[发明专利]一种用于超宽带雷达馈电网络中的超宽带功分器

说明书

技术领域

本发明属于无源微波器件技术领域，具体涉及一种超宽带功分器的设计。

背景技术

功率分配器，简称功分器，是一种将一路输入信号能量分成两路或多路输出相等或不相等能量的器件，为天线阵列的馈电网络中的基本元件。超宽带雷达就有距离分辨力极高、穿透性好、抗干扰性能强和截获率等优点，具有广阔的应用前景。而超宽带功分器，作为超宽带雷达系统的基本元件，很大程度影响了馈电网络的性能。目前的功分器，大多工作在窄带，无法直接用于超宽带雷达的馈电网络，大多类似于在文献“Li Yuejin Xing Mengjiang，Zhu Zhangming，Yang Yintang.Novel Compact Compass Navigation System(CNS)Power Divider，2010 11th International Conference on Electronic Packaging Technology & High Density Packaging，710-713”提到的功分器；而已有的少数具有超宽带特性的功分器，结构普遍比较复杂，尺寸复杂，不适于天线阵列，比如文献“Kaijun Song，and Quan Xue，Novel Ultra-Wideband(UWB)Multilayer Slotline Power Divider With Bandpass Response，IEEE MICROWAVE AND WIRELESS COMPONENTS LETTERS，2010，20(1)，13-15”介绍的功分器。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有的超宽带功分器结构复杂的缺点，提出了一种用于超宽带雷达馈电网络中的超宽带功分器。

本发明的技术方案是：一种用于超宽带雷达馈电网络中的超宽带功分器，其特征在于，包括一块介质板、位于介质板正面的三条微带线和一个扇形微带线枝节、位于介质板背面的一条槽线和两个扇形槽线枝节，其中，一条微带线作为输入微带线，其一端用于输入一路输入信号，另一端与所述的扇形微带线枝节相连；另外两条微带线分别作为输出微带线用于输出四路输出信号；三条微带线相互平行，输入微带线位于两条输出微带线的中间；槽线位于输入微带线与扇形微带线枝节连接处的正下方，并且与输入微带线垂直，槽线的两端各连接一个扇形槽线枝节，槽线的长度为2*d+3*Wm，其中，d为输出微带线与输入微带线之间的间距，Wm为微带线的线宽。

进一步的，所述的扇形微带线枝节的半径为Rm＝λ_m/4，其中，λ_m为微带线中的导行波波长；夹角为α_m，其值由特性阻抗公式确定，其中，k为自由空间的波数，k_g为微带线中的波数，ε_dn和k_on分别是动态有效介电常数和TM_on模式的特征值，P_0n为微带线中的准TEM模式和扇形微带线枝节中TM_on模式的耦合系数，P_oo表示n＝0时的P_0n。

进一步的，所述的扇形槽线枝节半径Rs＝λs/6，夹角为α_s＝α_m*(Rm/Rs-0.1)，其中，λs为槽线中导行波波长。

进一步的，所述槽线的特性阻抗等于所述微带线的特性阻抗的2倍。

进一步的，所述输入微带线的长度等于所述输出微带线的长度的一半。

本发明的有益效果：本发明的功分器采用了三条微带线和一个扇形微带线枝节，以及一条槽线和两个扇形槽线枝节，结构非常简单；利用每个微带线和槽线构成的T形结构，实现了1分2的功率分配；这里利用了一个扇形微带线枝节和两个扇形槽线枝节，拓宽了功分器的工作频带，使其工作频带变为超宽带，可达到3.1-10.6GHz。本发明的功分器性能参数良好，适用于超宽带阵列天线的馈电网络。

附图说明

图1是本发明的超宽带功分器结构示意图。

图2是本发明的超宽带功分器的等效电路图。

图3是本发明的超宽带功分器实物的正面图。

图4是本发明的超宽带功分器实物的背面图。

图5是本发明的超宽带功分器实测的插入损耗示意图。

图6是本发明的超宽带功分器实测的隔离度示意图。

图7是本发明的超宽带功分器实测的输出端相位差示意图。

具体实施方式