專利名稱：高頻率穩(wěn)定度功率合成器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型是屬于微波、毫米波領(lǐng)域中的非諧振功率合成技術(shù)。
常見的非諧振式功率合成器，如環(huán)行器功率合器，是用微波、毫米波環(huán)行器電路將兩個(gè)微波振蕩器的功率進(jìn)行合成，圖1是該合成器的線路示意圖。由圖可見被合成的兩個(gè)振蕩器 分別接在環(huán)行器端口①和端口②處，合成的功率從端口③輸出。若將前一級環(huán)行器功率合成器輸出，作為后一級環(huán)行器功率合成器的輸入，則構(gòu)成環(huán)行器多級功率合成器。原理圖如圖2所示。
又如矩形波導(dǎo)H面T型結(jié)頭功率合成器(微波學(xué)報(bào)1993.NO.2)，它是用單個(gè)H面T型結(jié)頭，將兩個(gè)微波振蕩器的功率進(jìn)行合成，圖3是該合成器的線路示意圖。被合成的振蕩器接在矩形波導(dǎo)H面T型結(jié)頭的端口①和端口②，合成的功率從端口③輸出。
再如3－db電橋功率合成器，它是利用一個(gè)3－db的電橋?qū)⑷齻€(gè)微波振蕩器分別接在3－db電橋的①、②、③端口，對電橋而言，①、④臂間以及②、③臂間是隔離臂，合成的功率從④臂輸出，其原理示意圖如圖4所示。
以上所列舉的功率合成器，它們的電路簡單、調(diào)試使用方便、體積也不大，但它們有一個(gè)共同的不足之處，即頻率穩(wěn)定度不高(包括長穩(wěn)和短穩(wěn))，由此帶來了功率輸出電平也不穩(wěn)定。
本實(shí)用新型的目的是為了設(shè)計(jì)出一種價(jià)格低廉，合成效率高，合成方式簡單，易于控制調(diào)試頻率，而且頻率穩(wěn)定度高的功率合成器。
本實(shí)用新型的設(shè)計(jì)方案是，用一個(gè)環(huán)行器、兩個(gè)振蕩器 、(被合成源 )、一個(gè)H面T型結(jié)頭、一個(gè)可調(diào)短路活塞；或者用一個(gè)環(huán)行器、兩個(gè)振蕩器 、一個(gè)H面T型結(jié)頭、一個(gè)按照所需設(shè)計(jì)的高Q穩(wěn)頻腔來按要求組成，從而構(gòu)成一個(gè)不帶高Q腔、或帶高Q腔的具有自注入鎖定功能的高頻率穩(wěn)定度的功率合成器。
本實(shí)用新型線路結(jié)構(gòu)是在一個(gè)按規(guī)定環(huán)行方向的環(huán)行器輸入端口②接入一個(gè)被合源 (振蕩器)，在環(huán)行器的輸出端口③接上H面T型結(jié)頭的端口①、或端口②，在H面T型結(jié)頭的端口②、或端口①接入另一個(gè)被合成源 ，H面T型結(jié)頭的端口③則為合成功率的輸出口。在環(huán)行器端口①接上一個(gè)可調(diào)諧部件，該部件是可調(diào)短路活塞、或高Q穩(wěn)頻腔。在環(huán)行器端口①接入可調(diào)短路活塞時(shí)，原理圖如圖5、圖6所示，利用該活塞來調(diào)諧功率合成器的頻率和功率大小，同時(shí)利用它也實(shí)現(xiàn)了自注入鎖定的功能，從而達(dá)到高頻率穩(wěn)定度。當(dāng)在環(huán)行器的端口①接入高Q穩(wěn)頻腔時(shí)，接入的方式有圖7、圖8、圖9三種形式，其中圖7、圖8、圖9分別為反射型、頻帶反射型、通過一反射型接入。其高Q穩(wěn)頻腔應(yīng)按所需要的接入型式進(jìn)行設(shè)計(jì)，高Q穩(wěn)頻腔是可以調(diào)諧的，利用高Q穩(wěn)頻腔的調(diào)諧活塞，可改變功率合成器的頻率。這種帶高Q穩(wěn)頻腔的功率合成器的頻率穩(wěn)定度，較沒有高Q穩(wěn)頻腔的頻率穩(wěn)定度更高。
本實(shí)用新型所提供的功率合成器，由于采用環(huán)行器，短路活塞，并配合H面T型結(jié)頭(也可用定向耦合器，銷釘?shù)葋韺?shí)現(xiàn))，使之適當(dāng)反饋回部分微波能量，對本身振蕩器進(jìn)行自注入鎖定或加高Q穩(wěn)頻腔加以頻率穩(wěn)定，從而使其頻率穩(wěn)定度較普通功率合成器的頻率穩(wěn)定度高1－2個(gè)數(shù)量級。原有的功率合成器頻率穩(wěn)定度一般為(10－3～10－4)。本實(shí)用新型提供的功率合成器調(diào)試方便，使用時(shí)改變調(diào)諧也方便。本功率合成器不僅可以單獨(dú)使用，而且還可以作為各種類型的多級功率合成器的第一級，如圖10、圖11、圖12所示。從而提高了各種類型的多級功率合成器的頻率穩(wěn)定度。采用本實(shí)用新型作為多級功率合成器的第一級時(shí)，可以是圖5至圖9中所示的任何一種型式。因此，本實(shí)用新型提供的功率合成器具有高頻率穩(wěn)定度和廣泛的適用性。


圖1是環(huán)行器功率合成器示意圖圖2是環(huán)行器多級功率合成器示意圖圖3是矩形波導(dǎo)H面T型接頭功率合成器示意圖圖4是3－db電橋功率合成器示意圖圖5、圖6、圖7、圖8、圖9是本實(shí)用新型提出的功率合成器幾種基本電路示意圖圖10、圖11、圖12是利用本實(shí)用新型作為各種類型多級功率合成器第一級時(shí)的示意圖圖13是利用本實(shí)用新型作為多級功率合成器第一級時(shí)，環(huán)行器端口①處接上可調(diào)短路活塞時(shí)的示意圖。
圖14是利用本實(shí)用新型作為多級功率合成器第一級時(shí)，環(huán)行器端口①處接上高Q穩(wěn)頻腔時(shí)的一種示意圖。
圖13、圖14中所示1－頻率微調(diào)；2－振蕩器件；3－振蕩器；4－隔離器；5－H面T型結(jié)頭；6－可調(diào)短路活塞；7－環(huán)行器；8－高Q穩(wěn)頻腔；9－匹配負(fù)載。各附圖中的直線箭頭指向表示合成功率輸出。
以下結(jié)合附圖13、附圖14通過實(shí)施例說明本實(shí)用新型。
實(shí)施例1制作一個(gè)8mm頻段帶，有可調(diào)短路活塞的三級功率合成器(見圖13)。根據(jù)頻率范圍及中心頻率要求，選擇(設(shè)計(jì))相應(yīng)的H面T型結(jié)頭5、可調(diào)短路活塞6、環(huán)行器7、振蕩器3、隔離器4以及頻率微調(diào)1。在這里首先制作具有自注入鎖定功能的功率合成器，即為該三級功率合成器的第一級。將振蕩器3固定于環(huán)行器7的輸入端口②，環(huán)行器輸出端口③同H面T型結(jié)頭的端口①相接，然后將可調(diào)短路活塞6接于環(huán)行隔離端口①。H面T型結(jié)頭②的端口通過隔離器4同帶有頻率微調(diào)1的振蕩器3相接，H面T型結(jié)頭的端口③為高頻率穩(wěn)定功率合成器的功率輸出口，它也作為三級功率合成器的第一級。功率合成器的第二級的H面T型結(jié)頭的端口②通過隔離器4同第一級功率合成器源的H面T型接頭的端口③相接，第二級中的H面T型結(jié)頭的端口①接有帶微調(diào)1的振蕩器3、端口③作為有兩級功率合成器的輸出口。采用同樣方法接成第三級或三級以上的多級型式。每增加一級合成，只需微調(diào)所增加一級的振蕩器的頻率微調(diào)1，就可以達(dá)到功率合成，這樣合成之后的功率合成器，只需改變短路活塞6的活塞位置，就可實(shí)現(xiàn)在一定帶寬內(nèi)，改變功率合成器的功率。
實(shí)施例2制作一個(gè)8mm頻段帶有高Q腔的三級功率合成器(見附圖14)首先制作帶可調(diào)高Q腔穩(wěn)頻的自注入鎖定的功率合成器，即為三級功率合成器的第一級。選擇相應(yīng)的環(huán)行器7和H面T型結(jié)頭5，根據(jù)頻率范圍及中心頻率要求，設(shè)計(jì)相應(yīng)的可調(diào)諧高Q穩(wěn)頻腔8，本實(shí)施例的高Q穩(wěn)頻腔8為頻帶反射型。
制造過程是將振蕩器3固定于環(huán)行器7的輸入端口②、環(huán)行器輸出端口③同H面T型結(jié)頭5的端口①相接，可調(diào)諧高Q穩(wěn)頻腔8同環(huán)行器端口①相接，在高Q穩(wěn)頻腔8后接入匹配負(fù)載9。H面T型結(jié)頭的端口②通過隔離器4同帶有頻率微調(diào)1的振蕩器3相接，H面T型結(jié)頭的端口③作為高頻率穩(wěn)定功率合成器的功率輸出端口，此端口也作為三級功率合成器的第一級的輸出口，并同多級功率合成器的第二級的輸入端口相接，改變高Q穩(wěn)頻腔的調(diào)諧活塞位置、就可以改變功率合成器的頻率。其他各級的組成方式同實(shí)施例1的方法一樣。
權(quán)利要求1.高頻率穩(wěn)定度功率合成器，是由一個(gè)環(huán)行器、兩個(gè)振蕩器 (被合成源)、一個(gè)H面T型結(jié)頭和一個(gè)可調(diào)諧部件組成，其特征是在一個(gè)規(guī)定環(huán)行方向的環(huán)行器輸入端口②接入一個(gè)被合成源 ，在環(huán)行器的輸出端口③接上H面T型結(jié)頭的端口①、或端口②，在H面T型結(jié)頭的端口②、或端口①接入另一個(gè)被合成源 ，H面T型結(jié)頭的端口③則為合成功率的輸出，在環(huán)行器端口①接上一個(gè)可調(diào)諧部件。
2.根據(jù)權(quán)項(xiàng)1所述的高頻率穩(wěn)定度功率合成器，其特征是在環(huán)行器端口①處接上的可調(diào)諧部件是一個(gè)可調(diào)短路活塞、或是高Q穩(wěn)定頻腔。
3.根據(jù)權(quán)項(xiàng)2所述的高頻率穩(wěn)定度功率合成器，其特征是高Q穩(wěn)頻腔為反射型、或頻帶反射型、或通過一反射型。
專利摘要高頻率穩(wěn)定度功率合成器，是屬于微波、毫米波領(lǐng)域中的非諧振功率合成技術(shù)。它是在一個(gè)環(huán)行器的輸入端口接入一個(gè)被合成源，輸出端口接H面T型結(jié)頭，在該結(jié)頭的第二個(gè)端口接另一個(gè)被合成源，第三個(gè)端口為合成功率輸出。在環(huán)行器第三個(gè)端口接可調(diào)短路活塞、或高Q穩(wěn)頻腔。本功率合成器具有頻率穩(wěn)定度高、功率穩(wěn)定度高、合成效率高、調(diào)試方便等優(yōu)點(diǎn)。它能單獨(dú)使用，也能作為多級功率合成器的第一級，因此適用面也廣。
文檔編號(hào)H01P1/213GK2195162SQ9422738
公開日1995年4月19日 申請日期1994年4月4日 優(yōu)先權(quán)日1994年4月4日
發(fā)明者劉述章, 薛良金 申請人:電子科技大學(xué)