一种百瓦级超紧凑高隔离度Ku波段共面魔T的制作方法

一种百瓦级超紧凑高隔离度ku波段共面魔t
技术领域
1.本实用新型涉及功率合成技术领域，具体涉及一种百瓦级超紧凑高隔离度ku波段共面魔t。


背景技术：

2.传统大功率微波通过电真空器件产生，随着有源固态器件输出功率的提高，通过多个固态放大器合成可产生与电真空器件相比拟的输出功率。功率合成的主要合成方式包括二进制功率合成、波导行波功率合成、径向波导功率合成和空间功率合成等。
3.其中基于介质微带的二进制功率合成无法满足大功率容量和低差损要求；常规波导魔t(一种四分支波导接头)尺寸大且结构复杂；波导行波功率合成的端口间隔离度与端口驻波差；径向波导功率合成尺寸大，且用于功率合成时功放散热较难处理；空间功率合成的合成效率较低。
4.因此，现有功率合成技术大都不能同时满足百瓦级ku波段大功率容量、低插损、高隔离度及小体积的要求。


技术实现要素：

5.为此，本实用新型提供一种百瓦级超紧凑高隔离度ku波段共面魔t，以解决现有技术中绝大多数功率合成结果的几项重要指标不能同时满足高水准的问题。
6.为了实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：
7.一种百瓦级超紧凑高隔离度ku波段共面魔t，包括t形波导主体，所述t形波导主体包括全高矩形波导段，和设置在所述全高矩形波导段两侧且关于所述全高矩形波导段的中心轴线对称设置的半高矩形波导段；
8.在所述全高矩形波导段上设置有和端口，在两侧所述半高矩形波导段上通过同轴波导匹配单元分别连接有分端口，所述同轴波导匹配单元用于调节所述分端口的匹配特性；在所述全高矩形波导段的外端面上设置有隔离端口，在所述隔离端口上通过安装槽安装有微带波导匹配单元，所述微带波导匹配单元用于调节所述隔离端口的匹配特性。
9.进一步地，所述同轴波导匹配单元包括设置在所述半高矩形波导段内的介质匹配同轴波导段，和设置在所述半高矩形波导段外端面上用于外连接所述分端口的空气匹配同轴波导段，所述介质匹配同轴波导段、所述空气匹配同轴波导段及所述分端口同轴连接。
10.进一步地，在所述同轴波导匹配单元内部设置有金属探针，所述金属探针的一端设置在所述介质匹配同轴波导段内，所述金属探针的另一端设置在所述空气匹配同轴波导段内，且所述金属探针与所述分端口同轴连接，所述介质匹配同轴波导段的半径及所述金属探针的半径与长度用于调节分端口的匹配特性。
11.进一步地，所述微带波导匹配单元包括设置在所述全高矩形波导段内的ro介质基板，及设置在所述ro5880介质基板上的微带耦合探针；
12.所述微带耦合探针包括同轴安装的高阻抗矩形微带线和低阻抗微带线，所述高阻
抗矩形微带线设置在所述ro5880介质基板内，所述低阻抗微带线的一端端部与所述隔离端口的外端面平齐，通过调节所述高阻抗矩形微带线和所述低阻抗微带线的大小来调节所述隔离端口的匹配特性。
13.本实用新型具有如下优点：
14.本实用新型通过在t形波导主体上分别设置共面的和端口和隔离端口，并在t形波导两侧分别设置一个分端口，在分端口与波导段之间设置同轴波导匹配单元，用于调节分端口的匹配特性，且在隔离端口侧插接微带波导匹配单元用以调节隔离端口的匹配特性。本实用新型提供的共面魔t，内部结构简单，可实现多级二进制合成，并采用矩形波导传输方式，功率容量和性能稳定性高、插损低、隔离度高。
附图说明
15.为了更清楚地说明本实用新型的实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是示例性的，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图引伸获得其它的实施附图。
16.本说明书所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本实用新型可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本实用新型所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本实用新型所揭示的技术内容得能涵盖的范围内。
17.图1为本实用新型实施例通过的整体结构示意图；
18.图中：
19.1-和端口；2-分端口；3-t形波导主体；4-隔离端口；5-同轴波导匹配单元；6-微带耦合探针；7-微带波导匹配单元。
具体实施方式
20.以下由特定的具体实施例说明本实用新型的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本实用新型的其他优点及功效，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
21.如图1所示，本实用新型提供了一种百瓦级超紧凑高隔离度ku波段共面魔t，包括t形波导主体3，t形波导主体3包括全高矩形波导段，和设置在全高矩形波导段两侧且关于全高矩形波导段的中心轴线对称设置的半高矩形波导段；在全高矩形波导段上设置有和端口1，在两侧半高矩形波导段上通过同轴波导匹配单元5分别连接有分端口2，同轴波导匹配单元5用于调节分端口2的匹配特性；在全高矩形波导段的外端面上设置有隔离端口4，在隔离端口4上通过安装槽9安装有微带波导匹配单元7，微带波导匹配单元7用于调节隔离端口4的匹配特性。全高矩形波导段采用标准bj140矩形波导段，两侧半高矩形波导段与全高矩形波导段的窄边连接形成t形，隔离端口在全高矩形波导段的外端面上。内部结构简单紧凑，
体积较小，可以实现多级二进制方式合成，可与微组装芯片组成模块化功放模块。
22.本实用新型的目的在于通过几个矩形波导段组合形成结构紧凑简单，和端口和隔离端口共面的共面魔t，此共面魔t频带范围宽，可实现较高的隔离度及各端口较高驻波，同时其功率容量和性能稳定性较高。
23.在本实用新型中，同轴波导匹配单元5包括设置在半高矩形波导段内的介质匹配同轴波导段，和设置在半高矩形波导段外端面上用于外连接分端口2的空气匹配同轴波导段，介质匹配同轴波导段、空气匹配同轴波导段及分端口2同轴连接。
24.进一步地，在同轴波导匹配单元5内部设置有金属探针8，金属探针8的一端设置在介质匹配同轴波导段内，金属探针8的另一端设置在空气匹配同轴波导段内，且金属探针8与分端口2同轴连接。同轴波导匹配单元5的介质匹配同轴波导段采用圆柱聚四氟绝缘子，且其不含金属探针8的一面与半高矩形波导段的宽边连接，对应另一含金属探针8的一面与分端口2同轴设置。
25.作为调节手段，同轴波导匹配单元的介质匹配同轴波导段的半径及介质匹配同轴波导段中金属探针8的半径与长度用于调节分端口的匹配特性。
26.微带波导匹配单元7包括设置在全高矩形波导段内的ro5880介质基板，及设置在ro5880介质基板上的微带耦合探针6。
27.具体地，微带耦合探针6包括同轴安装的高阻抗矩形微带线和低阻抗微带线，高阻抗矩形微带线设置在ro5880介质基板内，低阻抗微带线的一端端部与隔离端口的外端面平齐，
28.作为调节手段，通过调节高阻抗矩形微带线和低阻抗微带线的大小来调节隔离端口的匹配特性。
29.在具体实施时，共面t魔内信号有以下两种传输模式：
30.1)te10模的微波信号进入全高矩形波导段的和端口后，和端口无反射；微波信号被等幅反相功分后，分别通过半高e面矩形波导段，经同轴-波导匹配进行te10-tem模式转换，最后经同轴结构构成的分端口输出。
31.2)tem模式微波信号进入一路分端口后，无反射信号，另一路分端口被高度隔离(成为隔离端口)；信号被等幅同相分配至全高矩形波导结构构成的和端口(成为分端口)与隔离端口(成为分端口)。
32.采用矩形波导传输方式，可实现高功率合成，工作性能稳定性高。
33.以下提供本实用新型的一种具体实施例：
34.以ku波段中心频率14.125ghz为例，全高矩形波导段尺寸为15.8mm
×
7.9mm，半高矩形波导段尺寸为15.8mm
×
3.95mm；全高矩形波导段与两个半高矩形波导段组成t形连接。
35.t形连接中心处有深度为1.7mm,高度为15.8mm，宽度为4.3mm的矩形金属凸起，金属凸起中心延矩形波导宽边方向开一高度为2mm的槽，插入一ro5880微带。
36.分端口同轴转波导绝缘子探针，其聚四氟圆柱高度为7.3mm，半径为1.5mm；内部金属探针高度为5.6mm，半径为0.45mm，且金属探针一端开槽口(半径为0.16mm，槽深为2.5mm)。
37.在ku波段13.75-14.5ghz范围内，其和差端口的隔离度大于20db，其各端口的回波损耗小于-20db。由此可以看出本实用新型提供的共面魔t在使用时差损低，在通带内可实
现差损小于0.35db，回波损耗小于-20db，隔离度大于20db。
38.虽然，上文中已经用一般性说明及具体实施例对本实用新型作了详尽的描述，但在本实用新型基础上，可以对之作一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本实用新型精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本实用新型要求保护的范围。