專利名稱：大功率微波限幅器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及大功率微波器件技術(shù)，特別是一種大功率微波限幅器。
背景技術(shù)：
在大功率信號進入電子設(shè)備天線時，接收機射頻前端往往會產(chǎn)生飽和、阻塞等信號失真現(xiàn)象，當信號功率進一步增大，其甚至可能引起射頻前端的損壞。因此，現(xiàn)有接收機一般都安裝有基于肖特基二極管或者PIN 二極管的限幅器以保證后級低噪放、混頻器的正常工作。但是受到肖特基二極管和PIN二極管功率承受能力的限制(連續(xù)波IOOw以下)，現(xiàn)有限幅器的功率承受能力還不足以徹底保護接收機射頻前端
發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明為了解決傳統(tǒng)限幅器功能承受能力不足進而可能引起接收機射頻前端損壞的問題，提供一種大功率微波限幅器，該限幅器被應(yīng)用在接收機中。本發(fā)明采用如下技術(shù)方案一種大功率微波限幅器，包括一對波導腔體，與波導腔體大小相適應(yīng)的復合結(jié)構(gòu)材料基材和頻率選擇表面以及加載在頻率選擇表面上的半導體元件，所述復合結(jié)構(gòu)材料基材與頻率選擇表面以及加載在頻率選擇表面上的半導體元件一起構(gòu)成復合結(jié)構(gòu)材料，復合結(jié)構(gòu)材料固定在波導腔體之間。按上述方案，所述的頻率選擇表面對應(yīng)波導腔體內(nèi)空腔截面的部分周期性存在形狀、尺寸完全相同的開口或縫隙。開口或縫隙對電磁波具有帶通頻率選擇特性。按上述方案，所述的半導體元件焊接在頻率選擇表面上的開口或縫隙的的相同位置，全部半導體元件構(gòu)成半導體元件陣列。這樣該復合結(jié)構(gòu)材料在小功率微波條件下的通帶諧振頻率與被防護電子接收機的工作頻率相同。為得到良好的頻率選擇特性，頻率選擇表面須由大量頻率選擇單元構(gòu)成，而本發(fā)明中頻率選擇表面可為為小單元尺寸(尺寸在λ/30至λ/5之間)帶通頻率選擇表面。此時，波導腔體截面范圍內(nèi)的頻率選擇表面將擁有更多的單元數(shù)量，加載在頻率選擇表面上的半導體元件更多，整個限幅器的功率承受能力也更大。按上述方案，所述的頻率選擇表面由一層金屬銅箔構(gòu)成。按上述方案，所述半導體元件為肖特基二極管或PIN 二極管。按上述方案，所述的波導腔體優(yōu)選矩形波導腔體。按上述方案，所述的復合結(jié)構(gòu)材料基材優(yōu)選低損耗、小介電常數(shù)基材。低損耗、小介電常數(shù)基材可以減小復合結(jié)構(gòu)材料引起的信號的反射和衰減。采用上述技術(shù)方案的有益效果是
I、通過復合結(jié)構(gòu)材料對大功率微波信號進行分布式的吸收反射，極大的提高了整個限幅器的功率承受能力。2、對于大功率微波信號而言,頻率選擇表面的諧振頻率出現(xiàn)明顯變化,原來的通帶變?yōu)樽鑾В蠊β饰⒉ㄐ盘柋晃辗瓷洹?br> 3、由于采用半導體元件陣列對大功率微波信號進行吸收或反射，增大了整個限幅器的功率承受能力。4、對于在波導內(nèi)傳輸?shù)恼＝邮苄盘柖?，波導?nèi)頻率選擇表面的諧振頻率正好與接受信號的頻率相同，上述防護裝置對正常信號的影響很小。本限幅器被安裝在設(shè)備接受通道上的波導之間，性能穩(wěn)定可靠，安裝使用方便。


圖I為本發(fā)明大功率微波限幅器結(jié)構(gòu)示意圖。圖2為本發(fā)明一個實施例中半導體元件加載頻率選擇表面構(gòu)成示意圖。
圖3為本發(fā)明一個實施例中頻率選擇表面環(huán)狀縫隙的一個周期單元結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施例方式下面結(jié)合

本發(fā)明的一種實施方式，圖I為本發(fā)明大功率微波限幅器結(jié)構(gòu)示意圖。根據(jù)接收機工作頻率選取兩段一定尺寸的矩形波導I和矩形波導2，使得在波導內(nèi)的正常信號以TEOl傳播。其中，復合結(jié)構(gòu)材料基材3選用薄pcb板,在薄pcb板上加工帶有周期性的形狀、尺寸完全相同的縫隙結(jié)構(gòu)41的頻率選擇表面4。圖2為半導體元件加載頻率選擇表面構(gòu)成示意圖，其中虛線框范圍即為頻率選擇表面的一個周期單元，虛線框內(nèi)的區(qū)域即為周期單元內(nèi)縫隙41的形狀，限幅元器件為半導體元件5加載在縫隙41的兩端。在頻率選擇表面4每一個縫隙41的相同位置處焊接半導體元件5，半導體元件5的兩端焊接在縫隙兩邊的銅箔上，全部半導體元件構(gòu)成半導體元件陣列，限幅元器件5的附加電容特性使得頻率選擇表面的諧振頻率剛好與被防護電子接受設(shè)備工作頻率完全相同。以上周期性的縫隙結(jié)構(gòu)也可為環(huán)狀開口，如圖3(環(huán)形周期性結(jié)構(gòu)單元)，或其他形狀的開口或縫隙結(jié)構(gòu)。以上所述的半導體元件可選用肖特基二極管或PIN 二極管。最后利用螺釘將復合結(jié)構(gòu)材料固定在矩形波導I和矩形波導2之間，此時矩形波導和復合結(jié)構(gòu)材料共同構(gòu)成了大功率微波限幅器。
權(quán)利要求
1.一種大功率微波限幅器，其特征在于包括一對波導腔體，與波導腔體大小相適應(yīng)的復合結(jié)構(gòu)材料基材和頻率選擇表面，以及加載在頻率選擇表面上的半導體元件，所述復合結(jié)構(gòu)材料基材與頻率選擇表面以及加載在頻率選擇表面上的半導體元件一起構(gòu)成復合結(jié)構(gòu)材料，復合結(jié)構(gòu)材料固定在波導腔體之間。
2.如權(quán)利要求I所述的大功率微波限幅器，其特征在于所述的頻率選擇表面對應(yīng)波導腔體內(nèi)空腔截面的部分周期性存在形狀、尺寸完全相同的開口或縫隙。
3.如權(quán)利要求2所述的大功率微波限幅器，所述的半導體元件焊接在頻率選擇表面上的每一個開口或縫隙的相同位置，全部半導體元件構(gòu)成半導體元件陣列。
4.如權(quán)利要求I至3所述的大功率微波限幅器，所述的頻率選擇表面由一層金屬銅箔構(gòu)成。
5.如權(quán)利要求I所述的大功率微波限幅器，所述半導體元件為肖特基二極管或PIN二極管。
6.如權(quán)利要求I所述的大功率微波限幅器，其特征在于所述的波導腔體為矩形波導腔體。
7.如權(quán)利要求I所述的大功率微波限幅器，其特征在于所述的復合結(jié)構(gòu)材料基材為低損耗、小介電常數(shù)基材。
全文摘要
本發(fā)明提供一種大功率微波限幅器，該大功率微波限幅器包括一對波導腔體，與波導腔體大小相適應(yīng)的復合結(jié)構(gòu)材料基材和頻率選擇表面，以及加載在頻率選擇表面上的半導體元件，所述復合結(jié)構(gòu)材料基材與頻率選擇表面以及加載在頻率選擇表面上的半導體元件一起構(gòu)成復合結(jié)構(gòu)材料，復合結(jié)構(gòu)材料固定在波導腔體之間。通過在接收機中應(yīng)用該限幅器，解決傳統(tǒng)限幅器功能承受能力不足進而可能引起接收機射頻前端損壞的問題。本發(fā)明的大功率微波限幅器通過復合結(jié)構(gòu)材料對大功率微波信號進行分布式的吸收反射，極大的提高了整個限幅器的功率承受能力，且對正常信號的影響很小，性能穩(wěn)定可靠，安裝使用方便。
文檔編號H03G11/02GK102882484SQ201210367020
公開日2013年1月16日 申請日期2012年9月28日 優(yōu)先權(quán)日2012年9月28日
發(fā)明者鄧峰, 鄭生全, 朱英富, 易學勤, 丁錦超, 方重華 申請人:中國艦船研究設(shè)計中心