[實用新型]H面巾字形功率分配器

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201320156786.7
• 申請日: 2013-04-01
• 公開（公告）號: CN203134953U
• 公開（公告）日: 2013-08-14
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 王清源;譚宜成;李玉萃
• 申請（專利權(quán)）人: 成都賽納賽德科技有限公司
• 主分類號: H01P5/16
• 分類號: H01P5/16
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術(shù)領(lǐng)域

本實用新型涉及一種功分器，具體地說，是涉及一種幅度和相位一致性好的緊湊型寬帶波導(dǎo)功率分配器。

背景技術(shù)

功分器是現(xiàn)代微波通信和軍事電子系統(tǒng)中的一種通用原件。波導(dǎo)功分器由于其功率容量高、插入損耗低等特點，應(yīng)用十分廣泛。二路波導(dǎo)功分器既可以單獨使用，也可以通過串接構(gòu)成多路功分網(wǎng)絡(luò)，用于相控陣?yán)走_(dá)、天線陣以及功率合成等領(lǐng)域。已有的二路波導(dǎo)功分器主要包括E面T型分支，H面T型分支，波導(dǎo)魔T，H面波導(dǎo)裂縫電橋、E面波導(dǎo)環(huán)形電橋（Ring?Hybrid或Rat-Race?Hybrid）和H面波導(dǎo)環(huán)形電橋等。其中前兩種器件由于兩個輸出端之間隔離度低，任意一個輸出端口的失配都會嚴(yán)重影響功率分配的幅度和相位精度。波導(dǎo)魔T的輸出端口之間有很好的隔離，而且兩個輸出端口之間的相位相同，但其四個波導(dǎo)端口的軸線方向分別指向三個互相垂直的方向，構(gòu)成復(fù)雜的三維立體結(jié)構(gòu)。因此波導(dǎo)魔T加工難，成本高，而且器件在長寬高三個方面都比較大，不利于器件的小型化，更不適合作為單元串接構(gòu)成多路功分網(wǎng)絡(luò)。H-面波導(dǎo)裂縫電橋的輸入輸出波導(dǎo)的軸線位于同一平面內(nèi)，由此可以串接構(gòu)成所有波導(dǎo)軸線位于同一平面的多路功分網(wǎng)絡(luò)。這種功分網(wǎng)絡(luò)可以分為底座和蓋板，分別利用傳統(tǒng)的數(shù)控銑切技術(shù)一次性方便地加工而成，加工精度大大提高，加工成本大大降低。但是，已有的H-面波導(dǎo)裂縫電橋的兩個輸出端口之間存在固有的90度相位差。在要求同相位輸出的情況下，需要對各級功分器輸出端口的相位之間進(jìn)行寬帶補(bǔ)償。特別是在多路功分網(wǎng)絡(luò)小型化設(shè)計時，相位補(bǔ)償電路會使器件體積和設(shè)計難度大大提高。同時，H-面波導(dǎo)裂縫電橋的工作帶寬比較窄。E面波導(dǎo)環(huán)形電橋（Ring?Hybrid或Rat-Race?Hybrid）和H面波導(dǎo)環(huán)形電橋也由于體積比較大，工作帶寬比較窄，其用途受到限制，特別是在多路功分網(wǎng)絡(luò)小型化設(shè)計時波導(dǎo)環(huán)形電橋很少被使用。

在制導(dǎo)系統(tǒng)中，上述波導(dǎo)魔T，H面波導(dǎo)裂縫電橋、E面波導(dǎo)環(huán)形電橋（Ring?Hybrid或Rat-Race?Hybrid）和H面波導(dǎo)環(huán)形電橋等經(jīng)常還被單獨作為和差器來使用，或作為元器件構(gòu)成功能更復(fù)雜的和差器網(wǎng)絡(luò)來使用。在這種情況下，這些器件的弱點仍然明顯。

實用新型內(nèi)容

本實用新型的目的在于提供一種幅度和相位一致性好，工作帶很寬的緊湊型寬帶波導(dǎo)功率分配器。

為了實現(xiàn)上述目的，本實用新型采用的技術(shù)方案如下：H面巾字形功率分配器，包括耦合腔，與耦合腔連通的輸入端、輸出端A、輸出端B和匹配端；匹配端遠(yuǎn)離耦合腔的一端連接匹配負(fù)載；輸入端、輸出端A、輸出端B和匹配端與耦合腔相連處的交界面在其中心處的中心處的法線方向與耦合腔上表面之間的夾角都小于或等于30度，并且耦合腔在耦合腔上表面上某一方向上的最大尺寸小于或等于該H面巾字形功率分配器的最高工作頻率對應(yīng)的自由空間波長的一半。耦合腔上表面為平行于紙面方向的表面。

所述耦合腔為單連通空腔結(jié)構(gòu)，即該耦合腔內(nèi)部的任何封閉曲線都可以在該耦合腔內(nèi)連續(xù)收斂于一個點。單連通空腔結(jié)構(gòu)即單連通區(qū)域，單連通區(qū)域是數(shù)學(xué)的基本概念之一。設(shè)D是平面區(qū)域，如果D內(nèi)任一閉曲線所圍的部分都屬于D，則稱D為平面單連通區(qū)域。

輸出端A、輸出端B和匹配端均位于耦合腔的前端面，輸入端位于耦合腔的后端面，所述前端面為紙面垂直放置時的上方，所述后端面為紙面垂直放置時的下方。前端面和后端面為耦合腔的兩個相對的平面，輸出端A、輸出端B分別位于匹配端的兩側(cè)。

所述匹配端與耦合腔相連處的交界面的中心處的電場的水平分量的幅值大于其垂直分量的幅值；輸入端與耦合腔相連處的交界面的中心處的電場的垂直分量的幅值大于其水平分量的幅值；輸出端A與耦合腔相連處的交界面的中心處的電場的垂直分量的幅值大于其水平分量的幅值；輸出端B與耦合腔相連處的交界面的中心處的電場的垂直分量的幅值大于其水平分量的幅值。

所述匹配端與耦合腔相連處的交界面中心處的法線方向和輸出端A與耦合腔相連處交界面中心處的法線方向之間的夾角小于或等于30度；所述匹配端與耦合腔相連處的交界面中心處的法線方向和輸出端B與耦合腔相連處交界面中心處的法線方向之間的夾角小于或等于30度。

對于二路功率等分功分器情況，所述耦合腔、輸入端、輸出端A、輸出端B和匹配端所構(gòu)成的結(jié)構(gòu)呈左右鏡像對稱形狀，輸出端A和輸出端B關(guān)于匹配端呈對稱排布。

所述輸入端、輸出端A和輸出端B中至少有一個端口在與耦合腔相連處位于耦合腔外設(shè)置有至少一個只接觸其底部或頂部的金屬柱。

所述耦合腔、輸入端、輸出端A、輸出端B、匹配端的上表面齊平。