CN216648565U - 半脊波导超宽带四路功率分配器 - Google Patents

Abstract

半脊波导超宽带四路功率分配器，包括上层结构、中层结构及下层结构；上层结构与下层结构对称；上层结构的结构体上开设有双脊波导上矩形腔，双脊波导上矩形腔的另一端一分二分别连通两个单脊波导上矩形腔的一端；结构体上设有两个微带腔，其分别与单脊波导上矩形腔的另一端垂直，从单脊波导上矩形腔到微带腔形成升阶；中层结构的结构体上设有贯穿结构体顶面和底面的双脊间距腔、单脊间距腔、短路结构腔；双脊间距腔另一端一分为二分别连通两个单脊间距腔的一端；两个短路结构腔分别垂直连通两个单脊间距腔另一端；上层结构及下层结构的微带腔内皆设有微带探针结构；微带探针结构分别与连接器连接。

Description

半脊波导超宽带四路功率分配器

技术领域

本实用新型涉及通讯技术领域，具体涉及一种6～18GHZ半脊波导超宽带四路功率分配器。

背景技术

6～18GHz是目前电子技术发展的主要频段之一，广泛应用于雷达、卫星通信、电子对抗和测试技术等方面。其中超宽功率分配器性能在这些方面有着极其重要的地位。功率分配合成器是一种对功率进行分配和合成的微波器件，在某些需要大功率、高功率容量的系统中，功分器的技术指标会直接关乎到整个系统是否能正常工作。对科研工作人员和设计师而言，研发一款各输出端口之间幅相一致性好、隔离度高、驻波系数以及整个系统的损耗小的功分结构是至关重要的。

在微波功率电路的设计过程中，尤其是在大功率电路中，单个的固态器件很有可能达不到我们所需的高功率，这个时候就需要使用功分器件。功分器的技术指标可以由以下几个方面来说明，包括-了输入端口的反射系数、输出端口之间的隔离度、相位一致性、插入损耗等。人们对功分器的期望总是希望其具有高隔离、低插损和更高的带宽。在实际使用过程中，高隔离可以防止不同信号之间的串扰，保证了功分器的性能稳定，低插损可以减少能量的损耗，而更高的带宽可以携带的信息容量也更大。这些要求使得人们对功分器的钻研更加深入。功分器的种类主要可以分为两种，一种是微带结构的，它有着低成本，加工简单，性能稳定，与有源电路之间的集成更容易等优点。而另一种是波导结构的，具有高功率容量、低损耗、较宽的带宽等优点，但是大体积，不利于集成仍是制约它的发展的因素。在微波系统中，功分器作为其重要组成部分，它的性能直接影响到这些设备的正常运行，虽然微波系统目前的发展态势是集成化，但是在高频段，乃至是毫米波波段时，微带结构由于本身的特点，无法达到更高的带宽，功率容量也比较小，因此研究高隔离、低损耗、高带宽、低成本、小型化的波导功分器是有非常重要意义的。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供了一种半脊波导超宽带四路功率分配器，利用标准双脊波导的电磁场结构的对称性，将标准双脊波导的两个脊从波导的窄边等分变化为两个单脊波导。然后再将单脊波导采用微波印制电路技术变化为微带输出结构，解决有源集成问题。

本实用新型的目的主要通过以下技术方案实现：

半脊波导超宽带四路功率分配器，包括从上到下依次设置的上层结构、中层结构及下层结构；上层结构与下层结构对称；上层结构包括方形板状的结构体，结构体的上开设有双脊波导上矩形腔，双脊波导上矩形腔的一端穿透结构体的一侧；双脊波导上矩形腔的另一端一分二分别连通两个单脊波导上矩形腔的一端；结构体上设有两个微带腔，其分别与单脊波导上矩形腔的另一端垂直，从单脊波导上矩形腔到微带腔形成升阶；

中层结构包括的方形板状的结构体，结构体上设有贯穿结构体顶面和底面的双脊间距腔、单脊间距腔、短路结构腔；双脊间距腔的一端穿透结构体一侧，双脊间距腔另一端一分为二分别连通两个单脊间距腔的一端；两个短路结构腔分别垂直连通两个单脊间距腔另一端；

上层结构及下层结构的微带腔内皆设有微带探针结构；微带探针结构分别与连接器连接。

作为一种优选技术方案，双脊波导上矩形腔与两个单脊波导上矩形腔之间的连接过渡为弧形过渡。

作为一种优选技术方案，双脊间距腔与两个单脊间距腔之间的连接过渡为弧形过渡。

作为一种优选技术方案，中层结构的结构体上还设有贯穿结构体的微带空气腔；微带空气腔有两个，其设置位置与上层结构的微带腔分别对应。

作为一种优选技术方案，短路结构腔位于微带探针结构的一侧。

作为一种优选技术方案，所述上层结构、中层结构、下层结构的结构体上皆设有若干螺孔，三者之间通过螺栓紧固。

本实用新型与现有技术相比，具有以下有益效果：

1)超宽带工作，利用脊波导特性，工作频率超倍频程；

2)准平面结构，便于为有源芯片集成，两面导热可以将有源芯片热量较好的传输到散热器；

3)低损耗，波导结构，探针在整个电路中占比小，利用波导低损耗的特性，实现极低的传输损耗。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本实用新型实施例的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本实用新型实施例的限定。在附图中：

图1为本实用新型的爆炸图1；

图2为本实用新型的爆炸图2；

图3为上层结构的结构示意图；

图4为微带探针结构。

其中，附图标记如下所示：

1-上层结构，101-双脊波导上矩形腔，102-单脊波导上矩形腔，103--微带腔，2-中层结构，201-双脊间距腔，202-单脊间距腔，203-短路结构腔，204-微带空气腔，3-下层结构，4-微带探针结构，401-波导探针部分，5-连接器。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施例和附图，对本实用新型作进一步的详细说明，本实用新型的示意性实施方式及其说明仅用于解释本实用新型，并不作为对本实用新型的限定。

实施例

如图1～4所示，半脊波导超宽带四路功率分配器，包括从上到下依次设置的上层结构1、中层结构2及下层结构3。

具体的说，上层结构1包括四角倒弧的方形板状的结构体，结构体的底面开设有双脊波导上矩形腔101，双脊波导上矩形腔101的一端穿透结构体的一侧。双脊波导上矩形腔101的另一端一分二分别连通两个单脊波导上矩形腔102的一端。具体的说，双脊波导上矩形腔101与两个单脊波导上矩形腔102之间的连接过渡为弧形过渡。结构体上设有两个微带腔103，其分别与单脊波导上矩形腔102的另一端垂直。且从单脊波导上矩形腔102到微带腔103形成升阶。两个微带腔103内分别设有微带探针结构4，结构体上还设有两个连接器5，两个连接器5分别与两个微带探针结构4连接。双脊波导上矩形腔101为TE10模式传输结构腔。

上层结构1与下层结构3对称，因此，下层结构3包括四角倒弧的方形板状的结构体，结构体的顶面开设有双脊波导下矩形腔，双脊波导下矩形腔的一端穿透结构体的一侧。双脊波导下矩形腔的另一端一分二分别连通两个单脊波导下矩形腔的一端。具体的说，双脊波导下矩形腔与两个单脊波导下矩形腔之间的连接过渡为弧形过渡。结构体上设有两个微带腔103，其分别与单脊波导下矩形腔的另一端垂直。且从单脊波导下矩形腔到微带腔103形成升阶。两个微带腔103内分别设有微带探针结构4，结构体上还设有两个连接器5，两个连接器5分别与两个微带探针结构4连接。

中层结构2包括四角倒弧的方形板状的结构体，结构体上设有贯穿结构体顶面和底面的双脊间距腔201、单脊间距腔202、短路结构腔203、微带空气腔204。双脊间距腔201的一端穿透结构体一侧，双脊间距腔201另一端一分为二分别连通两个单脊间距腔202的一端；双脊间距腔201与两个单脊间距腔202之间的连接过渡为弧形过渡。两个短路结构腔203分别垂直连通两个单脊间距腔202另一端。微带空气腔204有两个，其设置位置与上层结构1和下层结构3中微带腔103分别对应。微带空气腔204，确保微带TEM模传输模式。短路结构腔203与微带探针结构4组合构成波导微带转接结构。

上层结构1、中层结构2及下层结构3组合在一起后，双脊波导上矩形腔101、双脊间距腔201、双脊波导下矩形腔形成双脊波导结构；单脊波导上矩形腔102、双脊间距腔201、单脊波导下矩形腔形成单脊波导结构。双脊波导结构与标准接口兼容。

值得说明的是，微带探针结构4的波导探针部分401位于单脊波导结构内，短路结构腔203位于波导探针一侧。波导探针部分401，将微带内的电磁场以辐射形式，辐射到波导腔中，完成微带准TEM模转换为波导内TE10模式。

作为一种优选方式，上述连接器5为SMA接头。作为一种优选方式，所述上层结构1、中层结构2、下层结构3的结构体上皆设有若干螺孔，使得三者之间通过螺栓紧固。通过若干螺栓实现紧固，多个螺栓孔连接使得受力点更多，由于结构体不可能为绝对平面，因此受力点越多，使得接触面积更大，尽量减少波导腔内载波从因不是绝对平面导致的缝隙中泄露。

以上所述的具体实施方式，对本实用新型的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本实用新型的具体实施方式而已，并不用于限定本实用新型的保护范围，凡在本实用新型的精神和逻辑原则之内的，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (6)

1.半脊波导超宽带四路功率分配器，其特征在于，包括从上到下依次设置的上层结构、中层结构及下层结构；上层结构与下层结构对称；上层结构包括板状的结构体，结构体的上开设有双脊波导上矩形腔，双脊波导上矩形腔的一端穿透结构体的一侧；双脊波导上矩形腔的另一端一分二分别连通两个单脊波导上矩形腔的一端；结构体上设有两个微带腔，其分别与单脊波导上矩形腔的另一端垂直，从单脊波导上矩形腔到微带腔形成升阶；

中层结构包括的板状的结构体，结构体上设有贯穿结构体顶面和底面的双脊间距腔、单脊间距腔、短路结构腔；双脊间距腔的一端穿透结构体一侧，双脊间距腔另一端一分为二分别连通两个单脊间距腔的一端；两个短路结构腔分别垂直连通两个单脊间距腔另一端；

上层结构及下层结构的微带腔内皆设有微带探针结构；微带探针结构分别与连接器连接。

2.根据权利要求1所述的半脊波导超宽带四路功率分配器，其特征在于，双脊波导上矩形腔与两个单脊波导上矩形腔之间的连接过渡为弧形过渡。

3.根据权利要求2所述的半脊波导超宽带四路功率分配器，其特征在于，双脊间距腔与两个单脊间距腔之间的连接过渡为弧形过渡。

4.根据权利要求1所述的半脊波导超宽带四路功率分配器，其特征在于，中层结构的结构体上还设有贯穿结构体的微带空气腔；微带空气腔有两个，其设置位置与上层结构的微带腔分别对应。

5.根据权利要求1所述的半脊波导超宽带四路功率分配器，其特征在于，短路结构腔位于微带探针结构的一侧。

6.根据权利要求1所述的半脊波导超宽带四路功率分配器，其特征在于，所述上层结构、中层结构、下层结构的结构体上皆设有若干螺孔，三者之间通过螺栓紧固。

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