優(yōu)勢，但是單個sspa的輸出功率有限，因此，人們提出了管芯功率合成、電路功率合成、空間功率合成、混合功率合成等功率合成方案。

3、其中空間功率合成結(jié)構(gòu)是利用空間中的同相位相干原理達到功率合成的目的，典型的空間功率合成技術(shù)將功率分配/合成網(wǎng)絡用空間電磁波替換，形成大功率輸出。

4、在現(xiàn)有技術(shù)中，存在一種利用同軸波導設計的多路空間功率合成器，在6-18ghz的頻率范圍內(nèi)，具備高功率和高效率，且整個合成網(wǎng)絡的插入損耗小。但整個結(jié)構(gòu)的尺寸較大，散熱性差，且對裝配精度要求高，一旦安裝過程中出現(xiàn)偏差，對最后的性能影響較大。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的是提供一種超寬帶多路空間功率合成器，能夠?qū)崿F(xiàn)高功率和高效率的同時，兼顧高線性度、超寬帶、小型化和散熱性好等優(yōu)點。

2、為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：

3、一種超寬帶多路空間功率合成器，包括：輸入擴展同軸結(jié)構(gòu)、輸出擴展同軸結(jié)構(gòu)、連接軸、楔形托盤、平衡式鰭線pcb和饋電pcb，所述連接軸的兩端分別與所述輸入擴展同軸結(jié)構(gòu)和所述輸出擴展同軸結(jié)構(gòu)連接，多個所述楔形托盤沿圓周方向分布且依次連接，以構(gòu)成同軸介質(zhì)傳輸線，多個所述楔形托盤的兩端分別與所述輸入擴展同軸結(jié)構(gòu)和所述輸出擴展同軸結(jié)構(gòu)連接，各所述楔形托盤的一側(cè)設有容置凹槽，所述容置凹槽用于放置所述平衡式鰭線pcb和所述饋電pcb，所述平衡式鰭線pcb的兩端分別設有梯形匹配結(jié)構(gòu)，所述平衡式鰭線pcb上還對稱設有錐形耦合槽、槽線微帶耦合器和阻抗變換器，所述錐形耦合槽、所述槽線微帶耦合器和所述阻抗變換器相互連接，以構(gòu)成一段平衡式鰭線，所述阻抗變換器為折線阻抗變換器，兩段所述平衡式鰭線通過微帶相連接，所述微帶上用于放置固態(tài)功率放大器。

4、在一些實施例中，所述平衡式鰭線pcb和所述容置凹槽之間留有間隙，各所述楔形托盤的兩端分別設有槽口相互背離的u型槽，所述容置凹槽上且位于所述u型槽的槽口兩側(cè)分別設有若干個金屬柱。

5、在一些實施例中，所述輸入擴展同軸結(jié)構(gòu)包括：輸入擴展同軸結(jié)構(gòu)外導體和輸入擴展同軸結(jié)構(gòu)內(nèi)導體，所述輸入擴展同軸結(jié)構(gòu)內(nèi)導體的一端設有sma連接軸，另一端設有輸入端內(nèi)連接孔和輸入端定位環(huán)，所述連接軸的一端連接于所述輸入端內(nèi)連接孔，各所述楔形托盤的一端設有輸入端弧形槽，各個所述輸入端弧形槽構(gòu)成與所述輸入端定位環(huán)相互配合的輸入端定位槽，所述輸入擴展同軸結(jié)構(gòu)外導體的一端設有sma連接孔，另一端設有輸入端外連接孔和輸入端外定位孔，各所述楔形托盤的一端設有與所述輸入端外連接孔相互對應的楔形托盤輸入端連接孔，還設有與所述輸入端外定位孔相互配合的楔形托盤輸入端定位銷釘；

6、所述輸出擴展同軸結(jié)構(gòu)包括：輸出擴展同軸結(jié)構(gòu)外導體和輸出擴展同軸結(jié)構(gòu)內(nèi)導體，所述輸出擴展同軸結(jié)構(gòu)內(nèi)導體的一端設有n?type連接軸，另一端設有輸出端內(nèi)連接孔和輸出端定位環(huán)，所述連接軸的另一端連接于所述輸出端內(nèi)連接孔，各所述楔形托盤的另一端設有輸出端弧形槽，各個所述輸出端弧形槽構(gòu)成與所述輸出端定位環(huán)相互配合的輸出端定位槽，所述輸出擴展同軸結(jié)構(gòu)外導體的一端設有n?type連接孔，另一端設有輸出端外連接孔和輸出端外定位孔，各所述楔形托盤的另一端設有與所述輸出端外連接孔相互對應的楔形托盤輸出端連接孔，還設有與所述輸出端外定位孔相互配合的楔形托盤輸出端定位銷釘。

7、在一些實施例中，所述輸入擴展同軸結(jié)構(gòu)外導體和所述輸入擴展同軸結(jié)構(gòu)內(nèi)導體之間留有間隙，所述輸出擴展同軸結(jié)構(gòu)外導體和所述輸出擴展同軸結(jié)構(gòu)內(nèi)導體之間留有間隙，所述輸入擴展同軸結(jié)構(gòu)外導體和所述輸出擴展同軸結(jié)構(gòu)外導體的錐形內(nèi)孔的內(nèi)徑均采用線性漸變方式，所述輸入擴展同軸結(jié)構(gòu)內(nèi)導體和所述輸出擴展同軸結(jié)構(gòu)內(nèi)導體的錐形結(jié)構(gòu)的外徑均采用klopfenstein錐形線漸變方式。

8、在一些實施例中，所述容置凹槽上設有平衡式鰭線pcb連接孔和饋電pcb連接孔，所述容置凹槽上還設有平衡式鰭線pcb定位柱。

9、在一些實施例中，各所述楔形托盤上遠離所述容置凹槽的另一側(cè)設有pa空腔和饋電pcb空腔，相鄰的兩個所述楔形托盤的其中一個所述楔形托盤上的所述饋電pcb空腔與另一個所述楔形托盤上的所述容置凹槽上用于放置所述饋電pcb的位置對應。

10、在一些實施例中，所述饋電pcb空腔的一端與所述pa空腔連通，另一端從所述楔形托盤的弧形外側(cè)壁上露出，所述容置凹槽的一端也從所述楔形托盤的弧形外側(cè)壁上露出。

11、在一些實施例中，各所述楔形托盤的一側(cè)設有至少一個楔形托盤定位銷釘孔，另一側(cè)設有至少一個楔形托盤定位銷釘，相鄰的兩個所述楔形托盤通過一一配合的所述楔形托盤定位銷釘孔和所述楔形托盤定位銷釘進行連接。

12、在一些實施例中，所述平衡式鰭線pcb上設有楔形托盤定位通孔、第一金屬通孔和楔形托盤連接通孔，所述楔形托盤定位通孔用于避讓所述楔形托盤定位銷釘，所述第一金屬通孔設有用于避讓所述金屬柱，所述楔形托盤連接通孔用于避讓連接相鄰所述楔形托盤的連接件；所述平衡式鰭線pcb上還設有平衡式鰭線pcb連接通孔和平衡式鰭線pcb定位通孔。

13、在一些實施例中，所述超寬帶多路空間功率合成器還包括壓塊結(jié)構(gòu)，所述壓塊結(jié)構(gòu)包括上壓塊和下壓塊，所述上壓塊的下表面形成有下弧形卡槽，所述下壓塊的上表面形成有上弧形卡槽，所述上壓塊和所述下壓塊通過所述下弧形卡槽和所述上弧形卡槽抱緊于各所述楔形托盤，所述上壓塊和所述下壓塊通過緊固件可拆卸連接。

14、一種超寬帶多路空間功率合成器，包括：輸入擴展同軸結(jié)構(gòu)、輸出擴展同軸結(jié)構(gòu)、連接軸、楔形托盤、平衡式鰭線pcb和饋電pcb，所述連接軸的兩端分別與所述輸入擴展同軸結(jié)構(gòu)和所述輸出擴展同軸結(jié)構(gòu)連接；

15、所述楔形托盤包括楔形托盤a和楔形托盤b，所述楔形托盤的數(shù)量為多個，多個所述楔形托盤a和多個所述楔形托盤b沿圓周方向分布且依次交替連接，以構(gòu)成同軸介質(zhì)傳輸線，多個所述楔形托盤a和多個所述楔形托盤b的兩端分別與所述輸入擴展同軸結(jié)構(gòu)和所述輸出擴展同軸結(jié)構(gòu)連接，所述平衡式鰭線pcb和所述饋電pcb設于所述楔形托盤a和所述楔形托盤b之間。

16、與現(xiàn)有技術(shù)相比，上述技術(shù)方案，至少具有以下優(yōu)點：

17、本發(fā)明所提供的一種超寬帶多路空間功率合成器，通過采用多個楔形托盤組成超大的同軸介質(zhì)傳輸線，每個楔形托盤上均帶有一片平衡式鰭線耦合來自同軸介質(zhì)中的微波能量，利用同軸介質(zhì)傳輸線中微波能量的幅度一致性和相位一致性保證了合成的高效率和高線性度，利用平衡式鰭線結(jié)構(gòu)將同軸介質(zhì)傳輸線中的能量耦合到sspa，具有低反射系數(shù)、尺寸小和高寬帶等優(yōu)點。而且平衡式鰭線pcb的兩端分別設有梯形匹配結(jié)構(gòu)，通過梯形匹配結(jié)構(gòu)，能夠降低合成器在10-18ghz的反射系數(shù)，提高了整個結(jié)構(gòu)的帶寬。此外通過折線阻抗變換器，能夠?qū)崿F(xiàn)和基于余弦平方函數(shù)阻抗變換器相當?shù)男阅?，具備反射系?shù)小和帶寬大的優(yōu)點。