CN109088141B - 一种波导魔t结构 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及射频微波领域，特别涉及一种波导魔T结构。波导魔T结构包括：波导腔体；金属隔板，将波导腔体的一部分分割为上下两部分减高波导，其上开设有金属槽；微带电路腔体，位于波导腔体的一侧，与波导腔体相适配的位置处均开设有波导侧壁开孔；微带电路介质基板，与金属隔板平行，正面布置有微带线，反面开设有槽线，槽线与金属槽连接；负载电阻，与微带线连接。本发明的波导魔T结构相比较波导T型接头改善了合成器输入端口的隔离和端口的驻波，便于模块间的连接和系统集成，在多路系统集成时减小了因路间不平衡甚至一路损坏给系统带来的不稳定性；另外，相比较普通波导魔T，由于本发明采用折叠波导从而实现了小型化。

Description

一种波导魔T结构
技术领域
本发明涉及射频微波领域，特别涉及一种波导魔T结构。
背景技术
波导结构功率分配器由于具有插损小、功率容量高、性能好等特点在高频段被广泛地运用。对于波导功率分配器的设计也有许多结构，其中最典型就是各种E面或H面分支结构，这种功率分配结构形式简单，工程设计中易于实现，但是各输出端口之间的隔离较差，理论上只有6dB。输出端口间的隔离度差会导致相互之间的干扰，影响功率分配器的性能，而波导魔T为一种自带隔离端口的四端口网络,作为功合器使用时各端口能同时匹配，因此被广泛应用于微波电路中。
传统的魔T要实现它的特性需要在E-T和H-T中间的接头处加入匹配结构，使各个端口都匹配，减少各个端口的回波损耗，螺钉，膜片或锥体等是我们比较常用的匹配元件，用上面所述这些匹配结构来匹配魔T的主要缺点是调配困难，装配精度要求高；另外传统的波导魔T是三维分支结构且体积较大，这样不利于平面集成，加工也比较麻烦。此外波导魔T作为合成器使用时，隔离端口一般需要外接波导负载或是填充一定的吸波材料，同时要保证波导负载良好散热，从而造成合成器体积较大，结构设计和加工困难，不利于整个功放系统的小型化。
发明内容
本发明的目的是提供了一种波导魔T结构，以解决现有波导魔T结构存在的至少一个问题。
本发明的技术方案是：
一种波导魔T结构，包括：
波导腔体，一侧开设有波导侧壁开孔；
金属隔板，固定设置在所述波导腔体内部，用于将所述波导腔体的一部分分割为上下两部分减高波导，且在所述金属隔板上靠近所述波导侧壁开孔位置处，沿垂直所述金属隔板一条边方向开设有金属槽，且所述金属槽沿所述金属隔板平面方向上未贯穿所述金属隔板；
微带电路腔体，位于所述波导腔体的一侧，且在所述微带电路腔体上与所述波导腔体的波导侧壁开孔相适配的位置处开设有波导侧壁开孔；
微带电路介质基板，固定设置在所述微带电路腔体内部，与所述金属隔板平行，且所述微带电路介质基板的正面布置有微带线，反面开设有槽线，所述槽线穿过所述波导侧壁开孔与所述金属隔板上的金属槽连接；
负载电阻，位于所述微带电路腔体外侧，与所述微带线连接。
可选的，所述波导腔体被金属隔板分隔的一端的上下两部分分别作为两个波导功合输入端口；
所述波导腔体的未被金属隔板分隔的一端，作为波导功合输出端口；
所述负载电阻作为隔离端口吸收负载。
可选的，所述金属槽远离所述波导腔体的未被金属隔板分隔的一端的边缘为工作频率的四分之一波长。
可选的，所述微带电路介质基板与所述微带电路腔体上下内表面平行，且所述微带电路介质基板距所述微带电路腔体上下内表面的距离大于5倍的自身厚度。
可选的，所述负载电阻固定设置在所述微带电路腔体外侧。
可选的，所述负载电阻通过微带线延长与所述微带线连接。
发明效果：
本发明的波导魔T结构至少具有如下优点：
(1)相比较波导T型接头改善了合成器输入端口的隔离和端口的驻波，便于模块间的连接和系统集成，在多路系统集成时减小了因路间不平衡甚至一路损坏给系统带来的不稳定性；
(2)相比较普通波导魔T，由于本方案采用折叠波导实现了小型化。
附图说明
图1是本发明波导魔T结构的整体结构透视图；
图2是本发明波导魔T结构的前视图；
图3是本发明波导魔T结构的后视图；
图4是本发明波导魔T结构的俯视图；
图5是本发明波导魔T结构中腔体内部立体图。
具体实施方式
为使本发明实施的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行更加详细的描述。在附图中，自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。下面结合附图对本发明的实施例进行详细说明。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明保护范围的限制。
本发明的波导魔T结构，先将三端口波导T型接头两路进行折叠形成两个减高波导，然后在减高波导的公共壁上挖槽，再在波导侧壁挖孔将槽线引出波导外，最后利用槽线微带转换变成微带线输出，从而构成了四端口魔T结构(通常的波导魔T结构一般四个端口，分别是两个输入端口、一个输出端口、一个隔离端口)。微带线输出可作为魔T的隔离端口，连接吸收负载电阻，将波导魔T作为合成器使用，两路减高波导，可以与其他模块的减高波导直接相连。
下面结合附图1至图5对本发明波导魔T结构做进一步详细说明。
本发明提的波导魔T结构，可以包括波导腔体10、金属隔板3、微带电路腔体5以及微带电路介质基板6。
具体地，波导腔体10为标准波导腔体，一侧开设有波导侧壁开孔12。金属隔板3固定设置在波导腔体10内部，用于将波导腔体10的一部分分割为上下两部分减高波导11，且在金属隔板3上靠近波导侧壁开孔12位置处，沿垂直金属隔板3一条边方向开设有金属槽4，且金属槽4沿金属隔板3平面方向上未贯穿金属隔板3。
微带电路腔体5位于波导腔体10的一侧，且在微带电路腔体5上与波导腔体10的波导侧壁开孔12相适配的位置处开设有波导侧壁开孔12。
微带电路介质基板6固定设置在微带电路腔体5内部，与金属隔板3平行，且微带电路介质基板6的正面布置有微带线8，反面开设有槽线7，槽线7穿过波导侧壁开孔12与金属隔板3上的金属槽4连接。
负载电阻9位于微带电路腔体5外侧，与微带线8连接。在本发明一个优选实施例中，优选负载电阻9固定设置在微带电路腔体5外侧。在本发明一个优选实施例中，优选负载电阻9通过微带线延长与所述微带线8连接。
进一步，本发明的波导魔T结构中，波导腔体10被金属隔板3分隔的一端的上下两部分分别作为两个波导功合输入端口2；波导腔体10的未被金属隔板3分隔的一端，作为波导功合输出端口1；负载电阻9作为隔离端口吸收负载。
具体地，作为功率合成器使用时，波导功合输入口2作为输入端口，波导功合输出口1作为输出端口，隔离端口接了负载电阻9。
进一步，本发明的波导魔T结构中，金属槽4远离波导腔体10的未被金属隔板3分隔的一端的边缘为工作频率(设计中心频率)的四分之一波长。
另外，微带电路介质基板6与微带电路腔体5上下内表面平行，且微带电路介质基板6距微带电路腔体5上下内表面的距离大于5倍的自身厚度。
本发明波导魔T结构的结构原理如下：
在波导腔体10的一端中间部分增加一块薄的金属隔板3，将标准波导的一端变成了两个减高波导11形成了类似波导T型接头折叠后的三端口网络，可以实现功率的合成，没有金属隔板的波导腔体一端即图中波导功合输出口1为功合器的合成端口，减高波导功合输入口2为功合器的输入端口，可以直接与其他模块的减高波导直接相连或通过过渡波导与标准波导相连；金属隔板3上开一个金属槽4，金属槽4离金属隔板边缘尺寸约为设计中心频率的四分之一波长，金属槽从偏离中心一定位置向另一边延伸直至侧面边缘，金属槽至侧面边缘后通过侧壁的金属开孔12与波导腔体外的槽线7相连，槽线通过转换电路变成微带线8形成第四个端口，从而将T型接头三端口网络变成了四端口网络魔T，隔离端口连接负载电阻9从而实现了功率合成器的功能。槽线微带线转换电路装在微带电路腔体5内，介质基板6一面设计槽线，一面设计微带线，槽线和微带线距离微带电路腔体盖板都要有大于5倍的介质板厚度，负载电阻9可以安装在金属壳体上利于散热，也可以通过微带线延长装在其他合适的位置。
综上所述，本发明波导魔T结构至少包括如下优点：
(1)相比较波导T型接头改善了合成器输入端口的隔离和端口的驻波，便于模块间的连接和系统集成，在多路系统集成时减小了因路间不平衡甚至一路损坏给系统带来的不稳定性；
(2)相比较普通波导魔T由于本方案采用折叠波导实现了小型化；
(3)隔离端口连接大功率电阻作为吸收负载，电阻可以固定在金属板上，并且电阻的位置可以通过微带线的长度进行调节，易于装配和散热。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (5)

1.一种波导魔T结构，其特征在于，包括：
波导腔体(10)，一侧开设有波导侧壁开孔(12)；
金属隔板(3)，固定设置在所述波导腔体(10)内部，用于将所述波导腔体(10)的一部分分割为上下两部分减高波导(11)，且在所述金属隔板(3)上靠近所述波导侧壁开孔(12)位置处，沿垂直所述金属隔板(3)一条边方向开设有金属槽(4)，且所述金属槽(4)沿所述金属隔板(3)平面方向上未贯穿所述金属隔板(3)，其中，所述波导腔体(10)被分割成上下两部分的减高波导作为波导功合输入端口(2)，波导腔体(10)的未被金属隔板(3)分隔的一端作为波导功合输出端口(1)；
微带电路腔体(5)，位于所述波导腔体(10)的一侧，且在所述微带电路腔体(5)上与所述波导腔体(10)的波导侧壁开孔(12)相适配的位置处开设有波导侧壁开孔(12)；
微带电路介质基板(6)，固定设置在所述微带电路腔体(5)内部，与所述金属隔板(3)平行，且所述微带电路介质基板(6)的正面布置有微带线(8)，反面开设有槽线(7)，所述槽线(7)穿过波导腔体(10)和微带电路腔体(5)上的所述波导侧壁开孔(12)且与所述金属隔板(3)上的金属槽(4)连接；
负载电阻(9)，位于所述微带电路腔体(5)外侧，与所述微带线(8)连接，所述负载电阻(9)作为隔离端口吸收负载。
2.根据权利要求1所述的波导魔T结构，其特征在于，所述金属槽(4)远离所述波导腔体(10)的未被金属隔板(3)分隔的一端的边缘为工作频率的四分之一波长。
3.根据权利要求1所述的波导魔T结构，其特征在于，所述微带电路介质基板(6)与所述微带电路腔体(5)上下内表面平行，且所述微带电路介质基板(6)距所述微带电路腔体(5)上下内表面的距离大于5倍的自身厚度。
4.根据权利要求1所述的波导魔T结构，其特征在于，所述负载电阻(9)固定设置在所述微带电路腔体(5)外侧。
5.根据权利要求1所述的波导魔T结构，其特征在于，所述负载电阻(9)通过微带线延长与所述微带线(8)连接。
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