一種緊湊型高功率微波功率分配器的制造方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及高功率微波天饋技術領域，具體是指一種緊湊型的新型高功率微波功率分配器件。
【背景技術】
[0002]高功率微波技術(High Power Microwave，HPM)技術是核技術中衍生出的一門新興學科領域，是脈沖功率技術、相對論電真空器件、天線技術等多學科相結合的綜合學科。其中高功率微波天線的作用是將高功率微波定向發(fā)射到自由空間，在高功率微波系統(tǒng)中起到了關鍵作用。
[0003]隨著高功率微波發(fā)射技術逐漸向陣列化、緊湊化方向發(fā)展，平面結構的天線陣列獲得了越來越多的應用，與傳統(tǒng)高功率微波輻射喇叭不同，陣列天線需要功分網(wǎng)絡將高功率微波源產(chǎn)生的單路高功率微波分配為多路，給陣列天線中的各單元饋電，在天饋系統(tǒng)有體積限制的情況下，就要求功率分配網(wǎng)絡也盡可能體積緊湊。目前波導中常采用的多級I分2功分器(如E面和H面T型功分器)顯然不能滿足體積緊湊的要求，因此需要新的緊湊型功率分配器結構。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0004]本發(fā)明的目的是提供一種緊湊型高功率微波功率分配器，為了高功率微波一路分多路的難題，發(fā)明了一種緊湊型高功率微波功率分配器，可以在很緊湊的空間內(nèi)將高功率微波器件產(chǎn)生的同軸(TEM模)高功率微波均勻地分配到4路平行的矩波導中(TE10模)，4個輸出端口在同一平面內(nèi)，利于給平面天線陣列中的輻射單元饋電。
[0005]為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術方案:
[0006]—種緊湊型高功率微波功率分配器，包括外筒體、設置在外筒體內(nèi)的內(nèi)筒體、與外筒體練級的端蓋板，
[0007]所述內(nèi)筒體外表面設置有四個圓桿，圓桿的另一端與外筒體的內(nèi)表面接觸，
[0008]所述內(nèi)筒體與外筒體形成同軸傳輸線，
[0009]所述外筒體的端面兩側各自設置一個矩波導，端面上通過法蘭連接端蓋板，端蓋板上設置有兩個矩波導，
[0010]端蓋板與外筒體連接的一側上設置有圓臺，圓臺與內(nèi)筒體電連接，
[0011]所述外筒體、內(nèi)筒體、端蓋板均采用導電材料制成。
[0012]在上述技術方案中，所述內(nèi)筒體的主體由兩段半徑不同的圓柱體構成，內(nèi)部為中空。
[0013]在上述技術方案中，四個圓桿連接在半徑大的圓柱體表面。
[0014]在上述技術方案中，在半徑大的圓柱體表面沿角向均勻設置四個圓桿。
[0015]在上述技術方案中，端蓋板上的圓臺直徑與內(nèi)筒體中半徑小的圓柱體的直徑一致，圓臺與半徑小的圓柱體的端面電連接。
[0016]在上述技術方案中，所述外筒體的端面兩側各自設置一個90度轉彎的矩波導。
[0017]在上述技術方案中，外筒體上的兩個矩波導對稱設置，間隔180度。
[0018]在上述技術方案中，所述外筒體上矩波導的軸線與端蓋板上矩波導的軸線平行，且四個矩波導處于同一水平面。
[0019]綜上所述，由于采用了上述技術方案，本發(fā)明的有益效果是:
[0020]本發(fā)明可在較小體積的空間內(nèi)直接將同軸傳輸線中的TEM模式高功率微波直接功分到平行且等距的矩波導TElO模式中，便于給平面高功率微波天線陣列饋電，可采用全導電材質(zhì)加工，腔體內(nèi)抽真空以獲得較高的功率容量。
[0021 ]該高功率微波功率分配器結構緊湊，且各輸出端口平衡度好，可作為高功率微波天線陣列的饋線網(wǎng)絡關鍵部件，廣泛應用于高功率微波發(fā)射系統(tǒng)、雷達、和大功率毫米波發(fā)射系統(tǒng)等領域。
【附圖說明】
[0022]本發(fā)明將通過例子并參照附圖的方式說明，其中:
[0023]圖1是外筒體結構示意圖；
[0024]圖2是段蓋板結構示意圖；
[0025]圖3是內(nèi)筒體結構示意圖；
[0026]圖4、圖5是一種緊湊型高功率微波功率分配器結構示意圖；
[0027]其中:1是外筒體;2端蓋板;3是內(nèi)筒體。
【具體實施方式】
[0028]本發(fā)明中的外筒體采用導電材料制造，其結構如圖1所示，其作用是與內(nèi)筒體一起構成同軸傳輸線，傳輸饋入的TEM模高功率微波，且在末端分裂為外側的兩個帶90度轉彎的矩波導，矩波導中電場矢量與圖5中的剖切平面平行。
[0029]本發(fā)明中的端蓋板采用導電材料制造，結構如圖2所示，主體為圓盤狀結構，外側有法蘭，與外筒體通過緊固螺釘連接，端蓋板下表面有直徑與內(nèi)筒體小端直徑一樣的圓形凸臺，安裝后與內(nèi)筒體小端面電連接，上表面有兩個帶法蘭的矩波導口。
[0030]本發(fā)明中的內(nèi)筒體采用導電材料制造，結構如圖3所示，主體為兩段半徑不同的圓柱體構成，內(nèi)部為中空，在半徑較大的圓筒一端外圓柱表面沿角向均布四個圓桿，四個圓桿長度以接觸到外筒體的內(nèi)壁為準，四個圓桿用于抑制高次模式返回到高功率微波源。
[0031]如圖4、圖5所示，本發(fā)明安裝連接后，內(nèi)部為真空工作環(huán)境以提高功率容量，高功率微波以同軸TEM模式饋入功分器，結合圖可以看到:饋入端TEM的電場分布和四個輸出端矩波導中電場分布具有一定的相似性，因此本發(fā)明利用場型相似的特點，直接將TEM模式劈分過渡到四路平行且等距的矩波導中，便于給高功率微波天線陣列的各單元饋電。同軸傳輸線中TEM?？煽醋鲎筮吅陀疫吀饕话氲墓β?，其中左邊一半由異形分叉劈分為兩路矩波導中的TEo1模式，其中一路經(jīng)過90度轉彎、另一路經(jīng)過適當偏移，與右邊的兩路一同，形成四路平行且等距的矩波導TEo1模式輸出。
[0032]按上述發(fā)明方案設計一款工作頻率為3.15GHz的S波段緊湊型高功率微波功率分配器，其中:饋入端口同軸傳輸線的外筒內(nèi)徑為106_，內(nèi)筒外徑為68_，四路輸出矩波導口的尺寸為60mm X 20mm，內(nèi)筒體較小端外徑D為59.37mm;用于抑制高次模反射的圓桿直徑d為
11.9mm;軸向尺寸Z=Il.35mm;Zr=48.71mm;Zx=76.56mm。
[0033]仿真得到的功率分配器腔內(nèi)電場分布，可見從左側同軸端口饋入的高功率微波被均勻的分為四路，耦合到四路矩波導中。通過端口的散射系數(shù)曲線，可見中心頻點處Sll〈-30dB，帶寬約為10%，高階模反射小于-23dB，在工作頻點3.15GHz處，各輸出端口的不平衡度小于 0.0ldB。
[0034]本發(fā)明并不局限于前述的【具體實施方式】。本發(fā)明擴展到任何在本說明書中披露的新特征或任何新的組合，以及披露的任一新的方法或過程的步驟或任何新的組合。
【主權項】
1.一種緊湊型高功率微波功率分配器，其特征在于包括外筒體、設置在外筒體內(nèi)的內(nèi)筒體、與外筒體練級的端蓋板， 所述內(nèi)筒體外表面設置有四個圓桿，圓桿的另一端與外筒體的內(nèi)表面接觸， 所述內(nèi)筒體與外筒體形成同軸傳輸線， 所述外筒體的端面兩側各自設置一個矩波導，端面上通過法蘭連接端蓋板，端蓋板上設置有兩個矩波導， 端蓋板與外筒體連接的一側上設置有圓臺，圓臺與內(nèi)筒體電連接， 所述外筒體、內(nèi)筒體、端蓋板均采用導電材料制成。2.根據(jù)權利要求1所述的一種緊湊型高功率微波功率分配器，其特征在于所述內(nèi)筒體的主體由兩段半徑不同的圓柱體構成，內(nèi)部為中空。3.根據(jù)權利要求2所述的一種緊湊型高功率微波功率分配器，其特征在于四個圓桿連接在半徑大的圓柱體表面。4.根據(jù)權利要求3所述的一種緊湊型高功率微波功率分配器，其特征在于在半徑大的圓柱體表面沿角向均勻設置四個圓桿。5.根據(jù)權利要求1或2所述的一種緊湊型高功率微波功率分配器，其特征在于端蓋板上的圓臺直徑與內(nèi)筒體中半徑小的圓柱體的直徑一致，圓臺與半徑小的圓柱體的端面電連接。6.根據(jù)權利要求1所述的一種緊湊型高功率微波功率分配器，其特征在于所述外筒體的端面兩側各自設置一個90度轉彎的矩波導。7.根據(jù)權利要求2所述的一種緊湊型高功率微波功率分配器，其特征在于外筒體上的兩個矩波導對稱設置，間隔180度。8.根據(jù)權利要求1或6或7所述的一種緊湊型高功率微波功率分配器，其特征在于所述外筒體上矩波導的軸線與端蓋板上矩波導的軸線平行，且四個矩波導處于同一水平面。
【專利摘要】本實用新型公開了一種緊湊型高功率微波功率分配器，包括外筒體、設置在外筒體內(nèi)的內(nèi)筒體、與外筒體練級的端蓋板，所述內(nèi)筒體外表面設置有四個圓桿，圓桿的另一端與外筒體的內(nèi)表面接觸，所述內(nèi)筒體與外筒體形成同軸傳輸線，所述外筒體的端面兩側各自設置一個矩波導，端面上通過法蘭連接端蓋板，端蓋板上設置有兩個矩波導，端蓋板與外筒體連接的一側上設置有圓臺，圓臺與內(nèi)筒體電連接，所述外筒體、內(nèi)筒體、端蓋板均采用導電材料制成。本實用新型可在較小體積的空間內(nèi)直接將同軸傳輸線中的TEM模式高功率微波直接功分到平行且等距的矩波導TE10模式中，便于給平面高功率微波天線陣列饋電，可采用全導電材質(zhì)加工，腔體內(nèi)抽真空以獲得較高的功率容量。
【IPC分類】H01P5/12
【公開號】CN205319280
【申請?zhí)枴緾N201521038526
【發(fā)明人】徐剛, 馬弘舸, 廖勇, 陳世韜, 施美友, 謝平, 石小燕
【申請人】中國工程物理研究院應用電子學研究所
【公開日】2016年6月15日
【申請日】2015年12月15日