本发明涉及深空探测与雷达对抗领域，具体涉及一种ka波段千瓦级连续波宽带八路功率合成器。
背景技术：
1、为适应未来深空探测工程应用，百瓦量级ka频段发射机已不能适应未来探测需求。但基于目前固态功放芯片和真空电子管技术的功率源，都不能达到千瓦量级要求，因此必须要进行功率合成。基于目前的技术，在千瓦量级采用固态功放管技术因单个功率管功率太小而变得不太现实，因此采用电真空行波管成为一种可能。基于目前单个行波管可达350w的连续波输出能力，研制方案采用8路功率合成的形式。因此研制可承受2000w以上功率量级的功率合成器成为必须逾越的技术障碍。
2、在合成网络方面，李兴萨等人在2007年第十五届全国半导体集成电路、硅材料学术会议上发表论文“ka波段h面宽带3db波导定向耦合器”，其设计了窄边开缝的3db波导定向耦合器，波导采用h面对称的四端口网络，通过波导设计中所使用的波导过渡阶梯实现低插损均分功率，但是其工作带宽及功率容量仍然有提升空间。
3、在波导传输方面，弯波导是改变波导传输方向的微波器件。目前，弯波导大多采用1/4圆弧的转弯形式或45°切角形式等，如图13和15所示。但无论哪种形式，都是为了尽力减小波导因弯曲导致的不连续性而引起的反射。常规的弯角形式，在波导弯角处都不可避免的存在不连续性，这会导致弯角处产生一些其他形式的高次模，这些不同模式集中在弯角处会引起模式间的能量耦合，从而最终导致了在宽带条件下，在远离主信号频率的两边带快速恶化的情况，根据电磁场仿真和综合实际应用情况看，圆角弯和切角弯都不适合做宽带应用。
4、在高频率、高功率的应用环境下，波导以其低损耗、高功率容量的优良特性倍受青睐。鉴于传统合成器的功率容量较低，带宽较窄，而且合成路数较多的现实，必须研制一种新型的ka频段宽带高功率合成器。
技术实现思路
1、本发明的目的在于克服上述现有技术的缺点，提高现有合成器的功率容量和带宽，以及减小损耗和增强导热能力，提供一种ka波段千瓦级连续波宽带八路功率合成器。
2、本发明实现上述目的的技术方案为：
3、一种ka波段千瓦级连续波宽带八路功率合成器，包括腔体、八个设置在所述腔体前侧的输入波导接口和一个设置在所述腔体后侧的输出波导接口，所述腔体包括上盖板、中间波导电路、底部导热基板和七个负载接口，所述中间波导电路包括七个采用三层树状级联的两路合成器，所述中间波导电路的八个输入端与八个输入波导接口连接，所述中间波导电路的输出端与输出波导接口连接；所述中间波导电路中每个两路合成器均对应连接一个负载接口，所述中间波导电路上的信号转折处均设置有h面波导弯头，所述h面波导弯头采用阶梯式90°削角结构，所述阶梯式90°削角结构具有三级阶梯，所述两路合成器为波导h面耦合电桥，所述波导h面耦合电桥具有两个输入端、一个隔离端和一个输出端，其中隔离端与负载接口连接，所述波导h面耦合电桥包括窄壁短缝耦合结构和两个过渡匹配结构，所述两个过渡匹配结构分别位于波导h面耦合电桥两侧的外窄壁上，且两个过渡匹配结构以窄壁短缝耦合结构的耦合缝隙的中点相互对称设置，所述过渡匹配结构为凸型双三级过渡阶梯。
4、本发明实现了ka波段宽频带的八路功率合成，通过波导h面耦合电桥完成高功率、宽频带下的功率合成，优化驻波系数；通过双三级1/4波导波长过渡阶梯达到良好匹配；通过多级阶梯削角结构的h面波导弯头，使传输波的反射大大减小，改善了边带的反射系数，减小了驻波系数，进而展宽了应用带宽。
5、优选地，所述的两个过渡匹配结构均采用1/4波导波长的双三级过渡阶梯，用于优化驻波系数增加带宽。
6、优选地，所述窄壁短缝耦合结构包括第一波导腔室和第二波导腔室，所述第一波导腔室和第二波导腔室以窄边相接并列设置，且耦合缝隙位于公共窄壁上。
7、优选地，所述耦合缝隙的高度与窄边的高度相等，当合成器工作频率在33ghz～37ghz时，所述两个过渡匹配结构之间的最窄宽度即耦合壁处的宽度d满足：通过设置耦合缝隙的尺寸，实现合成器在ka频段、4ghz的宽频带下进行八路功率合成。
8、优选地，所述中间波导电路内表面粗糙度不大于1.6um。
9、为了提高功率信号传输的稳定性，所述h面波导弯头和双三级1/4波导波长过渡阶梯的弯折处均设置有倒角。
10、优选地，所述八个输入波导接口、输出波导接口和负载接口均与充气波导连接，且连接处设置有气密装置。通过充气波导向合成器的腔内填充压力气体，能够有效提高功率容量。
11、优选地，所述气密装置包括位于波导接口平面处的密封槽，以及设置于密封槽内的密封垫。通过气密装置，保证充气管道密封，防止泄露。
12、为降低合成器的温度保证功率传输稳定性、安全性，提高散热，所述中间波导电路和底部导热基板采用一体化加工制成。所述中间波导电路和底部导热基板均采用紫铜材料制成。采用紫铜材料以提高导热系数，采用一体化形式加工，避开了分体加工后再压接或焊接导致的热阻变大问题。
13、本发明的有益效果：通过波导h面耦合电桥的宽带匹配和h面波导弯头实现在ka频段八路宽频带的功率传输，提高了功率合成器的功率容量，展宽了应用带宽。
1.一种ka波段千瓦级连续波宽带八路功率合成器，包括腔体、八个设置在所述腔体前侧的输入波导接口和一个设置在所述腔体后侧的输出波导接口，其特征在于，所述腔体包括上盖板、中间波导电路、底部导热基板和七个负载接口，所述中间波导电路包括七个采用三层树状级联的两路合成器，所述中间波导电路的八个输入端与八个输入波导接口连接，所述中间波导电路的输出端与输出波导接口连接，所述中间波导电路中每个两路合成器均对应连接一个负载接口，所述中间波导电路上的信号转折处均设置有h面波导弯头所述h面波导弯头采用阶梯式90°削角结构，所述阶梯式90°削角结构具有三级阶梯，所述两路合成器为波导h面耦合电桥，所述波导h面耦合电桥具有两个输入端、一个隔离端和一个输出端，其中隔离端与负载接口连接，所述波导h面耦合电桥包括窄壁短缝耦合结构和两个过渡匹配结构，所述两个过渡匹配结构分别位于波导h面耦合电桥两侧的外窄壁上，且两个过渡匹配结构以窄壁短缝耦合结构的耦合缝隙的中点相互对称设置，所述过渡匹配结构为凸型双三级过渡阶梯。
2.根据权利要求1所述的一种ka波段千瓦级连续波宽带八路功率合成器，其特征在于，所述的两个过渡匹配结构均采用1/4波导波长的双三级过渡阶梯，用于优化驻波系数增加带宽。
3.根据权利要求1所述的一种ka波段千瓦级连续波宽带八路功率合成器，其特征在于，所述窄壁短缝耦合结构包括第一波导腔室和第二波导腔室，所述第一波导腔室和第二波导腔室以窄边相接并列设置，且耦合缝隙位于公共窄壁上。
4.根据权利要求1所述的一种ka波段千瓦级连续波宽带八路功率合成器，其特征在于，所述耦合缝隙的高度与窄边的高度相等，当合成器工作频率在33ghz～37ghz时，所述两个过渡匹配结构之间的最窄宽度即耦合壁处的宽度d满足：λ＞d＞λ。
5.根据权利要求1所述的一种ka波段千瓦级连续波宽带八路功率合成器，其特征在于，所述中间波导电路内表面粗糙度不大于1.6um。
6.根据权利要求1所述的一种ka波段千瓦级连续波宽带八路功率合成器，其特征在于，所述h面波导弯头和双三级过渡阶梯的弯折处均设置有倒角。
7.根据权利要求1所述的一种ka波段千瓦级连续波宽带八路功率合成器，其特征在于，所述八个输入波导接口、输出波导接口和负载接口均与充气波导连接，且连接处设置有气密装置。
8.根据权利要求7所述的一种ka波段千瓦级连续波宽带八路功率合成器，其特征在于，所述气密装置包括位于波导接口平面处的密封槽，以及设置于密封槽内的密封垫。
9.根据权利要求1所述的一种ka波段千瓦级连续波宽带八路功率合成器，其特征在于，所述中间波导电路和底部导热基板采用一体化加工制成。
10.根据权利要求1所述的一种ka波段千瓦级连续波宽带八路功率合成器，其特征在于，所述中间波导电路和底部导热基板均采用紫铜材料制成。
