[發明專利]一種超寬帶和差器網絡及其加工方法

在審

• 申請號: 201710529718.3
• 申請日: 2017-07-02
• 公開（公告）號: CN107331934A
• 公開（公告）日: 2017-11-07
• 發明（設計）人: 陳敏;高原;王琳月
• 申請（專利權）人: 中國航空工業集團公司雷華電子技術研究所
• 主分類號: H01P5/20
• 分類號: H01P5/20
• 代理公司: 北京航信高科知識產權代理事務所(普通合伙)11526
• 代理人: 高原

技術領域

本發明涉及天線微波技術領域，特別涉及一種超寬帶和差器網絡及其加工方法。

背景技術

在有源相控陣雷達中，對目標的跟蹤常用和差波束測角的方法。和差波束測角技術中需要天線在接收狀態下具有形成和波束、方位差波束以及俯仰差波束的能力，因此微波頻段和差網絡廣泛應用于有源相控陣雷達以形成所需和、差波束。和差網絡是一種微波多端口器件，天線陣面劃分為對稱的四個象限，將這四個象限的微波信號從四個端口輸入和差網絡，在和差網絡中將四個象限的輸入信號在微波頻段進行合成以及相減，最終在和差網絡的輸出口分別形成和波束、方位差波束與俯仰差波束。

現代雷達的功能越來越多，需要的工作頻率帶寬越來越寬，這就需要雷達系統對應的和差波束網絡業具有相應的寬帶工作特性。形成和差網絡的基本單元是被稱之為“魔T”的四端口器件，其中一路輸入，另外兩路信號反相180°輸出，另一個端口隔離。要實現和差網絡寬帶化，首先要實現魔T的寬帶化。

在微波頻段常用的和差網絡基于波導魔T單元結構，由于波導單模工作頻率范圍的限制，波導和差網絡實現的工作帶寬最多不超過40％，且波導和差網絡的體積大，重量重，不適合在機載平臺使用。

利用微帶線和槽線過渡產生反相效應設計的寬帶和差網絡能夠實現寬帶工作，且具有較小的體積和重量。此外利用帶狀線和槽線可以實現寬帶的和差網絡設計，但是由于槽線在傳輸微波信號時，需要一定空間形成傳輸模式，這就使得該種方法設計的和差網絡不能做到超薄的尺寸。另外，這種設計方式也無法滿足現在對機載火控雷達天線更寬的帶寬需求(如6GHz-18GHz)。

將偏置耦合帶線應用于微波魔T的設計可以實現較寬帶的工作帶寬。常規方法是首先利用偏置耦合帶線形成能夠輸出90°相位差的兩路信號，再將其中一路信號連接寬帶90°移相器，這樣就能夠形成了兩路180°反相輸出的魔T，利用這種魔T單元設計實現寬帶和差網絡。這種設計方法，需要偏置耦合帶線有大耦合量，這就要求帶線上下層間距小于0.15mm，也就是說需要厚度小于0.15mm的介質板材，這對加工工藝的實現和板材的選擇提出了諸多限制，也不利于成品率的提高。

發明內容

本發明的目的是提供了一種超寬帶和差器網絡及其加工方法，以解決現有和差波束網絡存在的至少一個問題。

本發明的技術方案是：

一種超寬帶和差器網絡，包括：

由上至下依此層疊的上層金屬地板、上層微波介質板材、上層半固化片、中間層微波介質板、下層半固化片、下層微波介質板材以及下層金屬地板；

其中，在所述中間層微波介質板上形成和差器網絡金屬帶線。

可選的，在所述中間層微波介質板的上下表面分別刻蝕上層金屬帶線和下層金屬帶線，所述上層金屬帶線和下層金屬帶線構成所述和差器網絡金屬帶線；

可選的，所述和差器網絡金屬帶線電路包括第一魔T單元、第二魔T單元、第三魔T單元以及第四魔T單元。

可選的，所述第一魔T的和口與所述第三魔T的第一分口連接，所述第一魔T的差口與所述第四魔T的第一分口連接；

所述第二魔T的和口與所述第一魔T的第二分口連接，所述第二魔T的差口與所述第四魔T的第二分口連接；

所述第一魔T的第一分口和第二分口分別連接至天線象限Ⅰ和天線象限Ⅱ；

所述第二魔T的第一分口和第二分口分別連接至天線象限Ⅲ和天線象限Ⅳ；

在所述第三魔T的和口形成天線的和路信號，在所述第三魔T的差口形成天線的第一差路信號；

在所述第四魔T的和口連接匹配負載，在所述第四魔T的差口形成天線的第二差路信號。

可選的，在每一個魔T單元中，采用偏置耦合帶線形式，且由兩節預定耦合度漸變耦合器級聯。

可選的，所述預定耦合度為8.34dB，以形成3dB的超寬帶魔T。

本發明還提供了一種超寬帶和差器網絡加工方法，包括如下步驟：

步驟一、在中間層微波介質板上刻蝕出和差器網絡金屬帶線；

步驟二、將第一覆銅介質板下層金屬板刻蝕掉，剩下上層金屬地板1和上層微波介質板材；

步驟三、將第二覆銅介質板上層金屬板刻蝕掉，剩下下層金屬地板和下層微波介質板材；

步驟四、通過上層半固化片熱壓方式將所述第一覆銅介質板的上層微波介質板材下表面與中間層微波介質板上表面粘接，同時通過下層半固化片熱壓方式將所述第二覆銅介質板的下層微波介質板材上表面與中間層微波介質板下表面粘接。

可選的，在所述步驟一中：