[发明专利]π型五端口E面功分器

说明书

技术领域

本发明涉及一种功分器,具体地说，是涉及一种宽带五端口功公器。 

背景技术

功分器是现代微波通信和军事电子系统中的一种通用原件。波导功分器由于其功率容量高、插入损耗低等特点， 应用十分广泛。二路波导功分器既可以单独使用，也可以通过串接构成多路功分网络，用于相控阵雷达、天线阵以及功率合成等领域。已有的二路波导功分器主要包括E-面T型分支， H-面T型分支，波导魔T，H-面波导裂缝电桥等。其中前两种器件由于两个输出端之间隔离度低，任意一个输出端口的失配都会严重影响功率分配的幅度和相位精度。 波导魔T的输出端口之间有很好的隔离，而且两个输出端口之间的相位相同，但其四个波导的轴线方向分别指向三个互相垂直的方向，成复杂的三维立体结构，加工难，成本高，而且器件在长宽高三个方面都比较大，不利于器件的小型化。特别是波导魔T不适合作为单元串接构成多路功分网络。H-面波导裂缝电桥的输入输出波导的轴线位于同一平面内，由此可以串接构成所有波导轴线位于同一平面的多路功分网络。这种功分网络可以分为底座和盖板，分别利用传统的数控铣切技术一次性方便地加工，加工精度大大提高，加工成本大大降低。但是，已有的H-面波导裂缝电桥的两个输出端口之间存在固有的90度相位差。在要求同相位输出的情况下，特别是在串接构成多路功分网络时，需要对各级功分器输出端口的相位之间进行宽带补偿。特别是在多路功分网络小型化设计时，相位补偿电路会使器件体积和设计难度大大提高。 

发明内容

本发明的目的在于提供一种宽带的五端口等幅等相的π型五端口E面功分器。 

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：π型五端口E面功分器，包括耦合腔，1个输入端口，输出端口A、输出端口B、隔离端口A和隔离端口B，所述输入端口位于耦合腔的前端面，输出端口A和输出端口B位于耦合腔的左端面和右端面，左端面和右端面为耦合腔互相对立的两个对立面，耦合腔在水平面上某一方向的尺寸小于或等于该π型五端口E面功分器的最高工作频率对应的自由空间波长的一半，输入端口，输出端口A、输出端口B、隔离端口A和隔离端口B中至少3个端口电场的水平分量大于其垂直分量。 

输入端口，输出端口A、输出端口B、隔离端口A和隔离端口B中至少3个端口在水平面上的投影的最大尺寸小于该端口垂直方向的最大高度。 

输入端口，输出端口A、输出端口B、隔离端口A和隔离端口B的法线方向与水平面之间的夹角小于30度，输出端口A和隔离端口A在水平面上的投影均在输入端口在水平面上的投影的左侧；输出端口B和隔离端口B在水平面上的投影都在输入端口在水平面上的投影的右侧。 

输出端口A、输出端口B的法线在水平面上的投影与输入端口的法线或输入端口的法线的反方向在水平面上的投影之间的夹角大于60度小于120度，隔离端口A和隔离端口B位于耦合腔的后端面，隔离端口A和隔离端口B的法线在水平面上的投影与输入端口的法线或输入端口的法线反方向在水平面上的投影之间的夹角大于60度小于120度。 

所述耦合腔为单连通空腔结构，即该耦合腔内部的任何封闭曲线都可以在该耦合腔内连续收敛到一个点。 

上述水平面是指耦合腔的上底面或平行于耦合腔上底面的水平面；垂直方向是指垂直于水平面的方向。某一方向是指垂直于水平面的方向或垂直于输入端法线方向且平行于水平面的方向。 

在本发明中，与传统的波导功分器相比，一般的功分器只具备三个端口，本发明采用5个端口作为输入和输出、以及隔离用的端口，同时配合内部的耦合结构，这样可提升其耦合效果，另外传统的功分器一般的输出端和输入端时设置在相对立的两个面上，那么在其轴线方向的长度势必会增加，在某些特殊的器件中使用功分器时有时会要求长度方向需要缩小，而一般的功分器是不能满足这样的需求的，因此为了配合这类的需求，本发明特根据本发明的设计思路对端口的位置做出相应的限定，而本发明采用将，输出端口A位于耦合腔的左端面，输出端口B位于耦合腔的右端面，这样可直接去掉后端面的端口，以减小前后向轴线方向的体积。 

所述耦合腔，输入端口，输出端口A、输出端口B、隔离端口A、隔离端口B、匹配体、凹槽A、凹槽B、金属凸台A、金属凸台B和凸起相对于输入端的法线方向呈左右镜像对称排布。 

所述的输入端口、输出端口A、输出端口A、隔离端口A、隔离端口B为空波导或脊波导或带线或同轴结构。