一种可工作于微波/毫米波频段的共口径双频传输线制造技术

本公开实施例提供了一种可工作于微波/毫米波频段的共口径双频传输线。该共口径双频传输线包括至少一个传输单元，至少一个传输单元包括：金属腔体，金属腔体的一端为第一端口；第一矩形波导，设置于金属腔体垂直于第一端口的表面上，且靠近金属腔体远离第一端口的一端，第一矩形波导的一端为第二端口；耦合缝隙，将第一端口与第二端口连通；间隙波导，位于第一矩形波导的内腔内，包括与第二端口垂直相交设置的两组间隙波导单元，两组间隙波导单元之间具有通道，金属腔体的一端设有第四端口；第二矩形波导，设置于第一矩形波导远离金属腔体的表面，第二矩形波导的一端与第一矩形波导的内腔连通，第二矩形波导的另一端为第三端口。第二矩形波导的另一端为第三端口。第二矩形波导的另一端为第三端口。

【技术实现步骤摘要】
一种可工作于微波/毫米波频段的共口径双频传输线


[0001]本公开涉及通信
，特别是涉及一种可工作于微波/毫米波频段的共口径双频传输线。

技术介绍

[0002]双频段天线能够同时工作于微波频段及毫米波频段，具有长距离、高可靠性、大带宽及高速率等优点，因此双频段天线被广泛应用。双频传输线是组成双频段天线的基础部分，用于为双频段天线提供可靠、高效率的馈电基础。
[0003]相关技术中，双频天线的结构为嵌套喇叭式，其馈电部分采用的是同轴线结构，内部为用于传输毫米波信号的圆波导，外部为用于传输微波信号的同轴线。但同轴线的剖面较大，难以与平面化器件作集成设计。
[0004]为解决平面化集成的问题，提出了几种基于微波频段的传输线与SIW(Substrate Integrated Waveguide，衬底集成波导)结合的双频传输线。这些双频传输线通过结构复用的方式将两种传输线融合在一起，低频传输TEM模式、高频传输TE
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模式的电磁波，在保证双频段单模传输的同时降低了整体结构的复杂度，实现了平面化。然而在毫米波频段，SIW的介质损耗变得不可忽略，很大程度上影响传输线的高频性能。此外，现有的实现双频传输的形式较为单一，多为采用结构复用的方式，结构较为复杂，因此急需一种结构复杂度低、低损耗、且频率跨度高的双频传输线。

技术实现思路

[0005]本公开实施例的目的在于提供一种双频传输线及馈电结构，以实现一种高频性能好、结构复杂度低、低损耗且频率跨度高的双频传输线。具体技术方案如下：
[0006]本公开实施例的一个方面，提供了一种可工作于微波/毫米波频段的共口径双频传输线，所述可工作于微波/毫米波频段的共口径双频传输线包括至少一个传输单元，每一所述传输单元包括：
[0007]金属腔体，所述金属腔体的一端为第一端口；
[0008]第一矩形波导，设置于所述金属腔体的其中一侧表面，且靠近所述金属腔体的另一端，所述第一矩形波导的一端为第二端口；
[0009]耦合缝隙，将所述第一端口与所述第二端口连通；
[0010]间隙波导，位于所述第一矩形波导的内腔内，包括与所述第二端口垂直相交设置的两组间隙波导单元，所述每组间隙波导单元之间具有通道，每组间隙波导单元包括沿垂直于所述第二端口的方向排列的多个金属块；所述金属腔体的一端设有第四端口，所述第四端口与所述通道连通；
[0011]第二矩形波导，设置于所述第一矩形波导远离所述金属腔体的表面，且在所述金属腔体表面的正投影位于所述两组间隙波导单元在所述金属腔体表面的正投影之间，所述第二矩形波导的延伸方向垂直于所述表面，所述第二矩形波导的一端与所述第一矩形波导
的内腔连通，另一端为第三端口；
[0012]其中，所述第一矩形波导和所述间隙波导为双频传输结构，所述金属腔体、所述耦合缝隙及所述第二矩形波导为馈电结构。
[0013]一些实施例中，所述第一端口和所述第三端口为输入端口，所述第二端口和所述第四端口为输出端口。
[0014]一些实施例中，所述金属腔体的内腔包括：沿远离所述第一端口的方向依次设置且连通的第一子内腔、第二子内腔和第三子内腔；
[0015]所述第二子内腔的形状呈四棱台状，且所述四棱台的底面靠近所述第一子内腔，所述四棱台的顶面靠近所述第三子内腔，所述四棱台的底面的面积大于所述四棱台的顶面的面积。
[0016]一些实施例中，每一所述传输单元还包括：
[0017]第一匹配金属块，固定于所述第三子内腔内，且位于所述耦合缝隙的下方；所述第一匹配金属块远离所述第一端口的一侧与所述金属腔体远离所述第一端口的一侧之间具有间隙。
[0018]一些实施例中，所述第一匹配金属块的形状呈阶梯状。
[0019]一些实施例中，每一所述传输单元还包括：
[0020]第二匹配金属块，固定于所述第一矩形波导远离所述金属腔体的一侧；
[0021]第三匹配金属块，固定于所述第一矩形波导的内腔内，且所述第三匹配金属块位于所述第二矩形波导的中心线上，所述中心线平行于所述第二矩型波导的延伸方向。
[0022]一些实施例中，所述第二匹配金属块的形状和所述第三匹配金属块的形状均呈阶梯状。
[0023]一些实施例中，所述至少一个传输单元包括两个传输单元；
[0024]所述两个传输单元沿水平方向呈中心对称设置，且所述两个传输单元的第二端口对接。
[0025]本公开实施例的另一方面，提供了一种双频天线，所述双频天线包括上述任一所述的可工作于微波/毫米波频段的共口径双频传输线。
[0026]本公开实施例有益效果：
[0027]本公开实施例提供的一种可工作于微波/毫米波频段的共口径双频传输线，该共口径双频传输线可传输微波(低频)信号及毫米波(高频)信号。通过本公开实施例提供的共口径双频传输线传输低频信号时，低频信号由第一端口输入金属腔体，经过金属腔体的内腔的侧壁反射后进入耦合缝隙，然后经由耦合缝隙进入第一矩形波导的内腔，然后由第二端口输出。通过本公开实施例提供的共口径双频传输线传输高频信号时，高频信号由第三端口输入第二矩形波导的内腔，然后进入位于第一矩形波导的内腔中的间隙波导内，最后由第四端口输出。本公开实施例提供的双频传输线中，含有间隙波导的第一矩形波导用于传输低频信号，含有通道的间隙波导用于传输高频信号，因此本公开实施例提供的共口径双频传输线既可以传输低频信号，又可以传输高频信号，高频性能好、损耗低且频率跨度大。此外，由于间隙波导置于第一矩形波导内，降低了双频传输线的结构复杂度。
[0028]当然，实施本公开的任一产品或方法并不一定需要同时达到以上所述的所有优点。
附图说明
[0029]为了更清楚地说明本公开实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本公开的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的实施例。
[0030]图1为本公开一些实施例的可工作于微波/毫米波频段的共口径双频传输线的传输单元的一种结构示意图；
[0031]图2为本公开一些实施例的可工作于微波/毫米波频段的共口径双频传输线的传输单元的一种局部结构示意图；
[0032]图3为本公开一些实施例的可工作于微波/毫米波频段的共口径双频传输线的传输单元的另一种局部结构示意图；
[0033]图4为本公开一些实施例的可工作于微波/毫米波频段的共口径双频传输线在传输低频信号时插入损耗及回波损耗的一种仿真结果示意图；
[0034]图5为本公开一些实施例的可工作于微波/毫米波频段的共口径双频传输线在传输高频信号时插入损耗及回波损耗的一种仿真结果示意图；
[0035]图6为本公开一些实施例的包括两个传输单元的可工作于微波/毫米波频段的共口径双频传输线的一种结构示意图；
[0036]图7为本本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种可工作于微波/毫米波频段的共口径双频传输线，其特征在于，包括至少一个传输单元，每一所述传输单元包括：金属腔体，所述金属腔体的一端为第一端口；第一矩形波导，设置于所述金属腔体的其中一侧表面，且靠近所述金属腔体的另一端，所述第一矩形波导的一端为第二端口；耦合缝隙，将所述第一端口与所述第二端口连通；间隙波导，位于所述第一矩形波导的内腔内，包括与所述第二端口垂直相交设置的两组间隙波导单元，所述两组间隙波导单元之间具有通道，每组间隙波导单元包括沿垂直于所述第二端口的方向排列的多个金属块；所述金属腔体的一端设有第四端口，所述第四端口与所述通道连通；第二矩形波导，设置于所述第一矩形波导远离所述金属腔体的表面，且在所述金属腔体表面的正投影位于所述两组间隙波导单元在所述金属腔体表面的正投影之间，所述第二矩形波导的延伸方向垂直于所述表面，所述第二矩形波导的一端与所述第一矩形波导的内腔连通，另一端为第三端口；其中，所述第一矩形波导和所述间隙波导为双频传输结构，所述金属腔体、所述耦合缝隙及所述第二矩形波导为馈电结构。2.根据权利要求1所述的可工作于微波/毫米波频段的共口径双频传输线，其特征在于，所述第一端口和所述第三端口为输入端口，所述第二端口和所述第四端口为输出端口。3.根据权利要求1所述的可工作于微波/毫米波频段的共口径双频传输线，其特征在于，所述金属腔体的内腔包括：沿远离所述第一端口的方向依次设置且连通的第一子内腔、第二子内腔和第三子内腔；所述第二子内腔的形状呈四棱台状，且所述四...

【专利技术属性】
技术研发人员：程潇鹤，姚远，刘子豪，俞俊生，陈晓东，
申请(专利权)人：北京邮电大学，
类型：发明
国别省市：