CN102709660A - 一种一分三可调功分的波导功分器 - Google Patents

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薛丽丽
黄鹏
杨猛
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Abstract

本发明涉及一种一分三可调功分的波导功分器，包括4只矩形波导，分别为1个输入端矩形波导（1）和3个输出端矩形波导（2）、（3）、（4）；所述的4只矩形波导呈“十字”形排列连接，其中输入端矩形波导（1）和输出端波导（4）对称设置；输出端矩形波导（2）和（3）对称设置，在所述的输入端矩形波导（1）和对称设置的输出端矩形波导（2）、（3）内，且垂直于波导轴线方向上设置有2个金属膜片，所述2个金属膜片设置在矩形波导的同一横截面上。本发明通过在垂直于波导轴线方向上增加金属膜片改变电场，从而改变了波导的导纳，进而来实现一分三不等分的功能；本发明易于集成，损耗低，只需按照传统波导的加工精度，即可实现加工生产。

Description

一种一分三可调功分的波导功分器
技术领域
本发明涉及一种一分三可调功分的波导功分器，属于波导功分器的技术领域。
背景技术
现有的功分器是一种将一路输入信号能量分成两路或多路输出相等或不相等能量的器件，也可反过来将多路信号能量合成一路输出，此时也可称为合路器。一个功分器的输出端口之间应保证一定的隔离度。
在现实应用时，如在给定工作频段，限定尺寸的情况下，仅采用两路或多路等功率输出便不再能满足实际工作需要。传统的三功分器一般采用威尔金斯功分器、分支线电桥等传输线功分器实现，虽然这可以比较容易实现，但是处在高频阶段时，以上形式功分器的插损较大，功率容量小。而波导功分器在腔体内进行功率合成具有驻波好、插损小和功率容量大的优点,尤其适合于末级的功率合成。传统的波导功分器多采用T形结的结构,但这种结构只能实现2n(n取≥1的整数)路的功分，这使得功分器的应用受到了很大的限制。目前有的腔体功分器可以实现三功分器，但是不能实现对称功率分配。
中国专利CN202084621U公开了一种镜像连接半模基片集成波导十字形功率分配器；在《集成电路与应用》半导体技术第36卷第2期中记载了一篇名称为《一种Ka波段三路波导功率分配_合成器的设计》的文章，但是上述的两种功分器的结构都比较复杂，同时也不能实现功率比为1∶2∶1的分配比例。
发明内容
针对以上的技术不足，本发明提供一分三可调功分的波导功分器。
本发明的技术方案如下：
一种一分三可调功分的波导功分器，其包括4只矩形波导，分别为1个输入端矩形波导1和3个输出端矩形波导2、3、4；所述的4只矩形波导呈“十字”形排列连接，其中输入端矩形波导1和输出端波导4对称设置；输出端矩形波导2和3对称设置，分别在所述的输入端矩形波导1和对称设置的输出端矩形波导2、3内，且垂直于波导轴线方向上设置有2个金属膜片，所述2个金属膜片设置在矩形波导的同一横截面上。
所述的矩形波导为铜质标准波导，型号为BJ220，所述矩形波导的标宽为10.67mm、标高为4.32mm、厚度为1mm、长为14.7mm。
在输入端矩形波导1内设置的2个金属膜片5的尺寸为2.2mm×4.32mm×0.1mm；在输出端矩形波导2内设置的2个金属膜片6尺寸为2.25mm×4.32mm×0.1mm；在输出端矩形波导3内设置的2个金属膜片7的尺寸为2.25mm×4.32mm×0.1mm。
本发明的优点在于：
1.本发明突破传统一分二形式波导功分器的应用局限性，通过在垂直于波导轴线方向上增加金属膜片改变电场，从而改变了波导的导纳，进而来实现一分三不等分的功能。
2.本发明的波导功分器易于集成，损耗低、结构简单、易于加工，只需按照传统波导的加工精度，即可实现加工生产。
3.本发明所述的功分器能够实现对称功率分配，有助于设计阵列天线的对称馈电网络，方便对功分网络进行组阵。
附图说明
图1为本发明的结构示意图；
图2为本发明的S参数仿真图；
图3为本发明的驻波比图；
在图1中，1、输入端矩形波导；2、输出端矩形波导；3、输出端矩形波导；4、输出端矩形波导；5、输入端矩形波导1内的金属膜片；6、输出端矩形波导2内的金属膜片；7、输出端矩形波导3内的金属膜片。
具体实施方式
下面结合实施例和说明书附图对本发明做详细的说明，但不限于此。
利用本发明所述的一种一分三可调功分的波导功分器实现比例为1:2:1的功率分配。
实施例、
如图1所示。
一种一分三可调功分的波导功分器，其包括4只矩形波导，分别为1个输入端矩形波导1和3个输出端矩形波导2、3、4；所述的4只矩形波导呈“十字”形排列连接，其中输入端矩形波导1和输出端波导4对称设置；输出端矩形波导2和3对称设置，分别在所述的输入端矩形波导1和对称设置的输出端矩形波导2、3内，且垂直于波导轴线方向上设置有2个金属膜片，所述2个金属膜片设置在矩形波导的同一横截面上。
所述的矩形波导为铜质标准波导，型号为BJ220，所述矩形波导的标宽为10.67mm、标高为4.32mm、厚度为1mm、长为14.7mm。
在输入端矩形波导1内设置的2个金属膜片5的尺寸为2.2mm×4.32mm×0.1mm；在输出端矩形波导2内设置的2个金属膜片6尺寸为2.25mm×4.32mm×0.1mm；在输出端矩形波导3内设置的2个金属膜片7的尺寸为2.25mm×4.32mm×0.1mm。
对所述的一分三可调功分的波导功分器进行以下测试：
一分三可调功分的波导功分器中的输入端矩形波导1的自身反射S参数为S(1,1)，输入端矩形波导1和输出端矩形波导2之间的S参数为S(1,2),输入端矩形波导1和输出端矩形波导3之间的S参数为S(1,3),输入端矩形波导1和输出端矩形波导4之间的S参数为S(1,4)；
1）如图2所示，在频率为20.2GHZ时，S(1,1)为-22.4dB S(1,2)=S(1,3)=-6.289dBS(1,4)=-2.822dB。由此可知，所述一分三可调功分的波导功分器的插入损耗小于0.3dB，其输出端满足功率1:2:1的分配比例。
2）如图3所示，在频段19.6GHZ-21.1GHZ时，本发明的驻波比小于1.65dB，最低点为：1.16dB。驻波比表征端口匹配的物理量，一般工程要求小于3dB，而本发明驻波比的最低点处等于1.16dB，远远小于工程量的要求。

Claims (3)

1.一种一分三可调功分的波导功分器，其特征在于，其包括4只矩形波导，分别为1个输入端矩形波导（1）和3个输出端矩形波导（2）、（3）、（4）；所述的4只矩形波导呈“十字”形排列连接，其中输入端矩形波导（1）和输出端波导（4）对称设置；输出端矩形波导（2）和（3）对称设置，分别在所述的输入端矩形波导（1）和对称设置的输出端矩形波导（2）、（3）内，且垂直于波导轴线方向上设置有2个金属膜片，所述2个金属膜片设置在矩形波导的同一横截面上。
2.根据权利要求1所述的一种一分三可调功分的波导功分器，其特征在于，所述的矩形波导为铜质标准波导，型号为BJ220，所述矩形波导的标宽为10.67mm、标高为4.32mm、厚度为1mm、长为14.7mm。
3.根据权利要求1所述的一种一分三可调功分的波导功分器，其特征在于，在输入端矩形波导（1）内设置的2个金属膜片（5）的尺寸为2.2mm×4.32mm×0.1mm；在输出端矩形波导（2）内设置的2个金属膜片（6）尺寸为2.25mm×4.32mm×0.1mm；在输出端矩形波导（3）内设置的2个金属膜片（7）的尺寸为2.25mm×4.32mm×0.1mm。
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