CN207800862U - 一种十六路e面波导功分器 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种十六路E面波导功分器，包括两组八路子功分器；每个八路子功分器包括前级功分器和后级功分器。前级功分器为了使波导尺寸最优化，采用了切角最大化处理；后级功分器采用了具有宽带补相结构的功分器，设计更加简便。前、后级功分器级联采用折线结构，可有效避免横向波导走线过长引起的长线效应，同时使后级功分器采用同一尺寸的功分器，使设计得到简化。级联功分器采用前置倒双切角等功分波导功分器连接两个子功分器，可以有效提高两路输出端口的隔离度，在级联子功分器传输线较长的情况下保持良好的功分和驻波特性。本实用新型具有高宽带、设计简单，结构紧凑，幅度和相位一致性良好的优点，具有很高的工程实用价值。
Description
技术领域
本实用新型涉及微波通信技术领域，尤其涉及一种十六路E面波导功分器。
背景技术
功率分配器是现代通信中广泛应用的天馈器件,传统的功率分配器有威尔金森、H面波导型、E面波导型等。威尔金森功分器剖面较低,具有小型化的优势,但是微带传输线的功率容量较低以及介质损耗较大,限制了其在大功率要求场合的应用。波导功分器则以其低损耗、高功率容量和较宽的传输带宽等优良特性广泛应用于雷达、卫星等大功率系统中。在波导功分器中H面功分器又因采用波导宽边进行分配,横向尺寸较大,因此不符合小型化设计。E面功分器采用波导窄边功率分配,兼具功率容量和小型化的优点,符合目前的设备小型化和紧凑化的需求。然而,传统的E面功分器存在着尺寸较大、带宽较窄、幅度起伏较大、各端口的相位一致性较差以及后级功分器波导过长引起长线效应等问题。是否能够通过能够优化设计结构寻求一种兼具结构紧凑、高宽带、大功分比、幅度和相位一致性良好的E面波导功分器,从而有效的提升多路功分器的幅度一致性和相位一致性，为本领域技术人员近年来所函待解决的技术难题。
实用新型内容
本实用新型目的就是为了弥补已有技术的缺陷，提供一种十六路E面波导功分器。
本实用新型是通过以下技术方案实现的：
一种十六路E面波导功分器，包括两组呈左右镜像对称分布的八路子功分器，所述的两组八路子功分器通过级联功分器连接，两组八路子功分器的输出端口共同组合成基于泰勒分布的十六路输出端口,每组八路子功分器为不对称布置的波导E面功分器，波导E面功分器均是由不同功分比的前级功分器和后级功分器组合构成的四级功分网络，所述的前级功分器的左右侧分别设有前级功分器切角，前级功分器切角对应的纵边长度为横向波导的宽度为10mm，横向长度为纵向波导的宽度为13.2mm，在前级功分器和后级功分器的分支波导处均设有矩形凹口一，在后级功分器的前端设有横向的矩形凹口二，在所述的级联功分器的前端设有前置倒双切角。
所述的后级功分器到输出端口的走线采用折线走线形式，后级功分器的两端和折线结构L形拐角处均设置同样大小的为10mm切角。
所述的级联功分器两端设有级联功分器切角为11mm。
所述的前置倒双切角的尺寸为10.5mm。
矩形凹口的深度和宽度可以用来调节功分比。后级功分器在前端增加一个横向的矩形凹口，形成宽带补相结构7，可以有效补偿增大功分比引起的相位损失，可用于实现更高的功分比。后级功分器到输出端口的走线采用折线走线形式，一方面可有效避免横向波导过长引起的长线效应，另一方面可以使后级功分器保持在同一尺寸，设计得到优化。最后一级采用前置倒双切角等功分波导功分器级联两个子功分器。
本实用新型的优点是：本实用新型具有高宽带、设计简单，结构紧凑，幅度和相位一致性良好的优点，具有很高的工程实用价值。
附图说明
图1是本实用新型结构示意图。
图2是子功分器的结构示意图。
图3是前级功分器的示意图。
图4是后级功分器的示意图。
图5是级联功分器的示意图。
图6是本实用新型幅度分布网络拓扑结构图。
图7是后级功分器幅度分布图。
图8是后级功分器相位分布图。
图9是本实用新型VSWR的仿真图。
图10是本实用新型的各端口幅度曲线仿真图。
图11是本实用新型的各端口相位曲线仿真图。
具体实施方式
如图1、2、3所示，一种十六路E面波导功分器，包括两组呈左右镜像对称分布的八路子功分器1，所述的两组八路子功分器1通过级联功分器2连接，两组八路子功分器1的输出端口共同组合成基于泰勒分布的十六路输出端口,每组八路子功分器1为不对称布置的波导E面功分器，波导E面功分器均是由不同功分比的前级功分器3和后级功分器4组合构成的四级功分网络，所述的前级功分器3的左右侧分别设有前级功分器切角5，前级功分器切角5对应的纵边长度为横向波导的宽度为10mm，横向长度为纵向波导的宽度为13.2mm，在前级功分器3和后级功分器4的分支波导处均设有矩形凹口一6，在后级功分器4的前端设有横向的矩形凹口二7，在所述的级联功分器2的前端设有前置倒双切角8。
所述的后级功分器4到输出端口的走线采用折线走线形式，后级功分器4的两端和折线结构L形拐角处均设置同样大小的为10mm切角9。
所述的级联功分器2两端设有级联功分器切角10为11mm。
所述的前置倒双切角8的尺寸为10.5mm。
如图4的后级功分器的前端增加一个横向的矩形凹口的宽带补相结构可以有效补偿增大功分比产生的相位损失，实现良好的相位一致性，可用于大功分比的功分器，同时通过调节前端矩形凹口的大小可以调节驻波特性。如图6所示，以后级第一级功分器为例，功分比为-5.62:-1.39。如图7为功分器幅度分布特性，如图8为功分器相位分布特性。可以看出，该补相结构实现了良好的相位一致性和幅度一致性。
后级功分器和折线结构L形拐角处均设置同样大小的为10mm切角，最后级联功分器采用HFSS仿真最优化切角，两端切角为11mm，倒切角为10.5mm。
本实用新型一方面采用E-T分支波导作为基础框架,使得整个网络的不同功分比实现起来较为简单,另一方面,通过采用基于泰勒分布的拓扑结构,使得不同的幅度加权方式得到了很好的实现。更为重要的是,本实用新型通过优化结构设计，前级功分器切角处理，后级功分器补相结构以及折线结构，同时使功分器结构和特性都得到了优化。结构更加紧凑，有利于波导功分器小型化设计。带宽内幅度功分特性良好，相位误差在±3º，具有良好的幅度和相位一致性。该一分十六路波导功分网络结构按泰勒-28dB副瓣进行幅度加权,可以使与该功分器配套的天线实现-28dB的副瓣设计,实现低副瓣的设计要求。该功分器可适用于小型化车载雷达和探测雷达天线中。
本实用新型的具体结构,如图1—5所示,此功分器主要由两个部分组成：呈左右镜像对称的两个子功分器a（如图2）和最后一级用于级联两路子功分器的级联功分器b3（如图5）。每个子功分器由前级功分器（如图3）和具有补相结构的后级功分器（如图4）组成。各功分器之间均以直波导进行连接。
采用上述幅度加权分布及结构尺寸采用HFSS仿真软件进行优化，仿真结果如图9—11所示。仿真结果表明该功分器可以实现良好的相位一致性和幅度一致性。
Claims (4)
1.一种十六路E面波导功分器，其特征在于：包括两组呈左右镜像对称分布的八路子功分器，所述的两组八路子功分器通过级联功分器连接，两组八路子功分器的输出端口共同组合成基于泰勒分布的十六路输出端口,每组八路子功分器为不对称布置的波导E面功分器，波导E面功分器均是由不同功分比的前级功分器和后级功分器组合构成的四级功分网络，所述的前级功分器的左右侧分别设有前级功分器切角，在前级功分器和后级功分器的分支波导处均设有矩形凹口一，在后级功分器的前端设有横向的矩形凹口二，在所述的级联功分器的前端设有前置倒双切角。
2.根据权利要求1所述的一种十六路E面波导功分器，其特征在于：所述的后级功分器到输出端口的走线采用折线走线形式，后级功分器的两端和折线结构L形拐角处均设置同样大小的为10mm切角。
3.根据权利要求1所述的一种十六路E面波导功分器，其特征在于：所述的级联功分器两端设有级联功分器切角为11mm。
4.根据权利要求1所述的一种十六路E面波导功分器，其特征在于：所述的前置倒双切角的尺寸为10.5mm。
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|---|---|---|---|---|
| CN111146597A (zh) * | 2020-01-09 | 2020-05-12 | 广东健博通科技股份有限公司 | 主线配相式馈电网络、相位调整方法、及大规模阵列天线 |
| CN114784477A (zh) * | 2022-06-21 | 2022-07-22 | 成都浩翼创想科技有限公司 | 新型功率合成器及其构成的50-75GHz宽带可调相功率合成网络 |
| CN115020954A (zh) * | 2022-08-08 | 2022-09-06 | 南京天朗防务科技有限公司 | 基于威尔金森形式的泰勒分布功分器及其设计方法 |
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