[發明專利]矩形波導微帶0°相差高隔離度寬帶功分器

有效

• 申請號: 202110483083.4
• 申請日: 2021-04-30
• 公開（公告）號: CN113258244B
• 公開（公告）日: 2021-12-07
• 發明（設計）人: 黨章;朱海帆;黃建;劉祚麟;李博;趙鵬
• 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: H01P5/18
• 分類號: H01P5/18
• 代理公司: 成飛(集團)公司專利中心 51121
• 代理人: 郭純武

本發明公開的一種矩形波導微帶0°相差高隔離度寬帶功分器，隔離度高，具有良好的幅度和相位平衡性。本發明通過下述技術方案實現：左波導體端平面上的“[”形槽以寬邊中心剖分上波導體和下波導體，通過其中的“∟”形缺口與“[”形開口槽共同構成作為功分器射頻信號輸入的輸入矩形波導，通過面對面兩個微帶功分線構成功分器的兩個相位相等的0°相差功分輸出端，輸入矩形波導中傳輸的TE₁₀電磁場模式電場力線垂直于薄膜電阻的表面，經兩個對稱的功分微帶探針，通過微帶功分線連接三段式阻抗的功分微帶探針進行阻抗匹配，把輸入矩形波導中的射頻信號等分為兩路，通過微帶功分線分別功分進入0°相差功分輸出端，實現功分的效果。

技術領域

本發明屬于微波器件領域，特別涉及一種可以廣泛應用于通信、雷達、電子對抗、遙測遙感、工業生產等領域的高隔離度寬帶矩形波導微帶功分器技術。

背景技術

功率分配器即功分器是微波系統中應用最多的器件之一，是各種微波系統中的重要組成部件。功分器是一種將一路輸入信號能量分成兩路或多路輸出相等或不相等能量的器件，也可反過來將多路信號能量合成一路輸出，此時可也稱為合路器。主要技術參數有功率損耗(包括插入損耗、分配損耗和反射損耗)、各端口的電壓駐波比，分配支路端口間的隔離度、功率容量和頻帶寬度等。其中分配支路端口間的隔離度是功分器的一個重要指標，確保從每個分配支路端口輸入功率只能從主路端口輸出，而不應該從其他支路輸出，這就要求支路之間有足夠的隔離度。

近年來人們對新型功分器提出了更新更嚴格的要求：更小的體積，更高的功率容量，更便于集成芯片的功分器。波導微帶功分器作為可以直接集成芯片的微波器件，在通訊系統、雷達陣列、以及遙測遙感等領域中，都扮演著不可或缺的地位。尤其是在需要大功率的系統中，單個芯片往往達不到所需的高功率，這就需要用功分器進行功率合成來達到需要的功率。使用過程中為了防止信號間的相互竄擾，這時就需要我們的功分器有更好的隔離度。用波導微帶功分器進行功率合成，直接關系到整個系統的所能達到的最大功率，波導微帶功分器的隔離度、相位一致性、插損等指標，直接關系到了大功率系統的功率合成效果。現在的微波電路在向著易于集成的趨勢發展，但是波導微帶功分器的高功率、低插損、高頻段，起著用其它結構所制作而成的功分器不能替代的作用。

一般將工作頻率高于300MHz的功分器定義為微波功分器，主要功能是將微波信號分為2路或以上不同功率大小的相干信號，同時也可反過來將多路不同功率的微波信號合成一路輸出。整個過程中微波信號的頻率無變化，只有幅度與相位發生了改變，比如廣泛應用于高功率場合，基于波導傳輸結構的功率分配器，如H面T分支、E面T分支、魔T等。功分器的電路形式多種多樣，常見的如Wilkinson電橋、Lange電橋，分支線電橋，T型節，Y型結構，魔T等。按應用的需求，可以采用包括微帶線，帶狀線，同軸線，CPW，SIW，矩形波導等在內的多種微波傳輸線獨立或混合實現。T型結構等三端口功分器根據互易性定理可知其的隔離效果不會好，這就會導致輸出端口的信號串擾，所以其一般用于功分網絡的前端。Y性節相對于T型節的帶寬不是很好，通常需要加一些匹配原件。為了獲得好的魔T性能，現有技術除了在魔T接頭處加入匹配元件外，還在E臂上加了金屬膜片或金屬柱體，這給魔T的制作增加了一定的難度。