一种波导功分器制造技术

本发明专利技术涉及功分器技术领域，公开了一种波导功分器，包括依次连接的E面波导输入端口、E面过模波导、H面过模波导、微带输出端口，所述微带输出端口包括第一微带输出端口、第二微带输出端口，E面过模波导的窄边与H面过模波导宽边平行，E面过模波导为关于H面过模波导宽边的中心面对称的结构，第一微带输出端口、第二微带输出端口关于H面过模波导宽边的中心面对称。本发明专利技术解决了现有技术存在的很难兼顾到结构尺寸、高效率、小型化和反相位输出等技术要求的问题。求的问题。求的问题。

【技术实现步骤摘要】
一种波导功分器


[0001]本专利技术涉及功分器
，具体是一种波导功分器。

技术介绍

[0002]随着微波、毫米波通讯技术和电子对抗技术的快速发展，使各种类型高性能固态放大器得到了广泛的应用，对大功率固态功放的需求与日俱增。在微波或更高频段上，单个固态器件通常不能提供足够的输出功率，所需功率需要合成技术来获得。功分器是用于功率分配或组合的微波无源器件，根据不同的需求，目前构成它们结构的主要传输线为波导、同轴线、微带线等。
[0003]功分器有两个主要功能：一、功分器可以将一定比例的功率传输给天线阵列的各个单元；二、在前端系统中不同极化和频率的信号需要在功分器中进行分配。这两种功能中，输出端口间的相位差均起到了重要作用。功率合成方式按物理结构主要分为平面型、波导型和准光型功率合成。平面型功率合成尺寸小、易加工，但在毫米波频段由于电路损耗大，难以实现高效大功率的功率合成。准光功率合成分为透射式和反射式，其输入端采用口径天线将能量辐射出去，在距辐射天线一定距离处采用阵列天线对信号进行接收以实现多路功分，各路信号经放大再按照相同的方式合成。但准光功率合成的体积大、成本高，且在毫米波频段合成效率低。相较于平面型和准光型功率合成，波导型功率合成在毫米波频段损耗小、结构紧凑、可合成路数大、散热效果好，广泛应用于毫米波频段的高效率大功率功率合成。二进制功率合成技术是毫米波频段实现多路功率合成常用的合成方式，其基本合成单元为波导T型结功分器。
[0004]普通的T型结波导功分器相位差为0
°
。当需要反相输出时，常规的方法一般采用在输出端口接入外部电路(如移相器等)、添加异性材料(如铁氧体等)或将输出端口弯折等。这些方法首先会导致功分器的工作带宽变窄、体积变大、损耗增大，其次它们的结构可能会变成三维立体结构，不利于机械加工和平面集成。因此采用单一波导形式的功分器很难兼顾到结构尺寸、高效率、小型化和反相位输出等技术要求。

技术实现思路

[0005]为克服现有技术的不足，本专利技术提供了一种波导功分器，解决现有技术存在的很难兼顾到结构尺寸、高效率、小型化和反相位输出等技术要求的问题。
[0006]本专利技术解决上述问题所采用的技术方案是：
[0007]一种波导功分器，包括依次连接的E面波导输入端口、E面过模波导、H面过模波导、微带输出端口，所述微带输出端口包括第一微带输出端口、第二微带输出端口，E面过模波导的窄边与H面过模波导宽边平行，E面过模波导为关于H面过模波导宽边的中心面对称的结构，第一微带输出端口、第二微带输出端口关于H面过模波导宽边的中心面对称。
[0008]所有波导的射频信号由E面波导输入端口馈入，经E面波导输入端口传输至E面过模波导处后，耦合至H面过模波导，之后经两路微带输出端口输出，输出的信号为左右两路
幅度相等、相位差180
°
的信号。本专利技术采用主模和第一高次模相互耦合和抑制所实现的模式转换技术，在不改变信号幅度和增加尺寸的前提下，将一路输出信号的相位翻转，最终实现两路等幅反相位输出。与传统的反相位功分器相比，不仅结构尺寸小，易于加工，而且增加了反相位的工作带宽范围，由于不需要对波导进行减高过渡，因此功率容量大。
[0009]作为一种优选的技术方案，E面波导输入端口、E面过模波导、H面过模波导、微带输出端口依次耦合连接。
[0010]作为一种优选的技术方案，E面波导输入端口为E面矩形波导输入端口。
[0011]作为一种优选的技术方案，H面过模波导为矩形波导。
[0012]作为一种优选的技术方案，E面过模波导为矩形波导。
[0013]矩形波导使得本专利技术的效果更佳。
[0014]作为一种优选的技术方案，微带输出端口的输出频率范围为26.4GHz～40GHz。
[0015]在以上范围，第一微带输出端口、第二微带输出端口的相位差为180
°
，最满足反相位输出要求。
[0016]作为一种优选的技术方案，E面波导输入端口、E面过模波导、H面过模波导的波导材质均为铜。
[0017]作为一种优选的技术方案，微带输出端口的微带材质为铜。
[0018]以上材质使得本专利技术的效果更佳。
[0019]本专利技术相比于现有技术，具有以下有益效果：
[0020](1)本专利技术采用标准矩形波导端口输入，微带端口输出，可直接应用于微波、毫米波通讯和电子对抗系统中，便于使用；
[0021](2)本专利技术的信号反相位输出是利用矩形波导主模(TE10模式)与第一高次模(TE20模式)之间的耦合和抑制的方式实现。该结构中输入端口的电磁场仅可通过主模(TE10模式)方式传输，经耦合腔E面过模矩形波导传输后可同时激励起主模(TE10模式)与第一高次模(TE20模式)，由于耦合腔垂直对称布置，此时电场偶对称分布的主模(TE10模式)被抑制，电场仅通过奇对称分布的第一高次模(TE20模式)继续传输，从而实现波导腔内电磁波传播模式由主模(TE10模式)向第一高次模(TE20模式)转变。由于第一高次模(TE20模式)的电场奇对称分布，经微带耦合后，可实现波导至微带的等幅反相位输出；
[0022](3)本专利技术可实现超宽带跨倍频程的等幅反相位输出，可采用多级阶梯匹配和渐变匹配结构实现超宽带模式匹配；
[0023](4)本专利技术采用的模式转换技术，不需要对矩形波导进行减高过渡，因此功率容量大，插入损耗低；
[0024](5)本专利技术基于模式转换技术的矩形波导微带双探针反相功分器，不仅体积小、结构简单，而且具有输入驻波好、工作带宽宽、功率容量大等优势。可满足各种不同的应用需求，比如大功率高效率功率合成系统、相控阵馈电网络等，具有极大的应用优势。
附图说明
[0025]图1是本专利技术的结构示意图；
[0026]图2是图1的一个横剖视图；
[0027]图3是本专利技术频率响应的两个输出端口的相位曲线；
[0028]图4是本专利技术在工作状态下电场分布情况图。
[0029]附图中标记及相应的零部件名称：1、E面波导输入端口，2、微带输出端口，3、E面过模波导，4、H面过模波导，21、第一微带输出端口，22、第二微带输出端口。
具体实施方式
[0030]下面结合实施例及附图，对本专利技术作进一步的详细说明，但本专利技术的实施方式不限于此。
[0031]实施例1
[0032]如图1至图4所示，一种波导功分器，包括依次连接的E面波导输入端口1、E面过模波导3、H面过模波导4、微带输出端口2，所述微带输出端口2包括第一微带输出端口21、第二微带输出端口22，E面过模波导3的窄边与H面过模波导4的宽边平行，E面过模波导3为关于H面过模波导4宽边的中心面对称的结构，第一微带输出端口21、第二微带输出端口22关于H面过模波导4宽边的中心面对称。
[0033]所有波导的射频信号由E面波导输入端口1馈入，经E面波导输入端口1传输至E面过模波导3处本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种波导功分器，其特征在于，包括依次连接的E面波导输入端口(1)、E面过模波导(3)、H面过模波导(4)、微带输出端口(2)，所述微带输出端口(2)包括第一微带输出端口(21)、第二微带输出端口(22)，E面过模波导(3)的窄边与H面过模波导(4)的宽边平行，E面过模波导(3)为关于H面过模波导(4)宽边的中心面对称的结构，第一微带输出端口(21)、第二微带输出端口(22)关于H面过模波导(4)宽边的中心面对称。2.根据权利要求1所述的一种波导功分器，其特征在于，E面波导输入端口(1)、E面过模波导(3)、H面过模波导(4)、微带输出端口(2)依次耦合连接。3.根据权利要求2所述的...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵鹏，胡顺勇，李凯，党章，张能波，李博，
申请(专利权)人：中国电子科技集团公司第十研究所，
类型：发明
国别省市：