【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于通信，更进一步涉及天线中的一种宽带矩形-脊波导功分转换器。本专利技术可用于构建波导类天线中的馈电网络，例如单脊波导缝隙天线。
技术介绍
1、波导类天线具有损耗低、辐射效率高、结构紧凑、可靠性高等优点，常见的波导类天线有单脊波导缝隙天线和窄边波导缝隙天线，广泛应用于微波通信及雷达系统中。常规的h面t形结能够对窄边波导缝隙天线进行馈电以及功率分配，该功分器分口和总口波导都为矩形波导。而对于单脊波导缝隙天线，其馈电网络的构建成为天线设计的难点。矩形波导相较脊波导具有更高的功率容量、更低的损耗，同时在重量以及加工难度有一定优势，因此矩形-脊波导功分转换器的设计具有重要意义。这种设计可以通过矩形波导口进行馈电，通过功率分配后转换为脊波导口，同时完成了矩形波导到脊波导的转换以及对微波能量的功率分配，且总馈电波导口位于分输出波导口下方，从而避免馈电层占用辐射层空间。有望在提高功分器性能的同时，满足系统要求，为微波通信和雷达系统的进一步发展提供重要支持。
2、汪伟在其发表的论文“宽带印刷天线与双极化微带及波导缝隙天线阵”(上海大学博士学位论文，2005年)中提出了一种半高波导窄边t接头式功分器。该功分器采用矩形波导h面与单脊波导构成的t形结构作为第二级功分器，激励两个子阵，通过引入一对梯形膜片至功分器输出端口，成功解决了单脊波导无法激励起te10模的问题，功分器的总输入端口采用矩形波导。在9-11ghz频带范围内，该设计实现了端口反射损耗小于-10db，同时保持了两个输出端的不平衡度在±0.15db范围内。尽管取得了显
3、安徽四创电子股份有限公司在其申请的专利文献“一种用于脊波导缝隙天线阵的脊波导功分器”(申请号201510564579.9，申请公布号cn 105140611 a)中公开了一种用于脊波导缝隙天线阵的脊波导功分器。该功分器包括馈电口、第一分端口和第二分端口，其中馈电口位于一侧，第一分端口和第二分端口并列位于另一侧；馈电口的脊的内端、第一分端口的脊的内端和第二分端口的脊的内端之间由t形块连接，与t形块的顶部对应的脊波导功分器的共公内壁上设有金属膜片。该功分通过金属膜片通过金属膜片获得馈电口匹配，在空间尺寸十分有限的条件下，可以实现双端口间4:1以上的功分比，解决了脊波导双极化缝隙阵中合成网络设计中的一大难题。但是，该功分器仍然存在的不足之处是，该功分器的馈电口、以及两个分端口都为脊波导口，仅完成微波能量分配，而没有完成波导类型的转换。且该功分器的馈电口与分端口位于同层，无法满足波导缝隙天线的行馈单元要求功分器馈电波导口位于辐射波导的下层的使用需求。
4、因此当前微波
亟需解决的问题之一是设计一种宽带、结构简单、易于加工和安装的矩形-脊波导功分转换器。这样的设计有望提高功分器的性能，同时满足宽带天线系统对于简化结构和易于安装的需求。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于针对上述现有技术的不足，提出一种宽带矩形-脊波导功分转换器。用于解决传统功分转换器工作带宽窄，频带内反射损耗高，结构复杂，无法应用于低成本高性能的宽带天线系统的问题。
2、实现本专利技术目的的思路是，本专利技术将脊波导设置在矩形波导的上方，脊波导的传输方向与矩形波导的宽边方向一致，脊波导的脊高方向与矩形波导的传输方向一致。矩形波导的一端与脊波导的单侧下底面连通，在脊波导的脊与波导壁之间仅设置一个短路销钉，调节短路销钉沿脊波导截面方向的短路位置，实现功分器的匹配，通过调节短路销钉沿脊波导传输方向的偏移距离，控制功分器的功分比。规避了现有技术需要在功分器内部设置两个梯形膜片，结构复杂不易加工的问题。本专利技术将功分转换器矩形波导口的另外一端为功分转换器的总输入端口，脊波导口两侧的波导口作为分输出端口，同时完成波导类型的转换以及微波能量的分配，并且通过控制短路销钉的短路位置调节功分器的功分比以及匹配，实现较宽的工作带宽，其驻波小于2的相对带宽达到43.6％，在频带内表现出更低的反射损耗，以此解决了现有技术工作带宽窄，频带内反射损耗高的问题。
3、为实现上述目的，本专利技术技术方案是这样实现的：
4、本专利技术的宽带矩形-脊波导功分转换器，包括设置在矩形波导2上方的脊波导1，所述脊波导1的传输方向与矩形波导2的宽边方向一致；脊波导1的脊高方向与矩形波导2的传输方向一致；矩形波导2的上端与脊波导1的单侧底面连通；所述脊波导2的脊与波导壁之间设置一个短路销钉6。
5、与现有技术相比，本专利技术具有以下优点：
6、第一，本专利技术仅利用调节单个短路销钉在脊波导壁与脊之间的短路位置即可实现功分器的阻抗匹配和功率分配，克服了现有技术结构复杂不易加工的问题，使得本专利技术在降低制造成本的同时提高了结构稳定性，以适用于低成本高性能天线系统的应用场景。此独特设计不仅简化了制造流程，还减少了部件数量，进一步降低了制造成本，提高了制造效率。
7、第二，本专利技术将矩形波导口与脊波导单侧下底面连通，并通过短路销钉调节匹配，具有较宽的工作带宽，其驻波小于2的相对带宽达到43.6％，在频带内表现出更低的反射损耗，克服了现有技术工作带宽窄，频带内反射损耗高的问题，使得本专利技术在提升工作带宽的同时提升天线系统的稳定性和可预测性，从而满足了对于宽带高性能天线系统的使用需求，使本专利技术的功分转换器成为宽带无线通信和雷达领域波导类天线馈电网络的理想选择。
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1.一种宽带矩形-脊波导功分转换器，包括设置在矩形波导(2)上方的脊波导(1)，其特征在于：所述脊波导(1)的传输方向与矩形波导(2)的宽边方向一致；脊波导(1)的脊高方向与矩形波导(2)的传输方向一致；矩形波导(2)的上端与脊波导(1)的单侧底面连通；所述脊波导(2)的脊与波导壁之间设置一个短路销钉(6)。
2.根据权利要求1所述的一种宽带矩形-脊波导功分转换器，其特征在于：所述脊波导(1)两侧的波导口分别为功分转换器的一个分输出端口(4)与另一个分输出端口(5)。
3.根据权利要求1所述的一种宽带矩形-脊波导功分转换器，其特征在于：所述脊波导(1)的脊位于脊波导的底壁上。
4.根据权利要求1所述的一种宽带矩形-脊波导功分转换器，其特征在于：所述矩形波导(2)的下端为功分转换器的总输入端口(3)。
5.根据权利要求1所述的一种宽带矩形-脊波导功分转换器，其特征在于：所述短路销钉(6)可采用圆柱、方柱、矩形片中的任意一种形式。
6.根据权利要求1所述的一种宽带矩形-脊波导功分转换器，其特征在于：所述短路销钉(6)沿脊波导
7.根据权利要求1所述的一种宽带矩形-脊波导功分转换器，其特征在于：所述脊波导(1)、矩形波导(2)、短路销钉(6)均采用金属材料构成。
8.根据权利要求1所述的一种宽带矩形-脊波导功分转换器，其特征在于：所述短路销钉(6)沿脊波导(1)传输方向的偏移距离是根据所述功分转换器的功分比确定的。
9.根据权利要求8所述的一种宽带矩形-脊波导功分转换器，其特征在于：所述短路销钉(6)沿脊波导(1)的传输方向上位于矩形波导中心所在的窄边截面上时，矩形-脊波导功分转换器为等功率分配。
10.根据权利要求8所述的一种宽带矩形-脊波导功分转换器，其特征在于：所述短路销钉(6)沿在脊波导(1)的传输方向上不在矩形波导中心所在的窄边截面上时，矩形-脊波导功分转换器为不等功率分配。
...【技术特征摘要】
1.一种宽带矩形-脊波导功分转换器，包括设置在矩形波导(2)上方的脊波导(1)，其特征在于：所述脊波导(1)的传输方向与矩形波导(2)的宽边方向一致；脊波导(1)的脊高方向与矩形波导(2)的传输方向一致；矩形波导(2)的上端与脊波导(1)的单侧底面连通；所述脊波导(2)的脊与波导壁之间设置一个短路销钉(6)。
2.根据权利要求1所述的一种宽带矩形-脊波导功分转换器，其特征在于：所述脊波导(1)两侧的波导口分别为功分转换器的一个分输出端口(4)与另一个分输出端口(5)。
3.根据权利要求1所述的一种宽带矩形-脊波导功分转换器，其特征在于：所述脊波导(1)的脊位于脊波导的底壁上。
4.根据权利要求1所述的一种宽带矩形-脊波导功分转换器，其特征在于：所述矩形波导(2)的下端为功分转换器的总输入端口(3)。
5.根据权利要求1所述的一种宽带矩形-脊波导功分转换器，其特征在于：所述短路销钉(6)可采用圆柱、方柱、矩形片中的任意一种形式。...
【专利技术属性】
技术研发人员：戴晨晖，张志亚，左少丽，孔凡同，王硕，寸怀诚，王振，肖盛斌，康建明，李赛，段志敏，徐林玲，杨文，
申请(专利权)人：西安电子科技大学，
类型：发明
国别省市：
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