[发明专利]一种一分任意路的同轴-波导功率分配/合成器

说明书

技术领域

本发明属于微波传输线领域，涉及多端口微波元件，尤其是一种同轴-波导功率分配/合成器。

背景技术

波导功率分配/合成器是一种极其重要的微波元件，在微波领域中有着极其广泛的应用，一般对波导功率分配/合成器都有以下的技术要求：

1)损耗小；

2)电压驻波比小；

3)工作频带宽；

4)各个输出端口的功率分配要均衡；

5)如果用作合成器的话，则要求各端口间的隔离要大。

以往使用的波导功率分配/合成器的种类有很多，如图1所示的是一种应用较多、性能优良的波导功率分配/合成器，称作双T(或魔T)，但是，若将它用到阵列天线间距有限的地方时，由于其结构尺寸太大，根本无法使用，且它只能用于一分二路的功率分配/合成器，如果将它组成一分八的波导功率分配/合成器，则其结构非常庞大。

图2所示的为波导E面分叉功率分配/合成器，为了保证必须的电性能，要求接有负载，使得结构变复杂，损耗增加。

图3所示的为波导E面和H面同时双分叉的四路功率分配/合成器，四个输出端口呈矩形分布，如果将功率分别引出，就变得十分困难，故它只能用在特殊需要的场合。

上述各种形式的波导功率分配/合成器，还有一个最大的共性缺点是只能做成2n(n＝1，2，3，……)个端口，原因是常规的波导功率分配/合成器只能是一分为二、二分为四、四分为八、……对于要求奇数端口的，它们就无能为力了。

发明内容

为了克服现有技术结构庞大和只能分为偶数端口的不足，本发明提供一种能一分任意路的同轴-波导功率分配/合成器，能适用于100GHz以内(取决于激励头的频率响应)的所有频段，该同轴-波导功率分配/合成器具有体积小、驻波小、损耗小、各个输出端口的功率分配均衡及应用灵活等特点。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：包括两片正N边形金属板和一个激励头，N为实际需要的功率分配/合成路数，两片正N边形金属板在其法线方向上的投影重叠，组成一个正N边形的同轴平行板激励器，正N边形金属板的边长为a，两片正N边形金属板之间的间距为b，a和b分别是根据给定的工作频率范围选用的相应波导管的宽边尺寸和窄边尺寸。同轴平行板激励器的每一边接一个波导管，这样就形成了N个端口。激励头安装在正N边形金属板的轴线上，其型号根据实际需要选定，如SMA系列、N系列、B系列，激励头的激励探针伸入到两片正N边形金属板之间，并将激励头紧固在其中的一片上。

为了达到最佳匹配，在激励探针的端部加装金属圆盘或金属球。

通过仿真优化，调整激励探针的直径、深入金属板的深度、金属圆盘或金属球的直径，使功分器达到最佳的匹配状态(即驻波最小)。

本发明的有益效果是：以往的波导功分配/合成器只能用于一分2ⁿ路的情况下，而本发明的一分任意路同轴-波导功率分配/合成器，可以一分二，一分三，一分任意多路，使用起来灵活方便，并且本发明的同轴-波导功率分配/合成器的电性能良好，设计新颖，结构简单，易于实现。本发明属于互易器件，因此用作合成器时性能也很好。

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

附图说明

图1为常规的波导魔T，图中1为金属圆杆，2为金属膜片；

图2为波导E面双分叉隔离式功率分配器，图中3为负载；

图3为E面和H面同时双分叉的四路功率分配器；

图4为一分三同轴-波导功率分配/合成器的仿真模型图；

图5为一分五同轴-波导功率分配/合成器的仿真模型图；

图6为一分八同轴-波导功率分配/合成器的仿真模型图；

图7为一分十六同轴-波导功率分配/合成器的仿真模型图；

图8为一分三同轴-波导功率分配/合成器的结构图，图8(a)为左视图，图8(b)为主视图；

图9为一分五同轴-波导功率分配/合成器的结构图，图9(a)为左视图，图9(b)为主视图，图9(c)为右视图；

图10为一分八同轴-波导功率分配/合成器的结构图，图10(a)为左视图，图10(b)为主视图；

图11为一分十六同轴-波导功率分配/合成器的结构图，图11(a)为左视图，图11(b)为主视图；

图12为正五边形同轴平行板激励器的结构图，图12(a)为左视图，图12(b)为主视图，图12(c)为右视图，图12(d)为俯视图。图中4为激励头，5为匹配装置，6、7为平行正五边形板；

图13为仿真的一分三同轴-波导功率分配/合成器输入口驻波曲线图；