张力平+周彭博+左秀权+王兵+孙安

摘 要： 针对高功率微波对功率放大器轻重量和小体积的要求，采用基于功率分配合成技术中的同相叠加原理，设计了一种C波段的结构紧凑型窄带6路功率分配器。该分配器通过射频同轴N型连接器输入射频信号，通过环形无氧铜窄带线等相均分为6路。利用CST软件对该器件进行了初步结构优化设计和S?parameter模拟仿真，理论传输系数为-7.78 dB。结果表明，该器件能承受5.0～5.3 GHz的工作频率，功率容量达到1 000 W，各端口的功率传输效率达到97.5%以上，插入损耗为0.2 dB以内，完全可以满足使用要求。

关键词： 高频高功率微波； C波段； 功分器； 同相叠加原理

中图分类号： TN626?34； TN811； TN813 文献标识码： A 文章编号： 1004?373X（2017）18?0120?04

Design and analysis of six?channel power divider with high power and low loss

ZHANG Liping1，2， ZHOU Pengbo1， ZUO Xiuquan1， WANG Bing1， SUN An2，3

（1. MOE Key Laboratory of Road Construction & Equipment， Changan University， Xian 710064， China；

2. ADS?SRF Inc.， Zhenjiang 212009， China； 3. Proton Linear Accelerator Institute， Nanjing University， Nanjing 210000， China）

Abstract： In the light of the high?power microwave′s requirements of light weight and small size for power amplifier， the in?phase superposition principle based on power allocation and synthesis technology is used to design a compact structure narrowband 6?channel power divider working in C?band. The RF signals are input into the divider through RF coaxial N?type connector， and divided into 6 in?phase channels equally through annular oxygen?free copper narrowband line. The CST software is adopted to carry out the preliminary structure optimization design and S?parameter simulation of the device， whose theoretical transmission coefficient is -7.78 dB. Simulation results show that the device can bear the working frequency of 5.0～5.3 GHz， its power capacity can reach up to 1 000 W， its power transmission efficiency of each port is higher than 97.5%， and its insertion loss is within 0.2 dB， which can meet the operating requirements completely.

Keywords： high?frequency and high?power microwave； C?band； power divider； in?phase superposition principle

0 引 言

功率分配器是将一个功率源的输入功率根据需要分成两路或多路的器件，广泛应用在微波功率放大器、卫星、广播电视以及带电粒子加速器等领域。

由于在无线通信设备中，要保证信号强、稳定而且距离足够远的条件，待传输的信号必须通过一系列的功率放大直至获得足够大的功率再发送至发射天线。单个功率放大器件能提供较大的传输效率，但其加工工艺困难、工作电压高、器件尺寸和重量大，限制了其在可移动发射设备中的应用。因此，采用功率分配合成技术将固态器件输出功率进行分配放大后再同相叠加[1?3]，是获得更高输出功率的有效途径之一，而功率分配器是放大系统中不可或缺的一环。由于传统波导功分器在高频情况下，波导尺寸较大，导致功率分配器的整体尺寸变大；……