本发明属于波导合成，具体涉及一种大功率同轴波导合成器及其合成方法。
背景技术：
1、在射频功率放大器的实际生产应用中，为了获得更大的输出功率，需要配合使用功率合成器。功率合成器能够将多个射频信号源的功率合并到一起，从而增加总的输出功率。传统的功率合成器设计往往以2的n次方路数，如2路或4路等，但在实际工程中有时会用到三路合成器，而且对功率要求比较高，传统的微带线合成器因为插损大很难做到比较大的功率，故针对上述问题，本发明提出一种大功率同轴波导合成器及其合成方法。
技术实现思路
1、发明目的：提供一种大功率同轴波导合成器及其合成方法，解决了现有技术存在的上述问题。
2、技术方案：一种大功率同轴波导合成器及其合成方法，包括衔接法兰，所述衔接法兰的输入端连接合成器的输出端，所述衔接法兰的输出端连接波同转化腔体的输入端，所述波同转化腔体的输出端连接合成主体的输入端，所述合成主体的输出端周向阵列连接至少三组金属圆柱，每组所述金属圆柱均连接有连接器，其中，所述合成主体包括环形柱，所述环形柱为一端敞口的中空结构，所述环形柱的闭口端开设耦合孔，所述耦合孔安装有公共金属柱，所述公共金属柱连接所述波同转化腔体，所述环形柱的敞口端连接盖板，所述盖板上开设有与连接器数量相同的转波导口，所述连接器通过金属圆柱安装于所述转波导口上，所述环形柱内部的中空结构与转波导口和耦合孔的配合形成合成空间。
3、优选的，所述环形柱的深度的计算公式如下：
4、
5、式中，为合成器中心频率波长，b为环形柱的深度；
6、环形柱的最大半径符合计算公式（1）：
7、 （1）
8、式中，为环形柱最大半径，为合成器最低频率波长。
9、优选的，所述公共金属柱的直径根据合成器的通过功率用公式（2）计算：
10、 （2）
11、式中：为合成器输出功率，为介电常数，为公共金属柱直径，为电场强度，为内导体外径。
12、优选的，所述波同转化腔体包括波同本体，所述波同本体内开设有波导腔，所述波导腔的上部设有上金属脊，所述波导腔的下部设有下金属脊，所述下金属脊呈台阶状，所述下金属脊的高台阶位于波导腔的输出端，所述上金属脊与所述下金属脊的厚度相同，其中，所述下金属脊的台阶数量大于合成器工作频率的倍数，其中，合成器工作频率的倍数小于等于4倍，所述下金属脊的台阶端部开设有一连接孔，所述环形柱上设有丝杆，所述环形柱通过丝杆与连接孔配合安装于波同转化腔体的端部。
13、优选的，所述波同本体的输出端开设有与所述连接器数量相同的螺纹孔，所述环形柱通过螺钉与螺纹孔配合安装于波同本体的输出端。
14、优选的，所述环形柱内部采用整体铣加工，其内壁表面粗糙度小于ra3.2，所述金属圆柱的表面粗糙度小于ra1.6。
15、优选的，所述连接器采用金属穿墙式连接器，所述盖板上的转波导口采用加工中心一次定位加工开设。
16、优选的，所述合成主体的输出端采用标准双脊波导24js3500，所述衔接法兰采用标准双脊波导24js3500的衔接法兰。
17、优选的，所述连接器采用输出n-50k型连接器，所述连接器相互之间角度为120°。
18、一种大功率同轴波导合成器的功率合成方法，通过所述一种大功率同轴波导合成器来实现，包括以下步骤：
19、s1、通过计算出所述合成主体中所述环形柱的深度、环形柱的最大半径和所述公共金属柱的直径根据合成器的通过功率，通过将衔接法兰、波同转化腔体、合成主体、金属圆柱、连接器和公共金属柱拼装成同轴波导合成器，其中：
20、所述合成主体中所述环形柱的深度的计算公式如下：
21、
22、式中，为合成器中心频率波长，b为环形柱的深度；
23、环形柱的最大半径符合计算公式（1）：
24、 （1）
25、式中，为环形柱最大半径，为合成器最低频率波长；
26、所述公共金属柱的直径根据合成器的通过功率用公式（2）计算：
27、 （2）
28、式中：为合成器输出功率，为介电常数，为公共金属柱直径，为电场强度，为内导体外径；
29、s2、衔接法兰接入外部信号，外部信号进入波同转化腔体内，通过设置在波同本体内上金属脊与下金属脊的配合下，通过阻抗匹配将输入的信号输出给合成主体；
30、s3、合成主体接收到信号后，将信号耦合至金属圆柱，通过金属圆柱与合成器连接，完成信号的合成输出。
31、有益效果：本发明涉及一种大功率同轴波导合成器及其合成方法，通过在合成器的输出端连接衔接法兰，所述衔接法兰的输出端连接波同转化腔体，所述波同转化腔体的出书端连接合成主体，所述合成主体的输出端安装有盖板，所述盖板上通过金属圆柱连接三组连接器，通过合成主体中的金属脊阻抗匹配将输入信号从合成主体的波导口输出值连接器，形成三路信号，相对于传统二进制合成电路这在满足客户使用的前提下在功放管的选择方面更多，能够节约成本；
32、其次，所述合成主体采用上金属脊与下金属脊配合的空间合成方式，降低了合成器的插损，同时，采用空间合成转波导口输出的方式，提高了合成器的抗击穿能力。
1.一种大功率同轴波导合成器，其特征在于，包括衔接法兰（1），所述衔接法兰（1）的输入端连接合成器的输出端，所述衔接法兰（1）的输出端连接波同转化腔体（2）的输入端，所述波同转化腔体（2）的输出端连接合成主体（3）的输入端，所述合成主体（3）的输出端周向阵列连接至少三组金属圆柱（4），每组所述金属圆柱（4）均连接有连接器（5），其中，所述合成主体（3）包括环形柱（301），所述环形柱（301）为一端敞口的中空结构，所述环形柱（301）的闭口端开设耦合孔（304），所述耦合孔（304）安装有公共金属柱（6），所述公共金属柱（6）连接所述波同转化腔体（2），所述环形柱（301）的敞口端连接盖板（302），所述盖板（302）上开设有与连接器（5）数量相同的转波导口（303），所述连接器（5）通过金属圆柱（4）安装于所述转波导口（303）上，所述环形柱（301）内部的中空结构与转波导口（303）和耦合孔（304）配合形成合成空间。
2.根据权利要求1所述的一种大功率同轴波导合成器，其特征在于，所述环形柱（301）的深度的计算公式如下：
3.根据权利要求1所述的一种大功率同轴波导合成器，其特征在于，所述公共金属柱（6）的直径根据合成器的通过功率用公式（2）计算：
4.根据权利要求1所述的一种大功率同轴波导合成器，其特征在于，所述波同转化腔体（2）包括波同本体（201），所述波同本体（201）内开设有波导腔，所述波导腔的上部设有上金属脊（202），所述波导腔的下部设有下金属脊（203），所述下金属脊（203）呈台阶状，所述下金属脊（203）的高台阶位于波导腔的输出端，所述上金属脊（202）与所述下金属脊（203）的厚度相同，其中，所述下金属脊（203）的台阶数量大于合成器工作频率的倍数，其中，合成器工作频率的倍数小于等于4倍，所述下金属脊（203）的台阶端部开设有一连接孔（204），所述环形柱（301）上设有丝杆，所述环形柱（301）通过丝杆与连接孔（204）配合安装于波同转化腔体（2）的端部。
5.根据权利要求4所述的一种大功率同轴波导合成器，其特征在于，所述波同本体（201）的输出端开设有与所述连接器（5）数量相同的螺纹孔（205），所述环形柱（301）通过螺钉与螺纹孔（205）配合安装于波同本体（201）的输出端。
6.根据权利要求1所述的一种大功率同轴波导合成器，其特征在于，所述环形柱（301）内部采用整体铣加工，其内壁表面粗糙度小于ra3.2，所述金属圆柱（4）的表面粗糙度小于ra1.6。
7.根据权利要求1所述的一种大功率同轴波导合成器，其特征在于，所述连接器（5）采用金属穿墙式连接器（5），所述盖板（302）上的转波导口（303）为一次成型开设。
8.根据权利要求1所述的一种大功率同轴波导合成器，其特征在于，所述合成主体（3）的输出端采用标准双脊波导24js3500，所述衔接法兰（1）采用标准双脊波导24js3500的衔接法兰（1）。
9.根据权利要求1所述的一种大功率同轴波导合成器，其特征在于，所述连接器（5）采用输出n-50k型连接器（5），所述连接器（5）相互之间角度为120°。
10.一种大功率同轴波导合成器的功率合成方法，通过权利要求1-9任意一项所述一种大功率同轴波导合成器来实现，其特征在于，包括以下步骤：
