CN206849999U - 一种超宽带波导功分器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种超宽带波导功分器，可以通过在具有长方体通孔的波导腔体中设置所述第一波导脊和所述第二波导脊，从而能够在较小规格的波导腔基础上实现较大的工作宽带范围。同时还可以通过耦合缝隙和贴片电阻的设置而实现功分器的高隔离度和阻抗匹配。因此，本申请实施例中的超宽带波导功分器具有有效减小功分器尺寸和扩大工作带宽的技术效果。

Description

一种超宽带波导功分器

技术领域

本实用新型涉及电子通信技术领域，特别是涉及一种超宽带波导功分器。

背景技术

目前，传统的微波毫米波馈电技术中的波导功分器一般采用直接波导E面T形结构，其进行功分后的功率输出的两个端口无法实现阻抗匹配和感应电磁能量的隔离。并且两个功率输出端口通常采用波导混合电桥或者是波导魔T结构而实现端口间的隔离，由此造成传统的波导功分器的尺寸太大，工作带宽太窄，不适于应用在高度集成化、精细化和小型化的系统应用环境中。同时，由于传统的波导功分器的工作带宽太窄，输出端口隔离度大于20dB的传统波导功分器的带宽通常不超过10％的相对带宽，因此也往往使得微波毫米波馈电技术的发展受到局限。

可见，现有技术中存在着波导功分器的尺寸较大、工作带宽较窄，无法满足现代化微波毫米波馈电系统中对系统高度集成化和超宽带应用环境发展方向要求的技术问题。

实用新型内容

本申请提供一种超宽带波导功分器，用以解决现有技术中存在着的波导功分器的工作带宽较窄，无法满足现代化微波毫米波馈电系统中对系统高度集成化和超宽带应用环境发展方向要求的技术问题。

本申请一方面提供了一种超宽带波导功分器，所述波导功分器为具有长方体通孔的腔体结构，所述波导功分器包括：

第一波导脊，设置在所述长方体通孔的第一内表面上，且与所述长方体通孔的孔轴平行；

第二波导脊，设置在与所述第一内表面相对的所述长方体通孔的第二内表面上，且与所述长方体通孔的孔轴平行；

波导公共壁，设置在所述长方体通孔中且将所述长方体通孔中的部分空间划分为相互独立的两个部分，所述波导公共壁的第一侧面属于所述第一腔口的所在面，且所述波导公共壁与所述第一波导脊和所述第二波导脊平行，以及所述波导公共壁在所述孔轴方向上的长度小于所述孔轴的轴长；

其中，所述第一波导脊和所述第二波导脊的一端经所述第一腔口延伸至所述长方体通孔的第二腔口，所述第一腔口与所述第二腔口相对。

可选地，所述第二腔口横截面的第一边的边长属于第一长度范围，所述第二腔口横截面上与所述第一边相邻的第二边的边长属于第二长度范围；

其中，所述第一长度范围中的每个值小于标准波导宽边尺寸，所述第二长度范围中的每个值都小于标准波导窄边尺寸。

可选地，所述波导公共壁的厚度为0.5-1毫米。

可选地，所述波导公共壁还包括：

耦合缝隙，所述耦合缝隙为设置在所述波导公共壁的第一表面和第二表面之间的通孔，用以对第一电磁信号以及第二电磁信号进行耦合，所述第一电磁信号为经所述第一表面的部分电磁信号，所述第二电磁信号为经所述第二表面的部分电磁信号，所述第一表面与所述第二表面平行。

可选地，所述耦合缝隙相对于经所述长方体通孔的孔轴且垂直于所述第一表面的平面为对称。

可选地，所述耦合缝隙的中心位置还设置有贴片电阻。

可选地，所述第一波导脊处于所述第一边的中心与第三边的中心之间的连线上，所述第二波导脊处于第四边的中心与第五边的中心之间的连线上；

其中，所述第三边为所述第一腔口的横截面上的边，且所述第三边与所述第一边位于所述长方体通孔的同一内表面上，所述第四边为所述第二腔口上与所述第一边相平行的边，所述第五边为所述第一腔口的横截面上的边，且所述第五边与所述第四边位于所述长方体通孔的同一内表面上。

可选地，所述第一波导脊相对于所述第一表面之间的距离为第一预设距离，所述第二波导脊相对于所述第二表面之间的距离为第二预设距离。

可选地，所述第一预设距离与所述第二预设距离相等。

本申请实施例中提供的一个或多个技术方案，至少具有如下技术效果或优点：

本申请实施例中的超宽带波导功分器可以通过在具有长方体通孔的波导腔体中设置所述第一波导脊和所述第二波导脊，从而能够在较小规格的波导腔基础上实现较大的工作宽带范围。因此，本申请实施例中的超宽带波导功分器具有有效减小功分器尺寸和扩大工作带宽的技术效果。

本申请实施例至少还具有如下技术效果或优点：

进一步地，本申请实施例中的波导功分器的所述第一边的长度可以是标准波导宽边尺寸的75％-80％，，所述第二边的长度可以是标准波导窄边尺寸的55％-60％。可见，本申请实施例中的波导功分器整体体积可以远小于标准波导功分设备。因此，本申请实施例中的技术方案还具有进一步提高波导功分器的小型化程度的技术效果。

进一步地，本申请实施例中的波导功分器还可以通过在所述波导公共壁上设置耦合缝隙和贴片电阻，从而实现电磁信号的高隔离和驻波匹配，因此还具有提高波导功分器的隔离度和匹配度的技术效果。

进一步地，本申请实施例中的波导功分器还可以通过分别将第一波导脊、第二波导脊以及波导公共壁分别设置在长方体通孔内的中线位置上，从而实现对电磁信号的等分作用。因此还具有进一步提高波导功分器的适用性的技术效果。

附图说明

图1为本实用新型实施例提供的一种波导功分器的立体结构图；

图2为本实用新型实施例提供的一种波导功分器的内部结构图；

图3为本实用新型实施例提供的一种波导功分器沿所述波导公共壁所在面的剖面结构图。

具体实施方式

本申请提供一种超宽带波导功分器，用以解决现有技术中存在着的波导功分器的工作带宽较窄，无法满足现代化微波毫米波馈电系统中对系统高度集成化和超宽带应用环境发展方向要求的技术问题。

本申请实施例中的技术方案为解决上述技术问题，总体思路如下：

本申请实施例中的超宽带波导功分器可以通过在具有长方体通孔的波导腔体中设置所述第一波导脊和所述第二波导脊，从而能够在较小规格的波导腔基础上实现较大的工作宽带范围。因此，本申请实施例中的超宽带波导功分器具有有效减小功分器尺寸和扩大工作带宽的技术效果。

下面通过附图以及具体实施例对本申请技术方案做详细的说明，应当理解本申请实施例以及实施例中的具体特征是对本申请技术方案的详细的说明，而不是对本申请技术方案的限定，在不冲突的情况下，本申请实施例以及实施例中的技术特征可以相互组合。

本文中术语“和/或”，仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B这三种情况。另外，本文中字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。

实施例一

请参考图1、图2和图3，本申请实施例一提供一种超宽带波导功分器，所述波导功分器为具有长方体通孔的腔体结构，所述波导功分器包括：

第一波导脊101，设置在所述长方体通孔的第一内表面上，且与所述长方体通孔的孔轴平行；

第二波导脊102，设置在与所述第一内表面相对的所述长方体通孔的第二内表面上，且与所述长方体通孔的孔轴平行；

波导公共壁103，设置在所述长方体通孔中且将所述长方体通孔中的部分空间划分为相互独立的两个部分，所述波导公共壁的第一侧面1031属于所述第一腔口的所在面，且所述波导公共壁103与所述第一波导脊101和所述第二波导脊102平行，以及所述波导公共壁103在所述孔轴方向上的长度小于所述孔轴的轴长；

其中，所述第一波导脊101和所述第二波导脊102的一端经所述第一腔口延伸至所述长方体通孔的第二腔口，所述第一腔口与所述第二腔口相对。

在采用本申请实施例的超宽带波导功分器对电磁信号进行功分应用的过程中，电磁信号可以首先从所述功率合成波导腔的第二腔口馈入，然后经所述波导公共壁103将该电磁信号功分为功率相同或不相同的两路电磁信号。由于所述波导公共壁103将所述长方体通孔中的部分空间划分为相互独立的两个部分，两路电磁信号可以分别从所述波导公共壁103的第一表面侧的空间部分和所述波导公共壁103的第二表面侧的空间部分输出，所述第一表面和所述第二表面可以为相对且平行的两个表面。通过调整所述第一表面和所述第二表面相对于与其平行的腔壁的距离，可以分别控制功分后相应的两路电磁信号的频率。

而在采用本申请实施例的超宽带波导功分器对两路电磁信号进行合成应用的过程中，电磁信号的传输流程与上述电磁信号的功分流程相反，当两路电磁信号从所述第一腔口侧进入，并分别通过所述第一表面侧的部分空间和所述第二表面测的部分空间到达所述长方体通孔中的所述波导公共壁103边缘时，两路电磁信号会合成并从所述第二腔口输出。

在本申请实施例的实施过程中，由于新增设了第一波导脊101和第二波导脊102，从而可以在不增加波导的整体尺寸的基础上，使得电磁波在所述长方体通孔中传输时，由所述第一波导脊101的一侧翻越到所述第一波导脊101的另一侧时需要经过更长的路径，基于本领域公知常识可知，由此可增加本申请实施例的功分器可适用的工作带宽；同理，电磁波在由所述第二波导脊102的一侧翻越到所述第二波导脊102的另一侧时也同样需要经过更长的路径，因此可进一步增大本申请实施例的功分器可适用的工作带宽。而通过调整所述第一波导脊101和所述第二波导脊102的宽度可以有效实现本申请实施例中波导功分器相应的适用工作带宽。

由此可见，本申请实施例中的超宽带波导功分器可以通过在具有长方体通孔的波导腔体中设置所述第一波导脊101和所述第二波导脊102，从而能够在较小规格的波导腔基础上实现较大的工作宽带范围。因此，本申请实施例中的超宽带波导功分器具有有效减小功分器尺寸和扩大工作带宽的技术效果。

进一步地，本申请实施例中的波导功分器上的所述第二腔口横截面的第一边1041的边长属于第一长度范围，所述第二腔口横截面上与所述第一边1041相邻的第二边1042的边长属于第二长度范围；其中，所述第一长度范围中的每个值小于标准波导宽边尺寸，所述第二长度范围中的每个值都小于标准波导窄边尺寸。

在实际操作过程中，本申请实施例中的波导功分器的所述第一边1041的长度可以是标准波导宽边尺寸的75％-80％，所述第二边1042的长度可以是标准波导窄边尺寸的55％-60％。可见，本申请实施例中的波导功分器整体体积可以远小于标准波导功分设备。因此，本申请实施例中的技术方案还具有进一步提高波导功分器的小型化程度的技术效果。

进一步地，本申请实施例的波导功分器中的波导公共壁103的厚度为0.5-1毫米。由此可以实现较佳的电磁信号功分或合成效果。

进一步地，在本申请实施例的波导功分器中，所述波导公共壁103还包括：耦合缝隙1032。所述耦合缝隙1032为设置在所述波导公共壁103的第一表面和第二表面之间的通孔，用以对第一电磁信号以及第二电磁信号进行耦合，所述第一电磁信号为经所述第一表面的部分电磁信号，所述第二电磁信号为经所述第二表面的部分电磁信号，所述第一表面与所述第二表面平行。所述耦合缝隙1032相对于经所述长方体通孔的孔轴且垂直于所述第一表面的平面为对称。所述耦合缝隙1032的中心位置还设置有贴片电阻1033。

当两路电磁信号分别经过所述第一表面和所述第二表面时，经过所述第一表面的电磁信号中的部分信号，也就是所述第一电磁信号，可通过耦合缝隙1032与经过所述第二表面的电磁信号中的部分信号，也就是所述第二电磁信号反相叠加，从而耦合进入所述耦合缝隙1032的贴片电阻1033上成为热耗，剩余的电磁信号则可以在合成后从所述第二腔口输出，也可以是在功分后从所述第一腔口输出，从而实现电磁信号的高隔离和端口的驻波匹配。需要指出的是，在实际操作时，所述贴片电阻1033可相应的分别设置在靠近所述第一表面侧和靠近所述第二表面侧的两个表面上。

可见，本申请实施例中的波导功分器还可以通过在所述波导公共壁103上设置耦合缝隙1032和贴片电阻1033，从而实现电磁信号的高隔离和驻波匹配，因此还具有提高波导功分器的隔离度和匹配度的技术效果。

进一步地，在本申请实施例中的波导功分器中，所述第一波导脊101处于所述第一边1041的中心与第三边1051的中心之间的连线上，所述第二波导脊102处于第二边1042的中心与第四边1052的中心之间的连线上；其中，所述第三边1051为所述第一腔口的横截面上的边，且所述第三边1051与所述第一边1041位于所述长方体通孔的同一内表面上，所述第四边1043为所述第二腔口上与所述第一边1041相平行的边，所述第五边1052为所述第一腔口的横截面上的边，且所述第五边1052与所述第四边1043位于所述长方体通孔的同一内表面上。同时，所述第一波导脊101相对于所述第一表面之间的距离为第一预设距离，所述第二波导脊102相对于所述第二表面之间的距离为第二预设距离。所述第一预设距离与所述第二预设距离相等。

也就是说，在本申请实施例中的波导功分器中，经所述第一波导脊101和所述第二波导脊102的平面可将所述长方体通孔的内部空间划分为相同的两部分空间。所述波导功分器也可将所述长方体通孔的内部空间划分为相同的两部分空间从而使得所述波导功分器可将输入的合成电磁信号功分为相同功率的两个电磁信号，也可将相同功率的两个电磁信号合成为一个电磁信号。可见，本申请实施例中的波导功分器还可以通过分别将第一波导脊101、第二波导脊102以及波导公共壁103分别设置在长方体通孔内的中线位置上，从而实现对电磁信号的等分作用。因此还具有进一步提高波导功分器的适用性的技术效果。

由此可见，本申请实施例中的超宽带波导功分器可以通过在具有长方体通孔的波导腔体中设置所述第一波导脊和所述第二波导脊，从而能够在较小规格的波导腔基础上实现较大的工作宽带范围。因此，本申请实施例中的超宽带波导功分器具有有效减小功分器尺寸和扩大工作带宽的技术效果。

本申请实施例至少还具有如下技术效果或优点：

进一步地，本申请实施例中的波导功分器的所述第一边的长度可以是标准波导宽边尺寸的75％-80％，，所述第二边的长度可以是标准波导窄边尺寸的55％-60％。可见，本申请实施例中的波导功分器整体体积可以远小于标准波导功分设备。因此，本申请实施例中的技术方案还具有进一步提高波导功分器的小型化程度的技术效果。

进一步地，本申请实施例中的波导功分器还可以通过在所述波导公共壁上设置耦合缝隙和贴片电阻，从而实现电磁信号的高隔离和驻波匹配，因此还具有提高波导功分器的隔离度和匹配度的技术效果。

进一步地，本申请实施例中的波导功分器还可以通过分别将第一波导脊、第二波导脊以及波导公共壁分别设置在长方体通孔内的中线位置上，从而实现对电磁信号的等分作用。因此还具有进一步提高波导功分器的适用性的技术效果。

尽管已描述了本申请的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本申请范围的所有变更和修改。

显然，本领域的技术人员可以对本申请进行各种改动和变型而不脱离本申请的精神和范围。这样，倘若本申请的这些修改和变型属于本申请权利要求及其等同技术的范围之内，则本申请也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (9)

1.一种超宽带波导功分器，所述波导功分器为具有长方体通孔的腔体结构，其特征在于，所述波导功分器包括：

第一波导脊，设置在所述长方体通孔的第一内表面上，且与所述长方体通孔的孔轴平行；

第二波导脊，设置在与所述第一内表面相对的所述长方体通孔的第二内表面上，且与所述长方体通孔的孔轴平行；

波导公共壁，设置在所述长方体通孔中且将所述长方体通孔中的部分空间划分为相互独立的两个部分，所述波导公共壁的第一侧面属于第一腔口的所在面，且所述波导公共壁与所述第一波导脊和所述第二波导脊平行，以及所述波导公共壁在所述孔轴方向上的长度小于所述孔轴的轴长；

其中，所述第一波导脊和所述第二波导脊的一端经所述第一腔口延伸至所述长方体通孔的第二腔口，所述第一腔口与所述第二腔口相对。

2.如权利要求1所述的波导功分器，其特征在于，所述第二腔口横截面的第一边的边长属于第一长度范围，所述第二腔口横截面上与所述第一边相邻的第二边的边长属于第二长度范围；

其中，所述第一长度范围中的每个值小于标准波导宽边尺寸，所述第二长度范围中的每个值都小于标准波导窄边尺寸。

3.如权利要求2所述的波导功分器，其特征在于，所述波导公共壁的厚度为0.5-1毫米。

4.如权利要求2所述的波导功分器，其特征在于，所述波导公共壁还包括：

耦合缝隙，所述耦合缝隙为设置在所述波导公共壁的第一表面和第二表面之间的通孔，用以对第一电磁信号以及第二电磁信号进行耦合，所述第一电磁信号为经所述第一表面的部分电磁信号，所述第二电磁信号为经所述第二表面的部分电磁信号，所述第一表面与所述第二表面平行。

5.如权利要求4所述的波导功分器，其特征在于，所述耦合缝隙相对于经所述长方体通孔的孔轴且垂直于所述第一表面的平面为对称。

6.如权利要求5所述的波导功分器，其特征在于，所述耦合缝隙的中心位置还设置有贴片电阻。

7.如权利要求6所述的波导功分器，其特征在于，所述第一波导脊处于所述第一边的中心与第三边的中心之间的连线上，所述第二波导脊处于第四边的中心与第五边的中心之间的连线上；

其中，所述第三边为所述第一腔口的横截面上的边，且所述第三边与所述第一边位于所述长方体通孔的同一内表面上，所述第四边为所述第二腔口上与所述第一边相平行的边，所述第五边为所述第一腔口的横截面上的边，且所述第五边与所述第四边位于所述长方体通孔的同一内表面上。

8.如权利要求7所述的波导功分器，其特征在于，所述第一波导脊相对于所述第一表面之间的距离为第一预设距离，所述第二波导脊相对于所述第二表面之间的距离为第二预设距离。

9.如权利要求8所述的波导功分器，其特征在于，所述第一预设距离与所述第二预设距离相等。