[實用新型]一種具有共面臂的E面波導(dǎo)魔T

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201320391662.7
• 申請日: 2013-07-01
• 公開（公告）號: CN203367459U
• 公開（公告）日: 2013-12-25
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 褚慶昕;吳瓊森
• 申請（專利權(quán)）人: 華南理工大學
• 主分類號: H01P5/20
• 分類號: H01P5/20
• 代理公司: 廣州市華學知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 44245
• 代理人: 梁瑩;李衛(wèi)東

技術(shù)領(lǐng)域

本實用新型涉及微波技術(shù)領(lǐng)域，更具體地說，涉及一種波導(dǎo)魔T。

背景技術(shù)

隨著射頻微波技術(shù)的迅速發(fā)展，為了滿足各種技術(shù)需求，人們發(fā)明設(shè)計了各種射頻微波器件，而魔T則是這些器件中常用的一種。魔T是一個4端口器件，通常由E面結(jié)和H面結(jié)結(jié)合而成。魔T有幾個重要特性：功率的平分性，即魔T相鄰兩口有3dB的耦合量；對口隔離性，即正交的兩個端口相互隔離；自動匹配性，即正交的兩個端口匹配后，剩下的兩個端口自動匹配。由于這些特性，魔T有著廣泛應(yīng)用。魔T被用于平衡混頻器，兩個獨立的信號在兩個石英晶體之間分別等分。魔T被用作功分器，實現(xiàn)輸入信號功率等分。魔T還被用作阻抗橋、標準移相器。此外，魔T還經(jīng)常用于天線饋電系統(tǒng)中。

傳統(tǒng)魔T是由E-T和H-T接頭組合而成，如圖3所示。由于結(jié)構(gòu)對稱性，正交的兩個端口之間相互隔離。另外，為了消除接頭處的不連續(xù)性，通常加入一些錐體、銷釘、金屬膜片等元件，實現(xiàn)端口的匹配。傳統(tǒng)魔T的四個臂在4個方向，而且4個臂不在同一個平面上，這樣不利于系統(tǒng)集成。錐體、銷釘、金屬膜片等匹配元件也比較難加工和裝配。接著，有學者提出E面折疊魔T和H面折疊魔T，就是將E面兩個臂折疊到同一個方向或者將H面兩個臂折疊到同一個方向，如圖4所示。這樣，在某些場合方便系統(tǒng)連接，但其第四個臂與剩下的3個臂仍不在同一個平面。E面折疊魔T和H面魔T也需要加入金屬膜片等難以加工和裝配的匹配元件實現(xiàn)端口的匹配。又有學者利于定向耦合器與移相器相結(jié)合設(shè)計出新型魔T結(jié)構(gòu)。由于結(jié)構(gòu)的不對稱性，這種結(jié)構(gòu)的魔T的功分幅度和相位平衡性較差。另外，寬帶移相器比較難設(shè)計，故一般這種結(jié)構(gòu)的魔T的帶寬有限。近來有學者基于H面波導(dǎo)TE10-TE20模模式轉(zhuǎn)換器設(shè)計出魔T。該魔T通過優(yōu)化H面的輪廓線和在接頭區(qū)域的金屬桿的位置和尺寸來實現(xiàn)。

實用新型內(nèi)容

本實用新型的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種具有共面臂、便于加工裝配和緊湊系統(tǒng)連接、具有良好功分幅度平衡性和相位平衡性，具有良好的端口間隔離性能的E面波導(dǎo)魔T。

為了達到上述目的，本實用新型采用如下的技術(shù)方案：一種具有共面臂的E面波導(dǎo)魔T，包括第一輸入/輸出波導(dǎo)、第二輸入/輸出波導(dǎo)、第三輸入/輸出波導(dǎo)和第四輸入/輸出波導(dǎo)；其特征在于：第一輸入/輸出波導(dǎo)、第二輸入/輸出波導(dǎo)、第三輸入/輸出波導(dǎo)和第四輸入/輸出波導(dǎo)設(shè)置在同一平面上。本實用新型魔T所有波導(dǎo)都在同一個平面上，便于進行級聯(lián)形成大系統(tǒng)，也便于與其它器件連接。

所述第一輸入/輸出波導(dǎo)、第二輸入/輸出波導(dǎo)和第三輸入/輸出波導(dǎo)連接形成“T”形器件；所述的第一輸入/輸出波導(dǎo)、第二輸入/輸出波導(dǎo)和第三輸入/輸出波導(dǎo)連接形成“T”形器件是指，第二輸入/輸出波導(dǎo)和第三輸入/輸出波導(dǎo)設(shè)置在同一軸線上，第一輸入/輸出波導(dǎo)設(shè)置在第二輸入/輸出波導(dǎo)和第三輸入/輸出波導(dǎo)所在軸線的垂直方向上；所述第四輸入/輸出波導(dǎo)設(shè)置在“T”形器件的上方。

進一步的方案是：第四輸入/輸出波導(dǎo)通過微帶線與第一輸入/輸出波導(dǎo)、第二輸入/輸出波導(dǎo)和第三輸入/輸出波導(dǎo)組成的“T”形器件連接。

所述第二輸入/輸出波導(dǎo)和第三輸入/輸出波導(dǎo)的結(jié)構(gòu)對稱；所述第二輸入/輸出波導(dǎo)和第三輸入/輸出波導(dǎo)均包括依次連接的半高度波導(dǎo)段、波導(dǎo)阻抗匹配段和標準波導(dǎo)端口。本實用新型魔T的結(jié)構(gòu)具有對稱性，從第一輸入/輸出波導(dǎo)進入的信號，在第二輸入/輸出波導(dǎo)和第三輸入/輸出波導(dǎo)之間功率等分，而且相位相差180度；從第四輸入/輸出波導(dǎo)進去的信號，在第二輸入/輸出波導(dǎo)和第三輸入/輸出波導(dǎo)之間功率等分，相位相同；結(jié)構(gòu)對稱性使魔T有良好的功分幅度平衡性和相位平衡性。

在第一輸入/輸出波導(dǎo)、第二輸入/輸出波導(dǎo)和第三輸入/輸出波導(dǎo)形成的接頭處設(shè)有用于消除接頭處不連續(xù)性和實現(xiàn)端口匹配的波導(dǎo)切角。第二輸入/輸出波導(dǎo)和第三輸入/輸出波導(dǎo)的接頭處具有不連續(xù)性，加入波導(dǎo)切角可消除接頭處的不連續(xù)性，同時可實現(xiàn)第一輸入/輸出波導(dǎo)的端口匹配。

所述微帶線設(shè)置在第一輸入/輸出波導(dǎo)的軸線上；所述微帶線的一端伸入到第四輸入/輸出波導(dǎo)內(nèi)，另一端伸入到第一輸入/輸出波導(dǎo)、第二輸入/輸出波導(dǎo)和第三輸入/輸出波導(dǎo)形成的接頭處。

所述微帶線包括依次連接的第一耦合段、第一阻抗匹配段、第二阻抗匹配段和第二耦合段；所述第一耦合段設(shè)置在第一輸入/輸出波導(dǎo)、第二輸入/輸出波導(dǎo)和第三輸入/輸出波導(dǎo)形成的接頭處；所述第二耦合段設(shè)置在第四輸入/輸出波導(dǎo)中。本實用新型魔T的微帶線分段設(shè)計，通過調(diào)整各段的尺寸可實現(xiàn)第四輸入/輸出波導(dǎo)的端口匹配。