在数值分析的基础上,采用加宽的波导结构设计了一种S波段三路高功率微波输出多工器,通带范围分别为2.65~2.75,2.80~2.90和2.95~3.05 GHz。该多工器每路的传输损耗在0.1 dB以下,反射损耗在15 dB以上,各路之间的隔离度在30 dB以上,能量效率在95%以上。利用电磁场全波分析软

!第"#卷!第$期!*++,年$月

强激光与粒子束

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文章编号：!"++"?$@**（*++,）+$?+AA,?+$

!波段高功率微波波导输出多工器研究

李国林，!舒!挺，!袁成卫

（国防科学技术大学光电科学与工程学院，长沙$"++,@）

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!!摘!要：!在数值分析的基础上，采用加宽的波导结构设计了一种7波段三路高功率微波输出多工器，通带范围分别为*(ABC*(,B，*(D+C*(#+和*(#BC@(+B/-E。该多工器每路的传输损耗在+("F;以下，反射损耗在"BF;以上，各路之间的隔离度在@+F;以上，能量效率在#BG以上。利用电磁场全波分析软件，验证了宽边加宽的波导输出多工器功率容量达到/2量级。!!关键词：!多工器；!滤波器；!波导9结；!功率容量!!中图分类号：!9)D"$!!!!文献标识码：!6

［"］

!!随着高功率微波技术的发展，多频率微波源系统集成已成为高功率微波的一个发展方向。对于!路高功

率微波源，采用!路天线馈源输出的方式不利于整个系统的紧凑化和集成化。不同频率的各个支路采用同一个天线耦合输出，具有一定成本优势。波导输出多工器由各通道滤波器、波导9结和一个合成用的主波导构成（见图"），主波导一端以短路片封装，另一端接公用天线，不同频率的高功率微波经过各自带内滤波器后通过波导9结馈入矩形波导。理论上，当各波导9结分支距矩形波导的短路面距离为第"路微波中心频率所对应的波导半波长的奇数倍时，通过调节滤波器距波导9结的位置，可实现各路微波分别有效地馈入馈源喇叭。但是对于高功率微波而言，功率容量是微波器件的一个瓶颈。在设计过程中，应尽量避免电场集中而造成波导内部场击穿。另一方面，为了获得满足要求的通道特性，必须消除或者补偿各个通道滤波器之间的影响。

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图"!波导多工器的结构图

HIJ(*!7K>LMKL>N&OPQRNJLIFNOI’KN>图*!波导滤波器的结构图

"#带通滤波器

!!带通滤波器在波导多工器中起到两方面的作用，即允许本通带内的信号以很小的损耗通过，同时，阻止（或者全部反射）带外信号通过。这就需要用到通带和阻带响应良好、传输损耗较小、对功率容量没有较大影响的3面膜片波导滤波器（见图*）。膜片从波导宽边正中插入，它在电场方向上没有引入不连续性，周围无电场集中，具有较高的功率容量，适用于高功率微波系统。为了获得要求的通带响应，首先求出采用:UNVWXUNR

［*］

低通原型滤波器的阶数#和滤波器的归一化元件值J。滤波器的阶数#为

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式中：$QX为阻带衰减；!为带内波纹系数；"’X为阻带频率。进一步可以求出低通滤波器归一化元件值

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!收稿日期：

基金项目：国家DA@计划项目资助课题

作者简介：李国林（"#D*—），男，博士生，主要从事高功率微波器件研究；TIFIQYF>QJ&YZWQU&&(M&S(MY。