[發明專利]一種緊湊型微帶線功率分配網絡

在審

• 申請號: 201611125133.7
• 申請日: 2016-12-09
• 公開（公告）號: CN106785428A
• 公開（公告）日: 2017-05-31
• 發明（設計）人: 李霞;孫浩;高靜;胡衛東;侯艷茹;袁士濤;吳瑩瑩
• 申請（專利權）人: 安徽四創電子股份有限公司
• 主分類號: H01Q1/50
• 分類號: H01Q1/50;H01Q1/52;H01Q23/00
• 代理公司: 合肥和瑞知識產權代理事務所(普通合伙)34118
• 代理人: 王挺,柯凱敏

技術領域

本發明屬于天線饋電技術領域，具體涉及一種緊湊型微帶線功率分配網絡。

背景技術

在移動通信、衛星通信、無線傳感網節點和可穿戴無線設備中，需要減小設備體積或在有限空間內容納更多的功能模塊，因此陣列天線小型化是發展的必然趨勢，而功率分配網絡則是陣列天線中必不可少的重要組成部分。有鑒于此，加工方便、體積小、重量輕、帶寬適中且易于集成的傳統微帶線型的功率分配網絡應用極為廣泛。然而，傳統微帶線型的功率分配網絡在擁有上述優點的同時，在分配端口較多、頻段較高的情況下的各端口一致性差、相鄰端口之間的互耦效應強烈乃至影響各端口之間的幅度和相位特性的問題也較為突出。是否能尋求一種兼具體積緊湊和各端口的幅度及相位誤差小的新型微帶線功率分配網絡，進而使得應用該功率分配網絡的天線隨之具備指向精度高和副瓣低的良好性能，為本領域技術人員近年來所亟待解決的技術難題。

發明內容

本發明的其中一個目的為克服上述現有技術的不足，提供一種可同時為兩組陣列天線提供功率分配功能的緊湊型微帶線功率分配網絡，其兼具體積緊湊、各端口的幅度和相位誤差小的優點，且可使得應用該功率分配網絡的天線具備指向精度高和副瓣低的良好性能。

為實現上述目的，本發明采用了以下技術方案：

一種緊湊型微帶線功率分配網絡，其特征在于：本功率分配網絡包括一分六路的第一功率分配子網絡和第二功率分配子網絡，兩組子網絡為相同結構的三級的T型功分電路，且每組子網絡的六個分支端口均按照切比雪夫25dB幅度加權分布；兩組子網絡的分支端口彼此相向；第一功率分配子網絡的兩條二級T型功分電路所形成的分支端口與第二功率分配子網絡的其中一對三級T型功分電路所形成的分支端口之間，以及第二功率分配子網絡的兩條二級T型功分電路所形成的分支端口與第一功率分配子網絡的其中一對三級T型功分電路所形成的分支端口之間均通過帶有移相器的威爾金森功分器相連接；第一功率分配子網絡的另一對三級T型功分電路所形成的分支端口與第二功率分配子網絡的另一對三級T型功分電路所形成的分支端口處均連接有移相微帶線段；所述各子網絡、移相微帶線段以及威爾金森功分器均處于同一微帶面上且該微帶面貼附于介質板的其中一側板面處，介質板的另一側板面處覆設金屬地，八根同軸饋電探針分別相應布置于四根移相微帶線段末端以及四組威爾金森功分器的總端口處且鉛垂貫穿介質板從而連接至所述金屬地處。

所述用于連接各子網絡相應分支端口的移相器對稱分布于威爾金森功分器的兩個分支端口處，威爾金森功分器的兩分支端口處還橋接有100Ω隔離電阻。

介質板上的用于貼附微帶面的一側板面凹設有槽腔，從而使得微帶面與該槽腔共同圍合形成空氣背腔，所述空氣背腔的走向與各子網絡、移相微帶線段以及威爾金森功分器的布置路徑相一致。

以介質板厚度方向為空氣背腔的腔體高度方向，所述空氣背腔高度為3mm。

介質板所用材質為Rogers 4350板材，其介電常數為3.66，厚度為0.508mm。

本發明的有益效果在于：

1)、本發明有效的解決了傳統微帶線型的功率分配網絡在分配端口較多、頻段較高的情況下的端口一致性差、相鄰端口之間的互耦效應強烈乃至影響各端口之間的幅度和相位特性的問題。通過上述方案，本發明通過兩組一分六路的功率分配子網絡配合移相微帶線段以及威爾金森功分器，一方面，利用了兩組一分六路的功率分配子網絡的互用特性，使得裝置整體體積更小，結構更為緊湊，并可同時為位于介質板的金屬地一側處的一組陣列天線所使用，即可以節省空間，又實現小型化設計，又可以實現天線的多功能化。另一方面，帶有移相器的威爾金森功分器，又使得兩組一分六路的功率分配子網絡在互用網絡的同時獲得了很好的幅度特性和相位特性。其中，一分六路功率分配子網絡均應當由三級的T型功分電路組成，而最終分配到六個端口的能量應當按照切比雪夫25dB幅度加權進行分布，并采用相位加權的方法展寬波束寬度。威爾金森功分器則由同軸饋電探針進行饋電，等幅輸出或者說等幅輸入的兩個分支端口處各帶有弧形片狀的移相器，其目的是保證功分網絡組合時的相位特性。移相微帶線段作用是保證最終合成的微帶線功率分配網絡每個端口的相位符合波束展寬的相位值。

由上可知，本發明由于采用了上述匹配網絡優化技術，從而使其兼具體積緊湊、各端口的幅度和相位誤差小的優點，且可使得應用該功率分配網絡的天線具備了覆蓋范圍廣、指向精度高和副瓣低的良好性能。功率分配網絡在工作頻段內輸入阻抗接近于50Ω，工作頻段匹配良好、VSWR較低，可普遍應用于天饋線雷達系統中。