[發(fā)明專(zhuān)利]T形HE面支節(jié)

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201410352921.4
• 申請(qǐng)日: 2014-07-24
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN104091994A
• 公開(kāi)（公告）日: 2014-10-08
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王清源
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 成都賽納賽德科技有限公司
• 主分類(lèi)號(hào): H01P5/12
• 分類(lèi)號(hào): H01P5/12
• 代理公司: 暫無(wú)信息
• 代理人: 暫無(wú)信息

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種功分器，具體地說(shuō)，是涉及一種幅度和相位一致性好的緊湊型寬帶功率分配器。

背景技術(shù)

功分器是現(xiàn)代微波通信和軍事電子系統(tǒng)中的一種通用元件。T形分支由于其功率容量高、插入損耗低等特點(diǎn)，應(yīng)用十分廣泛。T形分支既可以單獨(dú)使用，也可以通過(guò)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。T形分支可以為各種傳輸線形式，但以波導(dǎo)T形支節(jié)最為普遍。已有的波導(dǎo)T形支節(jié)主要包括E面T形分支和H面T形分支。這些波導(dǎo)T形支節(jié)存在以下不足：1）帶寬不足。市場(chǎng)上的波導(dǎo)E面T形分支和波導(dǎo)H面T形分支的相對(duì)工作帶寬普遍在15%左右。2）極化方向限制，市場(chǎng)上的波導(dǎo)E面T形分支和波導(dǎo)H面T形分支的端口A和端口B，端口A和端口C的中心處的電場(chǎng)方向都是相互平行的，無(wú)法讓輸出電場(chǎng)方向在輸入電場(chǎng)方向的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)旋轉(zhuǎn)。3）相位限制，市場(chǎng)上的E面T形波導(dǎo)分支和H面T形波導(dǎo)分支的端口B和端口C的相位之間無(wú)法在全相對(duì)工作帶寬內(nèi)實(shí)現(xiàn)180度的相位差。4）小型化限制，已有技術(shù)無(wú)法在很小的空間內(nèi)對(duì)端口A進(jìn)行良好的全帶寬匹配。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供幅度和相位一致性好，輸入輸出極化方向可實(shí)現(xiàn)90°旋轉(zhuǎn)，兩個(gè)輸出端相位差可為180度，相對(duì)工作帶寬可以達(dá)到30%以上的緊湊型寬帶T形HE面支節(jié)功率分配器。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下：

T形HE面支節(jié)，包括耦合腔，端口A、端口B、端口C，其特征在于，還包括至少一個(gè)一級(jí)或兩級(jí)或多級(jí)的匹配段，該匹配段的一端與耦合腔相連，該匹配段的另一端與端口A或端口B或端口C相連。

為了使輸入波導(dǎo)的極化方向在輸入波導(dǎo)極化方向的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)90度旋轉(zhuǎn)，所述端口A的中心處的電場(chǎng)方向與水平面垂直，而端口B和端口C的中心處的電場(chǎng)方向在水平面內(nèi)。

為了改善端口A作為輸入端時(shí)，該T形E面支節(jié)在寬帶范圍內(nèi)的匹配，各匹配段的寬度按如下方式設(shè)置：端口A為輸入端；對(duì)于與端口A相連的匹配段，存在一條位于水平面內(nèi)并連接耦合腔中某一點(diǎn)和端口A上另一點(diǎn)的一條線段AX，該與端口A相連的匹配段和端口A在垂直于線段AX的某一平面內(nèi)的最大深度沿從耦合腔到端口A的方向不變或單調(diào)增大；對(duì)于與端口B相連的匹配段(11)，存在一條位于水平面內(nèi)并連接耦合腔中某一點(diǎn)和端口B上另一點(diǎn)的一條線段BY，該與端口B相連的匹配段和端口B在垂直于線段BY的某一平面內(nèi)的最大寬度沿從耦合腔到端口B的方向不變或單調(diào)變大；對(duì)于與端口C相連的匹配段，存在一條位于水平面內(nèi)并連接耦合腔中某一點(diǎn)和端口C上另一點(diǎn)的一條線段CZ，該與端口C相連的匹配段和端口C在垂直于線段CZ的某一平面內(nèi)的最大寬度沿從耦合腔到端口C的方向不變或單調(diào)變大。

所述T形HE面支節(jié)內(nèi)部由空氣填充。為了器件的小型化，我們也可以使所述T形HE面支節(jié)內(nèi)部由其它介質(zhì)填充。耦合腔和所有匹配段的總和結(jié)構(gòu)為結(jié)構(gòu)Q，結(jié)構(gòu)Q在三維空間中的最大尺寸小于在無(wú)限大的該填充介質(zhì)中該T形HE面支節(jié)中心工作頻率對(duì)應(yīng)的波長(zhǎng)的2.5倍。

???為了實(shí)現(xiàn)器件的寬帶特性，端口A設(shè)置為輸入端，我們使該T形HE面支節(jié)的端口A的反射系數(shù)在大于30%的相對(duì)工作帶寬內(nèi)低于-15dB。

???為了便于利用普通數(shù)控銑床加工，便于該器件與其它微波器件的集成，該T形HE面支節(jié)的所有部分，包括耦合腔、端口A、端口B、端口C和所有匹配段的上表面都為同一個(gè)平面的一部分。這樣，該T形HE面支節(jié)和其它相連的微波器件可以分為底座和蓋板加工完成。其中底座和蓋板之間沒(méi)有很高的對(duì)位要求。

為了在兩個(gè)輸出端之間實(shí)現(xiàn)良好的幅度和相位一致性，該T形HE面支節(jié)的所有部分，包括耦合腔、端口A、端口B、端口C和所有匹配段構(gòu)成鏡像對(duì)稱(chēng)結(jié)構(gòu)。即與端口A連接的匹配段為鏡像對(duì)稱(chēng)結(jié)構(gòu)，其對(duì)稱(chēng)平面為對(duì)稱(chēng)平面X。該T形HE面支節(jié)的所有部分，包括耦合腔、端口A、端口B、端口C和所有匹配段相對(duì)于對(duì)稱(chēng)平面X構(gòu)成鏡像對(duì)稱(chēng)結(jié)構(gòu)。具體地講，耦合腔1、端口A2以對(duì)稱(chēng)平面X為對(duì)稱(chēng)面而自身成鏡像對(duì)稱(chēng)結(jié)構(gòu)。端口B3以對(duì)稱(chēng)平面X為對(duì)稱(chēng)面與端口C4構(gòu)成鏡像對(duì)稱(chēng)結(jié)構(gòu)。連接端口B3的匹配段11?以對(duì)稱(chēng)平面X為對(duì)稱(chēng)面與連接端口C4的匹配段11構(gòu)成鏡像對(duì)稱(chēng)結(jié)構(gòu)。

該T形HE面支節(jié)的端口A、端口B、端口C可以分別為矩形波導(dǎo)、圓波導(dǎo)、脊波導(dǎo)、基片集成波導(dǎo)或帶線中的任意一種。