CN103490132A - 一种毫米波高隔离度3dB功率分配器 - Google Patents

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罗永伦
许亮
辛振宇
陈龙
吴普超
马晓磊
张运
熊先平
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Abstract

本发明公开了一种毫米波高隔离度3dB功率分配器，包括输入波导和与输入波导连接的第一输出波导、第二输出波导，第一输出波导、第二输出波导与输入波导的连接处分别设有大小、形状均相同的匹配结构，两个匹配结构的相交处设有正反面镀有薄膜电阻的陶瓷基片，所述陶瓷基片部分与输入波导固定连接。本发明所述毫米波高隔离度3dB功率分配器采用E-T结构，相对于传统的魔T结构少了一个端口，减小了功率分配器的体积；通过匹配结构的设置改善了输出波导与输入波导的匹配性、降低了功率分配器的插损、提高了功率分配器的相位平衡度；同时所述毫米波高隔离度3dB功率分配器具有幅度平衡度好、隔离度高、结构简单、操作方便等优点，便于在业内推广应用。

Description

一种毫米波高隔离度3dB功率分配器
技术领域
本发明属于功率分配器技术领域，具体涉及一种毫米波高隔离度3dB功率分配器。
背景技术
功率分配器是将输入功率分成相等或不相等的几路输出功率的一种多端口微波器件。微波功率分配器的性能如插损、隔离度、相位平衡度和幅度平衡度等指标将对整个系统的性能产生重要影响。目前常见的功率分配器主要采用微带线或波导分布参数功率分配器，其中腔体波导功率分配器插损小，幅度平衡度好，但其缺点是隔离度较差，制作工艺比较复杂。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术中的上述问题，提供一种隔离度高、制作工艺简单的毫米波高隔离度3dB功率分配器。
为解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案：
一种毫米波高隔离度3dB功率分配器，包括输入波导和与输入波导连接的第一输出波导、第二输出波导，第一输出波导、第二输出波导与输入波导的连接处分别设有大小、形状均相同的匹配结构，两个匹配结构的相交处设有正反面镀有薄膜电阻的陶瓷基片，所述陶瓷基片部分安装于输入波导内部与输入波导固定连接。
进一步地，所述匹配结构为斜面结构，所述斜面结构是通过在第一输出波导与输入波导的连接处削去一个高度小于第一输出波导的劈尖、在第二输出波导与输入波导的连接处削去一个高度小于第二输出波导的尖劈而得。
进一步地，所述匹配结构采用一次性铣切加工工艺制备而成。
进一步地，所述第一输出波导、第二输出波导的轴线位于同一直线上，所述输入波导的轴线与第一输出波导、第二输出波导的轴线所在的直线垂直。
进一步地，所述输入波导为矩形波导。
进一步地，所述陶瓷基片通过导电胶与输入波导固定连接。
进一步地，所述薄膜电阻为镍鉻材料制备的片状电阻。
进一步地，所述毫米波高隔离度3dB功率分配器的制备包括两步：首先，将毫米波高隔离度3dB功率分配器分成对称的两部分分别进行加工；然后，将两部分进行组装即得毫米波高隔离度3dB功率分配器。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
首先，本发明所述毫米波高隔离度3dB功率分配器采用E-T结构，相对于传统的魔T结构少了一个端口，减小了功率分配器的体积；
其次，本发明所述毫米波高隔离度3dB功率分配器通过在第一输出波导和第二输出波导上设置与输入波导的匹配结构，使信号在匹配结构处产生反射，产生的反射与功率分配器内部产生的不连续性反射相互抵消，改善了输出波导与输入波导的匹配性、降低了功率分配器的插损、提高了功率分配器的相位平衡度；
再次，本发明所述毫米波高隔离度3dB功率分配器将输入波导的轴线与第一、第二输出矩形波导的轴线设置成垂直的匹配结构解决了幅度平衡度的问题；
最后，通过在匹配结构处设置正反面镀有薄膜电阻的陶瓷基片保证第一输出波导和第二输出波导对应端口的隔离度。
本发明所述毫米波高隔离度3dB功率分配器结构简单，加工容易且安装方便，便于在业内推广应用。
附图说明
图1为本发明毫米波高隔离度3dB功率分配器的三维结构示意图；
图2为本发明毫米波高隔离度3dB功率分配器实施例的电磁仿真结果图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
如图1所示，本实施例中的毫米波高隔离度3dB功率分配器包括输入波导1和与输入波导1连接的第一输出波导2、第二输出波导3；第一输出波导2、第二输出波导3与输入波导1的连接处分别设有匹配结构4和5，匹配结构4是指在第一输出波导2与输入波导1的连接处削去一个高度小于第一输出波导2的劈尖后所得斜面、匹配结构5是指在第二输出波导3与输入波导1的连接处削去一个高度小于第二输出波导3的劈尖后所得斜面，匹配结构4和5的设置改善了输出波导2、3与输入波导1的匹配性、降低了功率分配器的插损、提高了功率分配器的相位平衡度；匹配结构4和5的相交处设有正反面均镀有薄膜电阻的陶瓷基片6，陶瓷基片6部分安装于输入波导1内部并与输入波导1固定连接，陶瓷基片6的作用在于对第一输出波导2和第二输出波导3对应的端口进行隔离。
为了提高功率分配器的幅度平衡度，本实施例中的第一输出波导2、第二输出波导3的轴线位于同一直线上，而输入波导1的轴线与第一输出波导2、第二输出波导3的轴线所在的直线垂直，且为了保证效果的最优化，匹配结构4和5均采用一次性铣切加工工艺制备而成。
本实施例中采用的输入波导1为矩形波导。
本实施例中的陶瓷基片6可以通过导电胶与输入波导1固定连接。
本实施例中的薄膜电阻为镍鉻材料制备的片状电阻。
为了提高毫米波高隔离度3dB功率分配器的精度，避免加工工艺导致的性能降低，本实施例中的毫米波高隔离度3dB功率分配器的制备包括两步：首先，将毫米波高隔离度3dB功率分配器分成对称的两部分分别进行加工；然后，将两部分进行组装得到毫米波高隔离度3dB功率分配器。
本实施例所述毫米波高隔离度3dB功率分配器运用在八毫米频段的电磁仿真结果如图2所示，其中，S11为输入波导1对应端口的反射系数，S22为第一输出波导2对应端口的反射系数，S33为第二输出波导3对应端口的反射系数，S12为输入波导1对应端口到第一输出波导2对应端口的传输系数，S13为输入波导1对应端口到第二输出波导3对应端口的传输系数，S23为第一输出波导2对应端口与第二输出波导3对应端口间的隔离度。
从图2可以看出：在26GHz～38GHz频率范围内，输入波导1对应端口的反射系数S11小于－15dB；由传输系数S12、S13可知：第一输出波导2和第二输出波导3对应端口在该频带内平分输入波导1馈入的功率，由于结构的对称性，相位平衡度和幅度平衡度均比较好，约－3.35dB左右；第一输出波导2和第二输出波导3对应端口的隔离度S23在26GHz～38GH频率范围内小于－15dB。
本领域的普通技术人员将会意识到，这里所述的实施例是为了帮助读者理解本发明的原理，应被理解为本发明的保护范围并不局限于这样的特别陈述和实施例。本领域的普通技术人员可以根据本发明公开的这些技术启示做出各种不脱离本发明实质的其它各种具体变形和组合，这些变形和组合仍然在本发明的保护范围内。

Claims (7)

1.一种毫米波高隔离度3dB功率分配器，其特征在于：包括输入波导和与输入波导连接的第一输出波导、第二输出波导，第一输出波导、第二输出波导与输入波导的连接处分别设有大小、形状均相同的匹配结构，两个匹配结构的相交处设有正反面镀有薄膜电阻的陶瓷基片，所述陶瓷基片部分安装于输入波导内部与输入波导固定连接。
2.根据权利要求1所述的毫米波高隔离度3dB功率分配器，其特征在于：所述斜面结构是通过在第一输出波导与输入波导的连接处削去一个高度小于第一输出波导的劈尖、在第二输出波导与输入波导的连接处削去一个高度小于第二输出波导的尖劈而得。
3.根据权利要求2所述的毫米波高隔离度3dB功率分配器，其特征在于：所述匹配结构采用一次性铣切加工工艺制备而成。
4.根据权利要求1至3任一项权利要求所述的毫米波高隔离度3dB功率分配器，其特征在于：所述第一输出波导、第二输出波导的轴线位于同一直线上，所述输入波导的轴线与第一输出波导、第二输出波导的轴线所在的直线垂直。
5.根据权利要求1所述的毫米波高隔离度3dB功率分配器，其特征在于：所述输入波导为矩形波导。
6.根据权利要求1所述的毫米波高隔离度3dB功率分配器，其特征在于：陶瓷基片通过导电胶与输入波导固定连接。
7.根据权利要求1所述的毫米波高隔离度3dB功率分配器，其特征在于：所述薄膜电阻为镍鉻材料制备的片状电阻。
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