[發明專利]一種基于磁表等離激元的微波功率分配器

有效

• 申請號: 201810706910.X
• 申請日: 2018-07-02
• 公開（公告）號: CN108598652B
• 公開（公告）日: 2023-10-24
• 發明（設計）人: 李鎮;張揚;何鵬飛
• 申請（專利權）人: 南京工業職業技術學院
• 主分類號: H01P5/16
• 分類號: H01P5/16;H01P5/12
• 代理公司: 南京瑞弘專利商標事務所(普通合伙) 32249
• 代理人: 賈郡

本發明公開了一種基于磁表等離激元的微波功率分配器，包括金屬腔體、同軸輸入輸出端口、軟磁鐵氧體柱和永磁體，金屬腔體包括上蓋板、下蓋板和中部底板，軟磁鐵氧體柱和永磁體分別安裝在金屬腔體中部底板的兩側，軟磁鐵氧體柱是按照周期排列成的兩列，具有平行段和距離漸開段兩部分區域，同軸輸入輸出端口安裝在上蓋板上，與平行段中部和漸開段邊緣通過探針連接。本發明的微波功率分配器具有體積小、結構簡單、加工容易、成本低廉的優勢；而且具有反向隔離特性，在高功率合成應用場景，可以減少額外的隔離器使用，簡化系統設計；同時，通過改變偏置磁場可以得到不同頻段的功分器，提高了系統的靈活性。

技術領域

本發明屬于微波系統電子器件領域，涉及一種功率分配器，具體是一種工作頻率可調的寬帶微波功率分配器，更具體是一種采用鐵氧體構成的具備反向隔離特性的可調微波功率分配器。

背景技術

在現代微波系統中，功率分配器作用在于實現將輸入微波功率按照一定的比例分配成雙路或者多路的功能，是非常重要而常用的部件，常簡稱為功分器。目前常規的功分器主要有兩種類型：一種是T形結功分器，一種是威爾金森功分器。

前者形式為傳輸線直接分叉形成T形結，然后加上阻抗匹配器構成，其主要缺點在于輸出端口之間沒有隔離度，兩個端口之間會相互影響；

威爾金森功分器通過在輸出端口增加一個隔離電阻，可以實現兩個輸出端口間較好的隔離度，其缺陷在于帶寬較窄，如果采用多節級聯的形式可以拓展帶寬，但是面積會變大。如果采用CN105514561A的引入慢波結構方式一定程度上拓展了相對帶寬并減小了體積，但是這種周期性慢波結構適合工作在高頻段，在低頻段時其面積仍然較大。

以上基于現有技術的功分器還具有兩個共同的局限：一方面，它們都不具有反向隔離特性，即輸出與輸入端口是互易的，在采用并饋形式的微波大功率合成應用場景，由于輸出端口的失配，大功率會反射回輸入端口導致器件損壞，因此需要在輸出端口加上額外的隔離器件保護輸入端口的有放大器，從而導致體積和成本增加；另一方面，現有技術的功分器工作頻率是一般都是固定的，不可調諧，因而在其使用過程中系統靈活性會受到一定程度的制約。

發明內容

發明目的：針對上述現有技術存在的問題和不足，本發明的目的是提供一種工作頻率可調且具備反向隔離特性的微波功分器。

技術方案：為實現上述發明目的，本發明采用的技術方案為：

基于磁表等離激元，利用準一維鐵氧體光子晶體波導構成的微波功率分配器，包括金屬腔體、金屬上蓋板、下蓋板、軟磁鐵氧體柱和永磁體、微波吸收體、金屬探針、同軸輸入輸出端口；兩列按照一定周期排列的軟磁鐵氧體柱位于金屬腔體內，與金屬腔體中部底板和金屬上蓋板緊密接觸；兩列圓柱具有平行段和距離漸開段兩部分區域；永磁體有兩部分，都位于兩列軟磁鐵氧體陣列的正下方，且位于金屬腔體中部底板下側；軟磁鐵氧體外側安置了微波吸收體；金屬探針有三個，分別位于兩列軟磁鐵氧體陣列的平行段中部和漸開段邊緣；同軸輸入輸出端口有三個，位于金屬腔體上部，其同軸內導體與金屬探針相連。

進一步地，鐵氧體圓柱的材料為釔鐵石榴石鐵氧體、鎂錳鐵氧體或鎳鋅鐵氧體。

進一步地，永磁體的典型材料為鍶鐵氧體或鋇鐵氧體或釹鐵硼永磁體。

進一步地，多個鐵氧體圓柱橫截面為圓形。

進一步地，兩列鐵氧體下方的永磁體磁場方向相反。

進一步地，微波吸收體為羰基鐵填充的聚氨酯海綿體。

改變軟磁鐵氧體的偏置磁場可以得到工作在不同頻段的微波功分器。