專利名稱：用于增大基于波導的空間功率合成器的性能的方法和設備的制作方法
技術領域：
本發明通常涉及微波信號的放大，產生和控制，具體地，本發明 涉及增大用于電信和雷達/成像系統中的微波信號的空間合成陣列 的性能。
背景技術：
在比如雷達和衛星系統的微波通信系統中廣泛地使用傳輸線至 波導轉換。這些系統可以包括用于相位陣列應用的波導天線或任意 截面的傳統波導。在這些系統中，微波信號在波導和具有最小功率 (插入)損耗和最大信號清晰度的傳輸線之間可以是雙向耦合的。
在圖1 (a)中示出已知的基于波導的空間合成放大器的一個例 子。從左邊上的波導結構入射微波功率，該能量照明幾個開槽線模 塊的兩維陣列，每一個開槽線模塊形成陣列的列。每一個開槽線模 塊由電介質片(dielectric card)構成，在其上裝配至少兩個電路 元件.通過天線，該輸入能量耦合至這些電路元件，該天線向著開 槽線傳輸線逐漸變細。結構變換來自開槽線模式的微波能量成微帶 模式，在與開槽線相對的片的側上印刷微帶導體。微帶上的能量耦 合至電路元件的輸入。以類似的方式，電路元件的輸出耦合至波導。
在圖1 (b)中示出另一個已知的基于波導的空間合成放大器。 在圖1 (b)中，從左邊上的同軸波導結構入射微波功率，該能量照
明幾個開槽線模塊的兩維環狀陣列，每一個開槽線模塊形成陣列的 徑向列。每一個開槽線模塊由電介質片構成，在其上裝配至少兩個 電路元件。通過向著開槽線傳輸線逐漸變細的天線，輸入能量耦合 至這些電路元件。結構變換來自開槽線模式的微波能量成微帶模 式，在與開槽線相對的片的側上印刷微帶導體。微帶上的能量耦合 至電路元件的輸入。以類似的方式，電路元件的輸出耦合至輸出同 軸波導。
字開槽線的使用試圖包括平衡微波傳輸線結構的任何和全部
族，在這種情況中，在電介質襯底的一個或兩個側上印刷的兩個基 本上對稱的導體之間的間隙中集中信號功率.用于這些傳輸線結構 的公共項目包括開槽線，鰭線，對跖的鰭線，單向錄線，雙向錄線 和絕緣鰭線。本申請中術語"開槽線"的使用因此試圖與本領域中 廣泛已知的標準術語一致.
在比如圖1 (a)的現有矩形波導空間功率合成器結構中，矩形 波導中的場強度跟隨正弦分布，結果是結構的中心中的開槽線模塊 比沿著邊緣的開槽線模塊接收更多的功率。類似地，中心模塊的輸 出比邊緣模塊更有效地耦合至波導。信號振幅中的不平衡減小了整 個陣列的功率合成效率.
發明內容
在一個實施例中，本發明提供一種功率合成器設備，包括波導 外殼，其通過支持輸入場的輸入波導部分在輸入側上被限定，并且 通過支持輸出場的輸出波導部分在輸出側上被限定。該功率合成器 設備包括以由波導外殼支持的基本模式，沿著被定義為垂直于傳播 方向和電場方向的方向的H-方向，在輸入波導部分和輸出波導部分 之間的波導外殼內設置的開槽線模塊的陣列，該開槽線模塊的陣列 中的每一個開槽線模塊包括具有輸入部分和輸出部分的電路元件，
線，以及設置在輸出波導部分和電路元件的輸出部分之間的輸出開 槽線天線。該開槽線模塊的陣列中的不同開槽線模塊被設置成依據 波導外殼中開槽線模塊的陣列中的每一個開槽線模塊的位置而具有 改變特性，以便引起開槽線模塊中的信號振幅平衡基本上跟隨規定 的振幅輪廓.
本發明也包括一種增大功率合成陣列中的性能的方法，包括施 加微波信號至具有在其中定位的多個開槽線模塊的波導外殼，每一 個開槽線模塊具有至少一對開槽線天線，其中被施加至波導外殼的 微波信號的場強度在波導外殼的中心處較強，并且在波導外殼的邊 緣處較弱，并且改變開槽線模塊的特性，以便引起通過每一個開槽 線模塊開槽線模塊中的振幅平衡基本上匹配規定的振幅輪廓，
在另一個實施例中，本發明提供一種功率合成器設備，包括波 導外殼，其通過支持輸入場的輸入波導部分在輸入側上被限定，并 且通過支持輸出場的輸出波導部分在輸出側上被限定.功率合成器 設備包括以由波導外殼支持的基本模式，沿著被定義為垂直于傳播
方向(被定義為縱向方向)和電場方向的方向的H-方向，在輸入波 導部分和輸出波導部分之間的波導外殼內設置的開槽線模塊的陣 列，該開槽線模塊的陣列中的每一個開槽線模塊包括具有輸入部分 和輸出部分的電路元件，和開槽線天線對，該開槽線天線對包括設 置在輸入波導部分和電路元件的輸入部分之間的輸入開槽線天線， 以及設置在輸出波導部分和電路元件的輸出部分之間的輸出開槽線 天線。輸入天線和輸出天線的至少一個包括相關的開槽線至微帶轉 換，該相關的開槽線至微帶轉換在其上設置有開槽線天線的電介質 層的一面上具有開槽線傳輸線，并且具有基本上垂直于電介質層的 相對面上的開槽線天線定向的導帶(conducting strip)，該導帶 形成耦合開槽線天線至相關的電路元件的差分驅動的微帶線對。
本發明的前面和其他方面將從實施例的下面的詳細說明而變得 顯而易見，其參照如下面列出的幾幅附圖。
圖1 (a)是現有技術基于波導的空間合成放大器的透視圖1 (b)是現有技術同軸的基于波導的空間合成放大器的透視
圖2是依據本發明的一個實施例的基于波導的空間合成放大器 陣列的透視圖3是依據本發明的一個實施例的用于波導外殼的不同的開槽 線模塊的側視圖4是依據本發明的另一個實施例的用于波導外殼的不同的開 槽線模塊的側視圖5是依據本發明的另一個實施例的基于波導的空間合成放大 器陣列的透視圖6是依據本發明的另一個實施例的開槽線模塊的側視圖；以及
圖7是示出了依據本發明的一個實施例的電路元件和微帶轉換 的電路圖.
具體實施例方式
在本發明的下面的描述中，參照形成其一部分的附圖，并且其中 借助圖示示出說明本發明的原理以及其可以如何實施的示范性實施 例。可以理解，也可以采用其他實施例，以便實施本發明，并且可 以對其進行結構和功能的改變而不脫離本發明的范圍。
本發明的實施例包括可以被實施用以增大空間合成陣列， 一類微 波裝置的性能的系統和方法.這些裝置與傳統的固態和真空管微波 放大器和源(振蕩器)竟爭.本發明公開了通過改變開槽線模塊的 某一特性而完成的，通過依據規定的振幅輪廓調節各個開槽線模塊 中信號的振幅平衡，增大這些空間合成陣列的性能的幾種體系結 構。此外，本發明的實施例包括開槽線至微帶轉換和進一步提高功
率合成效率的延遲均衡結構.這些體系結構不需要被排它地使用； 這些技術中的一個或多個可以一起使用，以便改進空間合成放大器 的性能。
圖2是依據本發明的一個實施例的功率合成陣列的透視圖。在圖 2中，功率合成陣列100包括具有輸入第一端120和輸出第二端130 的波導外殼IIO。沿著H-方向橫向設置，并且基本上與E-方向和在 輸入端120和輸出端130之間延伸的縱向方向對準的是多個開槽線 模塊140。該多個開槽線模塊140中的每一個開槽線模塊140包括開 槽線天線對，所述天線對包括輸入開槽線天線150和輸出開槽線天 線160。在波導外殼110的輸入端120和電路部分170之間設置每一 個輸入開槽線天線150。在波導外殼110的輸出端130和電路部分 170之間設置每一個輸出開槽線天線160。
通過改變開槽線模塊140的特性，以便引起被施加至每一個模塊 的信號振幅基本上跟隨依據沿著波導外殼110中H-方向的模塊位置 的規定的振幅輪廓，本發明增大了功率合成陣列100的性能。當施 加信號時，信號強度跨越波導外殼的中心180最強，并且在波導外 殼的邊緣190處變得較弱。因此，跨越波導外殼110的中心處的開 槽線模塊140的信號振幅不同于跨越波導外殼110的邊緣處的開槽 線模塊140的那些，導致振幅平衡中均勻性的缺乏。
在放大陣列中，電路元件的功率處理能力的完全利用需要每一個
電路元件以其最大信號功率能力的相同分數(fraction)被驅動. 在具有基本上相同的電路元件的模塊的情況中，對于最大功率處理 能力的規定的振幅輪廓將是振幅在這些模塊中基本上相等的分布. 如果不同的模塊具有不同的電路元件，則規定的振幅輪廓可被修 整，以便對每一個電路提供與它的功率處理容量匹配的信號強度. 此外，可以對具有相同或不同電路元件的模塊組規定不均勻的振幅 輪廓，以便優化除了功率處理容量之外的性能度量，比如光謙再生 長性能.
在本發明中，引起信號振幅跟隨規定的振幅輪廓的一種方法是通 過改變至少一個開槽線模塊140上的至少其中一個開槽線天線的縱 向位置。參照圖2，依據波導外殼的輸入端120處和波導外殼的輸出 端130處的規定的物理輪廓200改變開槽線天線的縱向位置，以便 實現規定的振幅輪廊.在一個實施例中，依據沿著波導外殼110中 H-方向的每一個模塊的位置改變不同的開槽線模塊中開槽線天線的 縱向位置，以便實現規定的振幅輪廓。增大波導端120和130與相 對于較遠離波導外殼110的中心定位的模塊的天線沿著H-方向較接 近該中心定位的開槽線模塊的天線之間的距離增大了較遠離該中心 的模塊中功率的相對量，在另一個實施例中，改變開槽線模塊的特 性包括改變輸入和輸出開槽線天線的形狀，以便調節各個開槽線模 塊中的振幅平衡。
在另一個實施例中，可以利用開槽線模塊的電路部分170實施延 遲均衡部分210，以便減小開槽線模塊中的延遲不平衡。延遲均衡的 特征可以在于作為時間延遲的時域，或者作為相位延遲的頻域.例 如，通過將額外長度插進傳輸線路徑，或者通過改變電介質負載而 改變沿著傳輸路徑的傳播常數，可以實現時間延遲均衡.時間延遲 均衡通常具有在廣闊范圍的頻率范圍內工作的優點，通過改變電路 或傳輸路徑中的電抗元件可以實現相位延遲均衡，相位延遲均衡常 常具有小尺寸和易于調節的優點。延遲均衡部分可被配置成用于窄 帶應用的相位延遲均衡，并且可被配置為用于寬帶應用的時間延遲 均衡。需要指出，可以結合用于調節開槽線模塊中的振幅平衡的任 何技術來實施延遲均衡部分210.
圖3和圖4是設置在具有一個或多個電介質層的電介質襯底220
上的開槽線模塊的近視圖.圖3示出了相比較對于用于在波導外殼 110的邊緣190附近定位的開槽線模塊140的開槽線天線160逐漸變 細，對于定位在波導外殼110的中心180處或附近的開槽線模塊140 逐漸變細的開槽線天線160的變化。
圖5是依據用于執行本發明的另一設備和方法的功率合成陣列 IOO的透視圖.通過改變在其上印刷有輸入開槽線天線150，輸出開 槽線天線160,微帶至開槽線轉換，和電路元件170的電介質襯底 220的物理厚度而增大功率合成陣列100的性能。設置在較厚的電介 質襯底220上的開槽線模塊140比具有較薄的電介質襯底220的開 槽線模塊140更強地耦合至輸入和輸出場.因此，在波導外殼110 的邊緣190附近定位具有較厚電介質襯底220的開槽線模塊140，而 在波導外殼110的中心180附近定位具有較薄電介質襯底220的開 槽線模塊140，從而調節各個開槽線模塊140與輸入和輸出場的耦 合，以便匹配規定的振幅輪廓。包括電介質襯底220的材料的介電 常數230也可被改變，以便影響信號振幅。通過改變電介質襯底220 的厚度和/或一個或多個開槽線模塊中的介電常數230，可以調節跨 越該多個開槽線模塊施加的信號振幅的平衡，以便增大功率合成陣 列IOO中的性能。利用該實施例也可以實施延遲均衡部分210,以便
進一步平衡信號延遲的振幅。
用于實施本發明的另一技術包括改變開槽線模塊140上電路元 件的數量。圖6和圖7分別是描述了不同的實施例的開槽線模塊140 的近視圖和電路圖，其中增加了開槽線模塊140上的包括電路元件 部分170的電路元件的數量.通過微帶至開槽線轉換240，輸入開槽 線天線140和輸出開槽線天線150連接至開槽線模塊140上的電路 部分170。這些開槽線至微帶轉換240可以包括如圖6和7中所示的 不同結構。例如，開槽線至微帶轉換240可以是開槽線至2路微帶 轉換250，或開槽線至4路微帶轉換260.應當理解，本發明設想為 了增大功率合成陣列100中的性能可以以任何數量的方式實施開槽 線至微帶轉換。
本發明通常設想轉變開槽線模式的能量至兩路微帶模式的開槽 線至微帶轉換240,在圖6和7的實施例中，本發明采用更完善的開 槽線至4路微帶轉換260。阻抗匹配結構也可被結合到這些開槽線至
微帶轉換240中，在該實施例中，可以從開槽線模塊140耦合或耦 合至開槽線模塊140的電路元件的數量被加倍，以便允許電路元件 被物理地設置成它們的輸出非常接近開槽線至微帶轉換240，最小化 輸出損耗和最大化功率合成效率.延遲均衡部分210也可以與該實 施例一起使用，以便進一步增大功率合成陣列中的性能.
如上面所述的圖7的實施例示出了具有開槽線至4路微帶轉換 260的開槽線模塊140的輸出.在該實施例中，輸入利用開槽線至2 路微帶轉換250和至少一個兩路微帶功率分配器270。微帶功率分配 器270是在功率合成陣列100領域中通常使用的裝置。此外， 一些 微帶功率分配器270，比如Wilkinsor功率分配器，將兩個分開的端 口彼此隔離.因此，在該實施例中，通過兩路微帶功率分配器270, 將開槽線模塊140上的各個電路元件彼此隔離。整個空間合成陣列 100因此較不易受電路元件之間的串擾的影響，并因此更穩定，并且 對各個電路元件中的變化或故障較不敏感。延遲均衡部分210也可 被實施，以便進一步增大功率合成陣列100的性能.此外，如前述， 該實施例可被概括為并入開槽線至N路微帶轉換240。
在該實施例中，輸入開槽線天線150和輸出開槽線天線160中 的至少一個包括在其上設置有開槽線天線的電介質層的一面上具有 開槽線傳輸線的相關的開槽線至微帶轉換240。還包括的可以是基本 上垂直于電介質層的相對面上的開槽線天線定向的導帶。該導帶形 成耦合開槽線天線至相關的電路元件170的兩對或更多對差分驅動 的微帶線。該兩對或更多對差分驅動的微帶線可以被分開沿開槽線 模塊140基本上等于工作頻率下的整數個四分之一波長的距離。此 外，該兩對或更多對差分驅動的微帶線可以通過開槽線模塊140的 電路元件140中的至少兩組部件分離施加至波導外殼110的信號。 功率分配器270連接開槽線至微帶轉換至電路元件170的部件，并 且被配置成隔離電路元件170中的部件。
進一步應當理解的是，利用同軸體系結構，在圖6和7中所示的 以及在前面的段落中所描述的實施例可被應用于空間功率合成器陣 列100，以便增加耦合至單獨的開槽線模塊140或從單獨的開槽線模 塊140耦合的電路元件的數量。此外，任何數量的不同電路元件和 不同的開槽線至N路微帶轉換240可被組合，以便實現本發明中的
期望結果.因此，本發明不局限于在附圖中示出的電路結構，并且
本領域技術人員將認識到，波導外殼100中的不同開槽線模塊140 可以具有為了實現功率合成陣列100中的增大的性能而設計的不同 的電路結構。
用于實施本發明的另一技術包括改變用于開槽線模塊140的電 路元件部分170中的電路元件的特性。在該技術中，電路元件的特 性，比如功率處理容量，被改變成基本上匹配信號振幅.在一個實 施例中，在至少一個開槽線模塊140的電路元件部分170中改變放 大器的偏壓，以便增大功率合成陣列100的性能。應當理解，可以 采用任何數量的開槽線模塊140上的電路元件的任何特性，其在被 相當大地改變時將元件特性與信號振幅輪廓匹配.此外，本發明設 想任何數量的開槽線模塊140上被改變的電路元件的任何組合.如 同在這里討論的其他技術和實施例，可以采用延遲均衡部分210，以 便進一步增大功率合成陣列100的性能，
應當理解，可以采用其他實施例，并且可以進行結構和功能變化 而不脫離本發明的范圍。為了描述和說明用途已經提出了本發明的 實施例的前面的說明.不試圖詳盡或限制本發明于公開的精確形 式。因此，考慮到上面的教導，多種修改和變形是可以的。例如， 改變電路元件和開槽線天線的特性的任何組合可以產生功率合成陣 列100的可接受的性能增大。此外，改變每一個開槽線模塊之間的 空間的量也可以增大功率合成陣列100的性能。此外，也可以利用 本發明的實施例作為增大功率合成陣列的性能的手段來基本上均衡 信號振幅。因此試圖不由該詳細的描述限制本發明的范圍。
權利要求
1、一種功率合成器設備，包括波導外殼，其通過支持輸入場的輸入波導部分在輸入側上被限定，并且通過支持輸出場的輸出波導部分在輸出側上被限定；以及開槽線模塊的陣列，其以由波導外殼支持的基本模式沿著被定義為垂直于傳播方向和電場方向的方向的H-方向被設置在輸入波導部分和輸出波導部分之間的波導外殼內，該開槽線模塊的陣列中的每一個開槽線模塊包括具有輸入部分和輸出部分的電路元件，設置在輸入波導部分和電路元件的輸入部分之間的輸入開槽線天線，以及設置在輸出波導部分和電路元件的輸出部分之間的輸出開槽線天線；其中該開槽線模塊的陣列內的不同開槽線模塊被配置成具有依據波導外殼內的該開槽線模塊的陣列中的每一個開槽線模塊的H-方向上的位置改變的特性，以便引起開槽線模塊中的信號振幅平衡基本上跟隨規定的振幅輪廓。
2、 權利要求1的功率合成器設備，其中依據波導外殼內沿著H-方向的每一個開槽線模塊的位置改變沿著每一個開槽線模塊中的輸 入開槽線天線和輸出開槽線天線中的至少一個的輸入波導部分和輸 出波導部分之間的方向的縱向位置，
3、 權利要求2的功率合成器設備，其中對于在沿著H-方向的波導外殼的中心附近的每一個開槽線模塊，輸入開槽線天線的縱向位 置距離輸入波導部分較遠，并且輸出開槽線天線的縱向位置距離輸 出波導部分較遠.
4、 權利要求2的功率合成器設備，其中對于波導外殼的邊緣附 近的每一個開槽線模塊，輸入開槽線天線的縱向位置更靠近輸入波 導部分，并且輸出開槽線天線的縱向位置更靠近輸出波導部分。
5、 權利要求2的功率合成器設備，其中至少一個開槽線模塊中 的電路元件包括延遲均衡部分，該延遲均衡部分通過該至少一個開 槽線模塊控制從輸入場至輸出場的信號延遲并且被配置成通過該多個開槽線模塊基本上均衡從輸入場至輸出場的信號延遲。
6、 權利要求5的功率合成器設備，其中延遲均衡部分包括相位延遲均衡網絡。
7、 權利要求5的功率合成器設備，其中延遲均衡部分包括時間延遲均衡網絡.
8、 權利要求1的功率合成器設備，其中依據波導外殼內沿著H-方向的每一個開槽線模塊的位置改變每一個開槽線模塊中輸入開槽線天線和輸出開槽線天線中的至少一個的形狀.
9、 權利要求8的功率合成器設備，其中至少一個開槽線模塊中的電路元件包括延遲均衡部分，該延遲均衡部分通過該至少一個開槽線模塊控制從輸入場至輸出場的信號延遲并且被配置成通過該多 個開槽線模塊基本上均衡從輸入場至輸出場的信號延遲.
10、 權利要求9的功率合成器設備，其中延遲均衡部分包括相位延遲均衡網絡。
11、 權利要求9的功率合成器設備，其中延遲均衡部分包括時間延遲均衡網絡.
12、 權利要求1的功率合成器設備，其中輸入開槽線天線和輸出 開槽線天線中的至少一個包括相關的開槽線至微帶轉換，該相關的開槽線至微帶轉換在其上設置有開槽線天線的電介質層的面上具有開槽線傳輸線，并且具有基本上垂直于電介質層的相對面上的開槽線天線定向的導帶，該導帶形成耦合開槽線天線至相關的電路元件的差分驅動的微帶線對.
13、 權利要求12的功率合成器設備，其中借助至少一個阻抗變換部分，導帶接合至該對差分驅動的微帶線對.
14、 權利要求12的功率合成器設備，其中至少一個開槽線模塊中的電路元件包括延遲均衡部分，該延遲均衡部分通過該至少一個開槽線模塊控制從輸入場至輸出場的信號延遲并且被配置成通過該 多個開槽線模塊基本上均衡從輸入場至輸出場的信號延遲。
15、 權利要求14的功率合成器設備，其中延遲均衡部分包括相位延遲均衡網絡。
16、 權利要求14的功率合成器設備，其中延遲均衡部分包括時間延遲均衡網絡。
17、 權利要求1的功率合成器設備，其中輸入開槽線天線和輸出開槽線天線中的至少一個包括相關的開槽線至微帶轉換，該相關的開槽線至微帶轉換在其上設置有開槽線天線的電介質層的面上具有開槽線傳輸線，并且具有基本上垂直于電介質層的相對面上的開槽 線天線定向的導帶，該導帶形成耦合開槽線天線至相關的電路元件 的差分驅動的微帶線對，并且其中依據沿著接合輸入部分和輸出部分的H-方向的開槽線模塊的位置，通過改變其上形成有每一個輸入 開槽線天線和輸出開槽線天線的電介質襯底的厚度增大開槽線模塊 中信號振幅的均勻性。
18、 權利要求17的功率合成器設備，其中至少一個開槽線模塊 中的電路元件包括延遲均衡部分，該延遲均衡部分通過該至少一個 開槽線模塊控制從輸入場至輸出場的信號延遲并且被配置成通過該多個開槽線模塊基本上均衡從輸入場至輸出場的信號延遲。
19、 權利要求18的功率合成器設備，其中延遲均衡部分包括相位延遲均衡網絡。
20、 權利要求18的功率合成器設備，其中延遲均衡部分包括時 間延遲均衡網絡.
21、 權利要求1的功率合成器設備，其中輸入開槽線天線和輸出 開槽線天線中的至少一個包括相關的開槽線至微帶轉換，該相關的 開槽線至微帶轉換在其上設置有開槽線天線的電介質層的面上具有 開槽線傳輸線，并且具有基本上垂直于電介質層的相對面上的開槽 線天線定向的導帶，該導帶形成耦合開槽線天線至相關的電路元件 的差分驅動的微帶線對，并且其中依據沿著接合輸入部分和輸出部 分的H-方向的開槽線模塊的位置，通過改變其上形成有每一個輸入 開槽線天線和輸出開槽線天線的電介質襯底的介電常數增大開槽線 模塊中信號振幅的均勻性.
22、 權利要求21的功率合成器設備，其中至少一個開槽線模塊 中的電路元件包括延遲均衡部分，該延遲均衡部分通過該至少一個 開槽線模塊控制從輸入場至輸出場的信號延遲并且被配置成通過該 多個開槽線模塊基本上均衡從輸入場至輸出場的信號延遲。
23、 權利要求22的功率合成器設備，其中延遲均衡部分包括相 位延遲均衡網絡，
24、 權利要求22的功率合成器設備，其中延遲均衡部分包括時 間延遲均衡網絡。
25、 權利要求1的功率合成器設備，其中輸入開槽線天線和輸出 開槽線天線中的至少一個包括相關的開槽線至微帶轉換，該相關的 開槽線至微帶轉換在其上設置有開槽線天線的電介質層的面上具有 開槽線傳輸線，并且具有基本上垂直于電介質層的相對面上的開槽 線天線定向的導帶，該導帶形成耦合開槽線天線至相關的電路元件 的兩對或更多對差分驅動的微帶線，
26、 權利要求25的功率合成器設備，其中該兩對或更多對差分 驅動的微帶線被分開了沿開槽線模塊基本上等于工作頻率下的整數 個四分之一波長的距離.
27、 權利要求25的功率合成器設備，其中該兩對或更多對差分 驅動的微帶線通過開槽線模塊的電路元件中的至少兩組部件分離施 加至波導外殼的信號.
28、 權利要求27的功率合成器設備，進一步包括連接開槽線至 微帶轉換至電路元件的部件的功率分配器.
29、 權利要求28的功率合成設備，其中功率分配器被配置成隔 離電路元件中的部件。
30、 一種功率合成陣列，包括波導外殼，其具有耦合至波導輸入的第一端和耦合至波導輸出的第;在波導外殼內定位的多個開槽線模塊，每一個開槽線模塊包括至 少一對開槽線天線，該至少一對開槽線天線包括在開槽線模塊的第 一端附近的第一開槽線天線，以及在開槽線模塊的第二端附近的第二開槽線天線；以及電路元件部分，該電路元件部分耦合至該對開槽線天線中的每一 個開槽線天線，其中相對于波導外殼的第一和第二端定位第一和第 二開槽線天線，以便引起開槽線模塊中的振幅平衡基本上匹配規定 的振幅輪廓。
31、 權利要求30的功率合成器設備，其中至少一個開槽線模塊 中的電路元件包括延遲均衡部分，該延遲均衡部分通過該至少一個 開槽線模塊控制從輸入場至輸出場的信號延遲并且被配置成通過該 多個開槽線模塊基本上均衡從輸入場至輸出場的信號延遲。
32、 權利要求31的功率合成陣列，其中延遲均衡部分包括時間 延遲均衡網絡。
33、 權利要求31的功率合成陣列，其中延遲均衡部分包括相位 延遲均衡網絡。
34、 權利要求30的功率合成陣列，其中不同的開槽線模塊的第 一和第二開槽線天線的特性被改變，使得一個開槽線模塊的開槽線 天線結構不同于波導外殼內另一個開槽線模塊的開槽線天線結構。
35、 一種功率合成陣列，包括波導外殼，其具有耦合至波導輸入的第一端和耦合至波導輸出的 第二端；在波導外殼內定位的多個開槽線模塊，每一個被印刷在電介質襯 底上并且包括至少一對開槽線天線，該對開槽線天線中的笫一開槽 線天線在開槽線模塊的第一端附近，并且該對開槽線天線中的第二 開槽線天線在開槽線模塊的第二端附近；以及電路元件部分，該電路元件部分耦合至該對開槽線天線中的每一 個開槽線天線，其中每一個開槽線天線的介電厚度被改變以引起開槽線模塊中的振幅平衡基本上匹配跨越該多個開槽線模塊的規定的 振幅輪廊。
36、 權利要求35的功率合成陣列，其中所述介電厚度被改變使 得用于在波導外殼的中心附近定位的開槽線模塊的電介質襯底薄于 用于在波導外殼的邊緣附近定位的開槽線模塊的電介質襯底。
37、 權利要求36的功率合成陣列，其中由其構造選擇的開槽線 模塊的材料的介電常數被改變以進一步引起開槽線模塊中的振幅平 衡基本上匹配跨越該多個開槽線模塊的規定的振幅輪廓，
38、 權利要求35的功率合成器設備，其中至少一個開槽線模塊 中的電路元件包括延遲均衡部分，該延遲均衡部分通過該至少一個 開槽線模塊控制從輸入場至輸出場的信號延遲并且被配置成通過該 多個開槽線模塊基本上均衡從輸入場至輸出場的信號延遲，
39、 權利要求38的功率合成陣列，其中延遲均衡部分包括時間 延遲均衡網絡。
40、 權利要求38的功率合成陣列，其中延遲均衡部分包括相位 延遲均衡網絡。
41、 一種功率合成陣列，包括波導外殼，其具有耦合至波導輸入的第一端和耦合至波導輸出的 第■— ^;在波導外殼內定位的多個開槽線模塊，每一個被印刷在電介質襯 底上并且包括至少一對開槽線天線，該對開槽線天線中的第一開槽 線天線在開槽線模塊的第一端附近，并且該對開槽線天線中的笫二開槽線天線在開槽線模塊的第二端附近；以及電路元件部分，該電路元件部分耦合至該對開槽線天線中的每一 個開槽線天線，其中由其構造選擇的開槽線模塊的材料的介電常數 被改變以引起開槽線模塊中的振幅平衡基本上匹配規定的振幅輪 廓。
42、 權利要求41的功率合成陣列，其中電介質襯底的厚度被改 變以進一步引起開槽線模塊中的振幅平衡基本上匹配跨越該多個開 槽線模塊的規定的振幅輪廓，使得用于在波導外殼的中心附近定位 的開槽線模塊的電介質襯底薄于用于在波導外殼的邊緣附近定位的 開槽線模塊的電介質襯底。
43、 權利要求42的功率合成器設備，其中至少一個開槽線模塊 中的電路元件包括延遲均衡部分，該延遲均衡部分通過該至少一個 開槽線模塊控制從輸入場至輸出場的信號延遲并且被配置成通過該 多個開槽線模塊基本上均衡從輸入場至輸出場的信號延遲。
44、 權利要求43的功率合成陣列，其中延遲均衡部分包括時間 延遲均衡網絡。
45、 權利要求43的功率合成陣列，其中延遲均衡部分包括相位 延遲均衡網絡，
46、 一種增大功率合成陣列中的性能的方法，包括 施加微波信號至具有在其中定位的多個開槽線模塊的波導外殼，每一個開槽線模塊具有至少一對開槽線天線，其中被施加至波 導外殼的微波信號的場強度在波導外殼的中心處較強，并且在波導 外殼的邊緣處較弱；以及改變開槽線模塊的特性以引起通過每一個開槽線模塊開槽線模 塊中的振幅平衡基本上匹配規定的振幅輪廓，
47、 權利要求46的方法，其中改變開槽線模塊的特性進一步包 括改變該多個開槽線模塊中至少一對開槽線天線的縱向位置。
48、 權利要求46的方法，進一步包括在該多個開槽線模塊中的 至少一個開槽線模塊的電路元件部分中實施延遲均衡部分，該延遲均衡部分被配置成通過該多個開槽線模塊中的任何電路元件部分，基本上均衡從輸入場至輸出場的信號延遲，
49、 權利要求48的方法，其中延遲均衡部分包括時間延遲均衡 網絡。
50、 權利要求48的方法，其中延遲均衡部分包括相位延遲均衡 網絡。
51、 權利要求46的方法，其中改變開槽線模塊的特性進一步包 括改變電介質襯底的厚度，在該電介質襯底上設置有該多個開槽線 模塊中的該至少一對開槽線天線.
52、 權利要求51的方法，進一步包括在該多個開槽線模塊中的 至'少一個開槽線模塊的電路元件部分中實施延遲均衡部分，該延遲 均衡部分通過該至少一個開槽線模塊控制從輸入場至輸出場的信號 延遲并且被配置成通過該多個開槽線模塊基本上均衡從輸入場至輸 出場的信號延遲。
53、 權利要求52的方法，其中延遲均衡部分包括時間延遲均衡 網絡。
54、 權利要求52的方法，其中延遲均衡部分包括相位延遲均衡 網絡。
55、 權利要求46的方法，其中改變開槽線模塊的特性進一步包 括改變在其上構造該至少一對開槽線天線的材料的介電常數。
56、 權利要求55的方法，進一步包括在該多個開槽線模塊中的 至少一個開槽線模塊的電路元件部分中實施延遲均衡部分，該延遲 均衡部分通過該至少一個開槽線模塊控制從輸入場至輸出場的信號 延遲并且被配置成通過該多個開槽線模塊基本上均衡從輸入場至輸 出場的信號延遲。
57、 權利要求56的方法，其中延遲均衡部分包括時間延遲均衡 網絡。
58、 權利要求56的方法，其中延遲均衡部分包括相位延遲均衡 網絡。
59、 權利要求"的方法，其中改變開槽線模塊的特性進一步包 括改變其上設置有該多個開槽線模塊中的該至少一對開槽線天線的 電介質襯底的厚度，以及改變在其上構造該至少一對開槽線天線的 材料的介電常數.
60、 權利要求59的方法，進一步包括在該多個開槽線模塊中的 至少一個開槽線模塊的電路元件部分中實施延遲均衡部分，該延遲 均衡部分通過該至少一個開槽線模塊控制從輸入場至輸出場的信號 延遲并且被配置成通過該多個開槽線模塊基本上均衡從輸入場至輸 出場的信號延遲.
61、 權利要求60的方法，其中延遲均衡部分包括時間延遲均衡 網絡。
62、 權利要求60的方法，其中延遲均衡部分包括相位延遲均衡 網絡。
63、 一種增大功率合成陣列中的性能的方法，包括 施加微波信號至具有在其中定位的多個開槽線模塊的波導外殼，每一個開槽線模塊具有至少一對開槽線天線，其中被施加至波 導外殼的微波信號的場強度在波導外殼的中心處較強，并且在波導 外殼的邊緣處較弱；以及改變該多個開槽線模塊中該至少一對開槽線天線的縱向位置，以 引起通過每一個開槽線模塊開槽線模塊中的振幅平衡基本上匹配規 定的振幅輪廓.
64、 權利要求63的方法，其中改變該至少一對開槽線天線的縱 向位置進一步包括改變該至少一對開槽線天線的特性，使得一個開 槽線模塊的開槽線天線結構不同于波導外殼內另一個開槽線模塊的 開槽線天線結構。
65、 權利要求63的方法，進一步包括在該多個開槽線模塊中的 至少一個開槽線模塊的電路部分中實施延遲均衡部分，該延遲均衡 部分通過該至少一個開槽線模塊控制從輸入場至輸出場的信號延遲 并且被配置成通過該多個開槽線模塊基本上均衡從輸入場至輸出場 的信號延遲.
66、 權利要求65的方法，其中延遲均衡部分包括時間延遲均衡 網絡。
67、 權利要求65的方法，其中延遲均衡部分包括相位延遲均衡 網絡。
68、 一種增大功率合成陣列中的性能的方法，包括 施加微波信號至具有在其中定位的多個開槽線模塊的波導外殼，每一個開槽線模塊具有至少一對開槽線天線，其中被施加至波 導外殼的微波信號的場強度在波導外殼的中心處較強，并且在波導 外殼的邊緣處較弱；以及改變該至少一對開槽線天線的特性，使得一個開槽線模塊的開槽 線天線結構不同于波導外殼內另一個開槽線模塊的開槽線天線結 構，以引起通過每一個開槽線模塊開槽線模塊中的振幅平衡基本上 匹配規定的振幅輪廓.
69、 權利要求68的方法，進一步包括在該多個開槽線模塊中的至少一個開槽線模塊的電路元件部分中實施延遲均衡部分，該延遲 均衡部分通過該至少一個開槽線模塊控制從輸入場至輸出場的信號 延遲并且被配置成通過該多個開槽線模塊基本上均衡從輸入場至輸 出場的信號延遲.
70、 權利要求69的方法，其中延遲均衡部分包括時間延遲均衡 網絡。
71、 權利要求69的方法，其中延遲均衡部分包括相位延遲均衡 網絡。
72、 一種增大功率合成陣列中的性能的方法，包括 施加微波信號至具有在其中定位的多個開槽線模塊的波導外殼，每一個開槽線模塊具有至少一對開槽線天線，其中被施加至波 導外殼的微波信號的場強度在波導外殼的中心處較強，并且在波導 外殼的邊緣處較弱；以及改變其上設置有該至少一對開槽線天線的電介質襯底的厚度，以 引起通過每一個開槽線模塊開槽線模塊中的振幅平衡基本上匹配規 定的振幅輪廓。
73、 權利要求72的方法，其中進一步包括改變由其構造該多個開槽線模塊中的至少一個開槽線模塊的材料的介電常數。
74、 權利要求72的方法，進一步包括在該多個開槽線模塊中的至少一個開槽線模塊的電路元件部分中實施延遲均衡部分，該延遲 均衡部分通過該至少一個開槽線模塊控制從輸入場至輸出場的信號 延遲并且被配置成通過該多個開槽線模塊基本上均衡從輸入場至輸出場的信號延遲。
75、 權利要求74的方法，其中延遲均衡部分包括時間延遲均衡 網絡。
76、 權利要求74的方法，其中延遲均衡部分包括相位延遲均衡 網絡.
77、 一種增大功率合成陣列中的性能的方法，包括 施加微波信號至具有在其中定位的多個開槽線模塊的波導外殼，每一個開槽線模塊具有至少一對開槽線天線，其中被施加至波 導外殼的微波信號的場強度在波導外殼的中心處較強，并且在波導 外殼的邊緣處較弱；以及改變其上設置有該至少一對開槽線天線的電介質襯底的厚度，以 引起通過每一個開槽線模塊開槽線模塊中的振幅平衡基本上匹配規 定的振幅輪廓；以及改變由其構造該至少一對開槽線天線的材料的介電常數。
78、 權利要求77的方法，進一步包括在該多個開槽線模塊中的 至少一個開槽線模塊的電路元件部分中實施延遲均衡部分，該延遲 均衡部分通過該至少一個開槽線模塊控制從輸入場至輸出場的信號 延遲并且被配置成通過該多個開槽線模塊基本上均衡從輸入場至輸 出場的信號延遲。
79、 權利要求78的方法，其中延遲均衡部分包括時間延遲均衡 網絡。
80、 權利要求78的方法，其中延遲均衡部分包括相位延遲均衡 網絡。
81、 一種功率合成器設備，包括波導外殼，其通過支持輸入場的輸入波導部分在輸入側上被限 定，并且通過支持榆出場的輸出波導部分在輸出側上被限定；以及開槽線模塊的陣列，其以由波導外殼支持的基本模式沿著被定義 為垂直于傳播方向和電場方向的方向的H-方向被設置在輸入波導部 分和輸出波導部分之間的波導外殼內，該開槽線模塊的陣列中的每 一個開槽線模塊包括具有輸入部分和輸出部分的電路元件，和開槽 線天線對，該開槽線天線對包括設置在輸入波導部分和電路元件的 輸入部分之間的輸入開槽線天線，以及設置在輸出波導部分和電路元件的輸出部分之間的輸出開槽線天線；其中輸入天線和輸出天線中的至少一個包括相關的開槽線至微 帶轉換，該相關的開槽線至微帶轉換在其上設置有開槽線天線的電 介質層的一面上具有開槽線傳輸線，并且具有基本上垂直于電介質 層的相對面上的開槽線天線定向的導帶，該導帶形成耦合開槽線天 線至相關的電路元件的差分驅動的微帶線對。
82、 權利要求81的功率合成陣列，進一步包括在該多個開槽線 模塊中的至少一個開槽線模塊的電路元件中的延遲均衡部分，該延 遲均衡部分通過該至少一個開槽線模塊控制從輸入場至輸出場的信號延遲并且被配置成通過該多個開槽線模塊基本上均衡從輸入場至 輸出場的信號延遲。
83、 權利要求82的功率合成陣列，其中延遲均衡部分包括時間 延遲均衡網絡。
84、 權利要求82的功率合成陣列，其中延遲均衡部分包括相位 延遲均衡網絡。
85、 一種功率合成器設備，包括波導外殼，其通過支持輸入場的輸入波導部分在輸入側上被限 定，并且通過支持輸出場的輸出波導部分在輸出側上被限定；以及開槽線模塊的陣列，其以由波導外殼支持的基本模式沿著被定義 為垂直于傳播方向和電場方向的方向的H-方向被設置在輸入波導部 分和輸出波導部分之間的波導外殼內，該開槽線模塊的陣列中的每 一個開槽線模塊包括具有輸入部分和輸出部分的電路元件，和開槽 線天線對，該開槽線天線對包括設置在輸入波導部分和電路元件的 輸入部分之間的輸入開槽線天線，以及設置在輸出波導部分和電路 元件的輸出部分之間的輸出開槽線天線；其中輸入天線和輸出天線中的至少一個包括相關的開槽線至微 帶轉換，該相關的開槽線至微帶轉換在其上設置有開槽線天線的電 介質層的一面上具有開槽線傳輸線，并且具有基本上垂直于電介質 層的相對面上的開槽線天線定向的導帶，該導帶形成耦合開槽線天 線至相關的電路元件的兩對或更多對差分驅動的微帶線。
86、 權利要求85的功率合成器設備，其中該兩對或更多對差分 驅動的微帶線被分開了沿開槽線模塊基本上等于工作頻率下的整數個四分之一波長的距離。
87、 權利要求85的功率合成器設備，其中該兩對或更多對差分 驅動的微帶線通過開槽線模塊的電路元件中的至少兩組部件分離施 加至波導外殼的信號。
88、 權利要求87的功率合成器設備，進一步包括連接開槽線至 微帶轉換至電路元件的部件的功率分配器.
89、 權利要求88的功率合成設備，其中功率分配器被配置成隔 離電路元件中的部件。
全文摘要
一種功率合成陣列和增大功率合成陣列中的性能的方法包括具有設置于其中的多個開槽線模塊的波導外殼。所述開槽線模塊包括具有改變的物理特性的輸入和輸出天線，以便克服跨越開槽線模塊的場強度的差，并且解決相位改變。該改變的物理特性包括縱向位置，厚度，介電常數和電路元件結構的差別。需要強調的是，提供該摘要用于遵守需要該摘要的規則，該摘要將允許搜尋者或其他讀者快速地確定技術公開的主題。可以理解它的提交將不用于解釋或限制權利要求的范圍或意義。
文檔編號H01P5/12GK101189754SQ200680015770
公開日2008年5月28日 申請日期2006年3月8日 優先權日2005年3月8日
發明者B·C·德克曼, C·-T·張, J·J·羅森伯格, M·P·小德利西奧 申請人:波流公司