本發(fā)明涉及微波信號(hào)產(chǎn)生技術(shù)領(lǐng)域，具體公開了一種基于多工器的多波束微波源。一種基于多工器的多波束微波源，該微波源包括第一多工器第二多工器以及定性耦合器，其中，第一多工器的若干和輸出端通過微波放大器組與第二多工器的輸入端相連接，第二多工器的輸出端與定向耦合器的輸入端相連接，同時(shí)，第一多工器的耦合端與第一多工器的輸入端相連。本發(fā)明所述的一種基于多工器的多波束微波源，能夠同時(shí)輸出多個(gè)頻率的微波信號(hào)源，且具有成本低、頻率穩(wěn)定度高、功率平坦度高、容易維護(hù)且相噪低、頻率可調(diào)等優(yōu)點(diǎn)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于微波信號(hào)產(chǎn)生技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種基于多工器的多波束微波源。

背景技術(shù)

梳狀頻率信號(hào)發(fā)生器在電子電路、無線射頻和微波等領(lǐng)域有非常重要的應(yīng)用。其可以作為多個(gè)頻率信號(hào)源，用于不同頻率點(diǎn)的測(cè)量。

在受控核聚變實(shí)驗(yàn)研究中，等離子體內(nèi)部不同尺度的湍流擾動(dòng)和分布決定著等離子體的約束與輸運(yùn)，獲得這些不同尺度擾動(dòng)之間的關(guān)系對(duì)于研究等離子體物理和等離子體剖安全控制有重要的幫助作用。微波反射是測(cè)量等離子體湍流分布重要的診斷之一，其基本原理是利用微波在等離子內(nèi)部電子密度截止層的上反射。為實(shí)現(xiàn)等離子體內(nèi)部電子密度擾動(dòng)和分布等參數(shù)測(cè)量，需要同時(shí)發(fā)射多個(gè)頻率不同的微波到等離子體內(nèi)部，這些不同頻率的微波在不同的電子密度截止層反射，可以同時(shí)攜帶出等離子體內(nèi)部反射截止層的擾動(dòng)和分布信息，因此多個(gè)頻率的梳狀頻率陣列信號(hào)發(fā)生器是實(shí)現(xiàn)多空間點(diǎn)測(cè)量測(cè)量的核心。梳狀頻率陣列目前有三種主要產(chǎn)生方法：第一種為采用多個(gè)獨(dú)立的微波源合成。由于采用多個(gè)獨(dú)立的微波源成本較高，測(cè)量的范圍也比較受限制，實(shí)用性不強(qiáng)，這種方法目前也只有德國ASDEX-U裝置采用了兩套獨(dú)立的微波測(cè)量系統(tǒng)，只能獲得兩個(gè)空間點(diǎn)的同時(shí)測(cè)量。第二種為采用混頻器變頻，由于混頻器變頻效率問題，高次的信號(hào)頻率功率較差，頻率陣列數(shù)量也較少。第三種主要采用非線性器件，如階躍二極管或者用壓控振蕩器(VCO)調(diào)制產(chǎn)生多次倍頻信號(hào)或調(diào)制信號(hào)，但是通常階躍二極管的中頻帶寬較窄，另外也比較難于達(dá)到微波頻段，通過倍頻后，各個(gè)頻率點(diǎn)的功率一致性不易控制。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種基于多工器的多波束微波源，解決現(xiàn)有技術(shù)中產(chǎn)生多個(gè)頻率信號(hào)陣列時(shí)，多個(gè)信號(hào)源成本較高、毫米波源調(diào)制頻率較低、帶寬較窄等限制。

本發(fā)明的技術(shù)方案如下：一種基于多工器的多波束微波源，該微波源包括第一多工器第二多工器以及定性耦合器，其中，第一多工器的若干和輸出端通過微波放大器組與第二多工器的輸入端相連接，第二多工器的輸出端與定向耦合器的輸入端相連接，同時(shí)，第一多工器的耦合端與第一多工器的輸入端相連。

所述的第一多工器和所述的第二多工器均為相同的微波段或射頻段多工器，其輸入端與輸出端可以互異。

所述的第一多工器和所述的第二多工器輸出端的數(shù)量由需要產(chǎn)生的梳狀頻率數(shù)量確定，且每個(gè)輸出端的濾波頻率帶寬互不疊加、不相互加載，使每個(gè)輸出端之間保持高度隔離，其隔離度達(dá)到40dB以上。

所述的第一多工器和所述的第二多工器的每個(gè)輸出端濾波頻率為一峰化的通帶分布，且?guī)捿^窄，毫米波頻段通常為50MHz；所述的第一多工器和所述的第二多工器輸出端可實(shí)現(xiàn)2～32個(gè)輸出。

所述的微波放大器組與所述第一多工器的輸出端數(shù)量相匹配，并一一對(duì)應(yīng)連接；所述微波放大器組的增益大于所述第一多工器和第二多工器組成的多工器回路損耗；所述微波放大器組的增益大于20dB。

所述的定向耦合器將第二多工器合成的信號(hào)耦合至第一多工器；所述定向耦合器的耦合度在10～20dB、隔離度大于25dB；所述的定向耦合器的工作頻帶由多工器環(huán)回路的工作頻率確定。

所述的定向耦合器的耦合端與所述的第一多工器輸入端之間設(shè)有寬帶微波放大器，所述寬帶微波放大器覆蓋所有通道的工作頻點(diǎn)。