[發明專利]一種高隔離度的功分功合器

有效

• 申請號: 202011047746.X
• 申請日: 2020-09-29
• 公開（公告）號: CN112103608B
• 公開（公告）日: 2022-02-22
• 發明（設計）人: 王朝陽;王默然;李軍
• 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: H01P5/16
• 分類號: H01P5/16
• 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: 劉傳準

本申請屬于射頻微波技術領域，具體涉及一種高隔離度的功分功合器。該功分功合器包括波導腔體，包括相對的第一端與第二端，第一端設置為用于進行功率輸入或輸出的波導端口，第二端被導電殼體封閉，形成波導短路面，波導腔體的毗鄰所述波導短路面的上方開設有窗口，透過該窗口，波導腔體與微帶電路進行耦合；微帶電路，包括基板，基板的上端面設置有兩路微帶線，基板的下端面包括一段用于蓋合在所述波導腔體的窗口上的接合部分；波導填充介質，填充在所述波導腔體的窗口處，用于連接所述微帶電路的基板與所述波導腔體的波導脊。該結構在波導微帶轉換的同時直接實現了功率分配/合成，并且又實現了良好隔離，結構更加緊湊，利于系統的小型化設計。

技術領域

本申請屬于射頻微波技術領域，特別涉及一種高隔離度的功分功合器。

背景技術

在微波毫米波中,微帶線是微波集成電路中一種十分重要的傳輸形式,然而目前許多微波毫米波測試系統和器件的接口均采用矩形波導,因此,波導-微帶轉換器被廣泛的應用于微波毫米波單片集成電路和混合電路的檢測以及波導與平面電路的連接中,以使兩種傳輸線間具有良好的匹配過渡。波導-微帶過渡技術便成為系統實現的關鍵技術之一,受到廣泛研究。常見的波導-微帶過渡技術主要有:探針過渡,脊波導過渡以及鰭線過渡等；微波功率合成器作為現代微波通信系統、雷達系統以及電子對抗等系統中的重要無源器件，在整個微波系統中占據著相當重要的地位。它的功能是將多路功率傳輸至一路進行功率疊加。這類器件常常用于高功率系統中的功率合成。目前常見的微波功率合成器主要分為平面微帶線結構、SIW結構、同軸結構以及腔體結構等類型，而基于波導結構的功率合成器的功率容量高，插入損耗小的特點受到微波工作者的廣泛關注，所以采用波導結構的功率分配技術是微波、毫米波技術領域中很有價值的研究課題之一，在功率合成電路中,通常采用MMIC芯片進行功率放大,而MMIC芯片需要與微帶線匹配連接,因此信號需要由波導過渡到相應的微帶線上，目前常用的波導至微帶的雙探針過渡既滿足了波導微帶的轉換，又實現了功率的合成，但是各輸出端口之間的隔離度較差,兩路的隔離理論上只有6dB。作為功合器使用時當其中一個輸入端口失配或輸入端口間嚴重不平衡時的情況下會造成相互之間較大的影響，導致系統的穩定性降低；普通脊波導過渡雖然和探針過渡一樣具有良好的過渡性能，但不能像雙探針過渡那樣既滿足波導微帶的轉換，又實現功率的合成。

發明內容

針對雙探針過渡功合器端口間隔離度較差，在用于功率合成時影響系統的穩定性，而普通脊波導過渡存在不易實現功率合成的不足，本專利采用脊波導到雙微帶線的耦合過渡方式，實現了波導到微帶的過渡的同時又實現了功率的分配/合成，并且在雙微帶線間引入一隔離電阻，從而實現了兩微帶線分端口間的隔離，同時提高了分端口的駐波性能。

本申請高隔離度的功分功合器，主要包括：

波導腔體，包括相對的第一端與第二端，所述第一端設置為用于進行功率輸入或輸出的波導端口，所述第二端被導電殼體封閉，所述導電殼體構成波導短路面，波導腔體的毗鄰所述波導短路面的上方開設有窗口，透過該窗口，波導腔體與微帶電路進行耦合，所述波導腔體內設置有波導脊；

微帶電路，包括基板，所述基板的上端面設置有兩路微帶線，所述基板的下端面包括一段用于蓋合在所述波導腔體的窗口上的接合部分，以及設置在所述接合部分兩側的金屬板部分，位于內側的金屬板通過設置在所述基板上的接地過孔延伸至基板上端面，并電連接所述微帶線，位于外側的金屬板與所述波導短路面連接，所述外側是指臨近所述微帶電路輸出端的一側；

波導填充介質，填充在所述波導腔體的窗口處，用于連接所述微帶電路的基板與所述波導腔體的波導脊。

優選的是，所述波導脊設置在所述波導腔體的波導端口與窗口之間，且自所述波導端口至窗口呈階梯型逐漸升高。

優選的是，所述基板的介電常數與波導填充介質的介電常數相同。

優選的是，兩路微帶線在輸出端跨接一隔離電阻。

優選的是，兩路所述微帶線在所述波導腔體的窗口上方相互平行設置。