[发明专利]一种用于脊波导缝隙天线阵的脊波导功分器

说明书

技术领域

本发明涉及脊波导缝隙阵的功分合成网络，尤其是指在双极化脊波导缝隙阵中的应用。本发明可以广泛应用于脊波导缝隙天线阵的合成网络，特别是针对空间紧凑、端口功分比大的脊波导合成网络。

背景技术

波导缝隙天线由于效率高、结构强度好等优点，被广泛应用于雷达和各种通信领域。随着对特征提取的要求越来越高，以及频率资源紧张对通信带宽的限制，双极化天线的需求正越来越普遍，双极化波导缝隙天线得到了广泛的应用。但是，在一些对双极化天线阵的尺寸、重量等有严格限制要求的场合，传统的矩形波导双极化天线丧失了使用价值。单脊波导的横截面尺寸与同频段的标准矩形波导相比，压缩了5倍以上，有效减小了占用的空间和自身的重量，因此，脊波导双极化缝隙阵列天线得到了大量的应用。

由于脊波导结构尺寸的缩小和自身形状的不对称性，脊波导双极化天线阵的合成网络复杂性也相应的大大增加，特别在毫米波波段，脊波导合成网络的尺寸更小，这给加工带来了一定的难度。在同一层的脊波导合成网络中，脊波导的电场主要集中在脊和金属壁之间，同一层的变化是连续的，关于脊波导功分器的相关资料比较少，我们尝试对于一分二的脊波导功分器，采用类似于矩形波导功分器的设计方法，通过在脊波导功分器T型位置两个端口公共壁上加金属膜片来获得馈电口匹配，调整该金属膜片的大小和位置，还可以在一定程度上获得不同的端口功分比，但是这种设计的手段能调节的端口功分比十分有限，加上在实际加工中受限于铣刀的大小、加工精度、功率容量等要求，金属膜片与T型位置金属壁之间缝隙也不可能无限缩小，特别在毫米波波段，这种影响将更加突出。

综上所述，脊波导双极化缝隙天线有诸多应用背景和应用优势，相应的，脊波导双极化缝隙天线的合成网络复杂性也大大增加，针对脊波导功分器，通过调整脊波导功分器T型位置膜片的大小和位置，来获得两端口间不同功分比的能力十分有限，无法实现双端口大功分比的要求，因而无法满足有特殊幅度加权要求的毫米波脊波导双极化缝隙阵，所以迫切需要一种新型的脊波导功分器，在空间结构和加工工艺限制的前提下，实现大功分比的信号输出。

发明内容

本发明的目的就是针对脊波导双极化缝隙天线阵合成网络的设计，提供的一种用于脊波导缝隙天线阵的脊波导功分器。

一种用于脊波导缝隙天线阵的脊波导功分器，所述脊波导功分器为单脊波导功分器，具有馈电口3、第一分端口4和第二分端口5，其中馈电口3位于一侧，所述第一分端口4和第二分端口5并列位于另一侧；

馈电口3的脊的内端、第一分端口4的脊的内端和第二分端口5的脊的内端之间由T形块2.3连接，其中 T形块2.3的顶部两端分别连接第一分端口4的脊的内端和第二分端口5的脊的内端，T形块2.3的底端连接馈电口3的脊的内端；

与T形块2.3的顶部对应的脊波导功分器的共公内壁上设有金属膜片2.1；

所述第一分端口4和第二分端口5的功分比为4:1以上，传输效率为99.9%以上。

所述T形块2.3的顶部为变换段2.2，连接第一分端口4的脊的变换段的宽度小于馈电口3的脊的宽度、高度小于馈电口3的脊的高度。

所述金属膜片2.1向T形块2.3的顶部一侧凸出，并偏向第一分端口4一侧，金属膜片2.1横截面为矩形。

本发明的有益技术效果体现在以下几个方面：

1.本发明的新型脊波导功分器，在空间尺寸十分有限的条件下，可以实现双端口间4:1以上的功分比，解决了脊波导双极化缝隙阵中合成网络设计中的一大难题，实现了脊波导双极化天线中功分网络多样性加权的要求，非常适合在各种脊波导合成网络中进行布局和延伸。

2.本发明的新型脊波导功分器，结构简单加工容易，非常适合分层加工技术操作。

3.本发明的新型脊波导功分器，匹配良好，传输效率高，带内波动小，实施例1中（工作频率34.5Ghz～35.5Ghz）幅度波动小于±0.1dB，实施例2中（工作频率17.3Ghz～17.8Ghz）幅度波动小于±0.1dB。

附图说明

图1为本发明结构示意图；

图2为本发明去除一侧盖板1的剖视图；

图3为图2主要尺寸的标注图；

图4为图2馈电口3的横截面的结构尺寸图；

图5为图2的俯视图；

图6为本发明所述的新型脊波导功分器实施例1馈电口3的驻波图；

图7为本发明所述的新型脊波导功分器实施例1的端口4和端口5的传输系数图；

图8为本发明所述的新型脊波导功分器实施例2馈电口3的驻波图；