[發明專利]帶狀線/槽線混合寬帶二維和差網絡

有效

• 申請號: 201810372136.3
• 申請日: 2018-04-24
• 公開（公告）號: CN108539339B
• 公開（公告）日: 2019-09-06
• 發明（設計）人: 戎星樺;張劍
• 申請（專利權）人: 西南電子技術研究所（中國電子科技集團公司第十研究所）
• 主分類號: H01P1/213
• 分類號: H01P1/213
• 代理公司: 成飛(集團)公司專利中心 51121
• 代理人: 郭純武

本發明公開的一種帶狀線/槽線混合寬帶二維和差網絡，旨在提供一種抗干擾能力強，結構強度高，成本低的寬帶二維和差網絡。本發明通過下述技術方案予以實現：在上下介質板結合面上，制有對應矩形凹槽位置的矩形帶線，且在上下金屬接地板一側面上，制有對應矩形凹槽位置的啞鈴狀槽線，從而形成四個呈上下左右間隔分布，具有帶狀線?雙側槽線封閉過渡結構的平面魔T；分布在左右兩邊的垂直單臂枝節，順勢枝節的垂直方向延伸轉折后，向上平面魔T圍成倒U形帶狀線，下平面魔T的兩翼枝節帶狀線平行于U形帶狀線開口的下方，與U形帶狀線形成非封口的矩形帶狀線，雙排線陣金屬化過孔包絡帶狀線導體帶，且貫穿金屬接地板和介質板，形成帶狀線/槽線混合寬帶二維和差網絡的拓撲結構。

技術領域

本發明屬于微波毫米波技術領域，涉及一種基于帶狀線/槽線混合結構的寬帶二維和差網絡。

背景技術

二維和差網絡，又稱二維比較器、二維和差器，能夠同時將四路信號進行疊加和相減，并同時輸出和差信號。作為毫米波單脈沖雷達天饋系統的關鍵部件，和差網絡的性能往往會直接影響到雷達的跟蹤精度及跟蹤距離等重要指標。傳統的二維和差網絡一般通過級聯加載有90°延遲線的3dB電橋來實現其電性能，但由于延遲線具有較強的色散效應，其寬帶幅度一致性和相位一致性難以保證。另一方面，傳統的二維和差網絡通常采用波導或微帶線結構，前者使得和差網絡剖面較大，對實現雷達系統的小型化、輕量化、集成化設計帶來不便；后者所需的開放結構給電磁屏蔽設計帶來困難，不利于系統集成和抗干擾。隨著無線通信系統工作帶寬的不斷提高,對定向耦合器工作帶寬的要求也在不斷提高。經典的微帶結構分支線定向耦合器和混合環定向耦合器一般只有10%左右的工作帶寬,顯然這一指標難以滿足系統的要求。

近年來，隨著微波集成電路MIC和微波單片集成電路MMIC的發展，尤其是在近代通訊和雷達設備的小型化、集成化和寬帶化的影響下，環形電橋(或稱平面魔T)在微波集成電路中的作用顯得越發重要。帶線環形電橋因易于實現微平面結構而廣泛應用于微波集成電路當中。使得平面魔T加載90°延遲線的3dB耦合器成為微波電路系統中常見的微波器件和微波電路中的一種基本元件，可用作等幅同相和等幅反相功分器。微帶線-槽線轉換結構作為一種常用的耦合過渡結構，常用于替代延遲線來拓展定向耦合器的帶寬，因此出現了基于微帶線-槽線轉換結構的魔平面T，這類結構通常采用微帶線形成“和”路，槽線形成“差”路，工作帶寬可以達到一個倍頻程。而在毫米波傳輸系統中，通常用帶狀線替代微帶線以獲得良好的電磁屏蔽性能。由于普通的槽線結構在垂直剖面是非對稱的，在帶狀線中傳輸的信號過渡到槽線時會產生不必要的諧振，嚴重限制了帶狀線-槽線過渡結構的傳輸效率和帶寬。

現有技術耦合線微帶-槽線轉換器采用漸變結構逐步改變微帶端/槽線端的傳播模式以實現不同模式間的平穩轉換，其優勢是結構簡單，且對加工精度要求較低，但通常具有較大的面積，為解決這一問題，有學者提出利用金屬短路柱結構縮短阻抗變換節的長度。雙Y巴倫包含一個共面波導/微帶錐削阻抗變換器和一個雙Y接頭以及相應的開路和短路枝節。理論上，雙Y巴倫與頻率無關，且具有極小的幾何尺寸，但需要與地板短路，需借助短路柱、飛線等結構，因此結構較為復雜。