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高功率小型化波导E面异频功率合成器的设计

苏奕宇 李相强 魏溢宏 张健穹 王庆峰

苏奕宇, 李相强, 魏溢宏, 等. 高功率小型化波导E面异频功率合成器的设计[J]. 强激光与粒子束, 2024, 36: 073003. doi: 10.11884/HPLPB202436.230433
引用本文: 苏奕宇, 李相强, 魏溢宏, 等. 高功率小型化波导E面异频功率合成器的设计[J]. 强激光与粒子束, 2024, 36: 073003. doi: 10.11884/HPLPB202436.230433
Su Yiyu, Li Xiangqiang, Wei Yihong, et al. Design of a high-power miniaturized waveguide E-plane heterodyne power combiner[J]. High Power Laser and Particle Beams, 2024, 36: 073003. doi: 10.11884/HPLPB202436.230433
Citation: Su Yiyu, Li Xiangqiang, Wei Yihong, et al. Design of a high-power miniaturized waveguide E-plane heterodyne power combiner[J]. High Power Laser and Particle Beams, 2024, 36: 073003. doi: 10.11884/HPLPB202436.230433

高功率小型化波导E面异频功率合成器的设计

doi: 10.11884/HPLPB202436.230433
基金项目: 四川省科技厅重点研发项目(2022YFG0248)
详细信息
    作者简介:

    苏奕宇,845402954@qq.com

    通讯作者:

    李相强,xiangqiang_li@163.com

  • 中图分类号: TN82

Design of a high-power miniaturized waveguide E-plane heterodyne power combiner

  • 摘要: 为了满足典型应用场景对高功率异频功率合成器提出的输入输出同向及结构紧凑的需求,提出并设计了一种工作在9.3 GHz和9.7 GHz频率的高功率小型化波导E面异频功率合成器。基于滤波器结构异频功率合成器的原理,通过采用过模矩形波导E面合成的形式,使两个波导滤波器相互平行,两个输入端口相互平齐,以满足特定应用场景的需求。同时,通过减小合成环节的矩形波导尺寸对合成过程中产生的高次模进行抑制,并按照半个波导波长的整数倍减小波导滤波器模片间距,在保证具有高功率容量的前提下缩短了滤波器长度。设计的异频功率合成器整体长度为9.2 λ,宽度为1.5 λ,高度为2.8 λλ为9.5 GHz所对应的自由空间波长)。仿真结果表明,该合成器在9.3 GHz和9.7 GHz频率下的回波损耗均大于20 dB,合成效率大于98%,输入端口之间的隔离度大于20 dB,在80 MV/m微波脉冲击穿阈值下,功率容量为310 MW。
  • 图  1  高功率小型化异频功率合成器结构示意图

    Figure  1.  Schematic structure of high power miniaturized heterodyne power combiner

    图  2  滤波器等效集总参数电路模型

    Figure  2.  Equivalent lumped parameter circuit model of filters

    图  3  波导滤波器结构示意图

    Figure  3.  Schematic structures of the waveguide filter

    图  4  异频功率合成器的输出信号波形

    Figure  4.  Output signal waveform of the heterodyne power combiner

    图  5  异频功率合成器的S参数

    Figure  5.  S parameters of the heterodyne power combiner

    图  6  异频功率合成器的电场强度分布

    Figure  6.  Distribution of electric field of the heterodyne power combiner

    表  1  波导滤波器结构参数初值

    Table  1.   Structure parameters of the heterodyne power combiner

    w11/mmw12/mmw13/mmw21/mmw22/mmw23/mmd11/mmd12/mmd21/mmd22/mm
    37.110.61.28.9411.6946.146.44140.8
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    表  2  异频功率合成器优化结构参数

    Table  2.   Optimized structure parameters of the heterodyne power combiner

    w11/mmw12/mmw13/mmw21/mmw22/mmw23/mmd11/mmd12/mmd21/mmd22/mm
    37.110.61.28.9411.6928.929.224.624.4
    下载: 导出CSV
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出版历程
  • 收稿日期:  2023-12-10
  • 修回日期:  2024-02-28
  • 录用日期:  2024-02-28
  • 网络出版日期:  2024-03-18
  • 刊出日期:  2024-05-31

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