8mm差相移大功率环行器研制.pdfVIP

8mm差相移大功率环行器研制 王梅生张国荣 ’ 国营第八九八厂南京210028 ， 奉文介绍了差相移大功率环行嚣的结构特点及设计方往．并具体给出了一种8叩差相移大功率环行器的设计数据口 ‘ 受功率万50矿，声50K渺。叶” ’ 1引言 随着毫米波技术及其应用的迅速发展，对于毫米波大功率环行器的需求日益迫切。普通的波导结 环行器采用x／4金属变换器实现阻抗匹配，由于压缩了波导窄边(b边)的高度，峰值功率容量受到根大 限制．差相移环行器由于铁氧体样品直接粘在波导壁上，样品间隙大，承受功率容量大．大功率器件(特 别是大峰值功率器件)通常采用此种形式。 差相移环行器的结构大致分为三种类型：①由·个双T、一个差相移器、一个三分贝定向耦合器组 成：②由两个三分贝定向耦合器、一个差相移器组成；③由两个双T、一个差相穆器组成．类型。结构 尺寸相对较小，由于差移相器的两臂完全对称．调试比较方便，带宽相对较宽，功率容量也较大．实 际应用中常采用这种结构。 2理论研究 四端差相移环行器由一个双T、一个三分贝定向耦台器、一个n／2差相移器组成。图1表示了这 种环行器的工作原理。 j■藿f 图I环行器的工作原理 如图所示，微波自1端输入，经P处功率平分两路进入A、B两移相器，相位相等。经过移相器至 三分贝定向耦合器处B路相位超前n／2。A、B又各自平分两路走向2、4端，在2端两者同相．有输出： 在4端两者相位差n，无输出。结果，1端输入时2端输出。当微波自2端输入．到三分贝定向糟台器 处，也平分A、B两路。A路相位超前n／2，经过移相器到达P处A、B两路功率大小相等，相差n．于 是从3端输出。同样可以推出微波从3端输入，则只有4端输出；从4端输入，只有1端输出。因此． 这种四端差相移环行器的环行方向为l一2—3—4—1。 下面我们主要讨论双T、三分贝定向耦合器及差相移器的工作原理及设计方法． ①双T的原理及设计 图2为积T的俯视图。当能量由1端口输入时，在3、4端口等幅同相输出。2端口无输出。反之， 3、4端口等幅同相输入的能量由l端口输出。能量由2端口输入时，在3、4端口等幅输出，但相位差 n。反2，3、4端口等幅反向输入的能量由2端口输出。I端口和2端口是完全隔离的。 由图2可以看出，由l端口或2端口进入3、4端口，由于波导口径变化，等效阻抗发生变化，必 须采嘲^／4变换才能l缸得铰好的匹配。图2中睦度为L的过渡段即为^／4变换。 对应1=：a。、a“a==的矩形波导的等效阻抗分别为Zrtzn如。对TE-o模，^。=2a，由Z‘，7=己“乱可以 推出 ① 唧=妻“巧q2一^2^4吼2一厶2)+厶2r ’ Z、．r一一h，’ 而过渡段的长度L应为四分之一波导波长．即 L一__r_—————————_矿曩甄虿蕊—————————一 三：三巴： 墨2 ② 4 4陌 lI a●l 圈2双T