[实用新型]一种紧凑型微带线功率分配网络

说明书

技术领域

本实用新型属于天线馈电技术领域，具体涉及一种紧凑型微带线功率分配网络。

背景技术

在移动通信、卫星通信、无线传感网节点和可穿戴无线设备中，需要减小设备体积或在有限空间内容纳更多的功能模块，因此阵列天线小型化是发展的必然趋势，而功率分配网络则是阵列天线中必不可少的重要组成部分。有鉴于此，加工方便、体积小、重量轻、带宽适中且易于集成的传统微带线型的功率分配网络应用极为广泛。然而，传统微带线型的功率分配网络在拥有上述优点的同时，在分配端口较多、频段较高的情况下的各端口一致性差、相邻端口之间的互耦效应强烈乃至影响各端口之间的幅度和相位特性的问题也较为突出。是否能寻求一种兼具体积紧凑和各端口的幅度及相位误差小的新型微带线功率分配网络，进而使得应用该功率分配网络的天线随之具备指向精度高和副瓣低的良好性能，为本领域技术人员近年来所亟待解决的技术难题。

发明内容

本实用新型的其中一个目的为克服上述现有技术的不足，提供一种可同时为两组阵列天线提供功率分配功能的紧凑型微带线功率分配网络，其兼具体积紧凑、各端口的幅度和相位误差小的优点，且可使得应用该功率分配网络的天线具备指向精度高和副瓣低的良好性能。

为实现上述目的，本实用新型采用了以下技术方案：

一种紧凑型微带线功率分配网络，其特征在于：本功率分配网络包括一分六路的第一功率分配子网络和第二功率分配子网络，两组子网络为相同结构的三级的T型功分电路，且每组子网络的六个分支端口均按照切比雪夫25dB幅度加权分布；两组子网络的分支端口彼此相向；第一功率分配子网络的两条二级T型功分电路所形成的分支端口与第二功率分配子网络的其中一对三级T型功分电路所形成的分支端口之间，以及第二功率分配子网络的两条二级T型功分电路所形成的分支端口与第一功率分配子网络的其中一对三级T型功分电路所形成的分支端口之间均通过带有移相器的威尔金森功分器相连接；第一功率分配子网络的另一对三级T型功分电路所形成的分支端口与第二功率分配子网络的另一对三级T型功分电路所形成的分支端口处均连接有移相微带线段；所述各子网络、移相微带线段以及威尔金森功分器均处于同一微带面上且该微带面贴附于介质板的其中一侧板面处，介质板的另一侧板面处覆设金属地，八根同轴馈电探针分别相应布置于四根移相微带线段末端以及四组威尔金森功分器的总端口处且铅垂贯穿介质板从而连接至所述金属地处。

所述用于连接各子网络相应分支端口的移相器对称分布于威尔金森功分器的两个分支端口处，威尔金森功分器的两分支端口处还桥接有100Ω隔离电阻。

介质板上的用于贴附微带面的一侧板面凹设有槽腔，从而使得微带面与该槽腔共同围合形成空气背腔，所述空气背腔的走向与各子网络、移相微带线段以及威尔金森功分器的布置路径相一致。

以介质板厚度方向为空气背腔的腔体高度方向，所述空气背腔高度为3mm。

介质板所用材质为Rogers 4350板材，其介电常数为3.66，厚度为0.508mm。

本实用新型的有益效果在于：

1)、本实用新型有效的解决了传统微带线型的功率分配网络在分配端口较多、频段较高的情况下的端口一致性差、相邻端口之间的互耦效应强烈乃至影响各端口之间的幅度和相位特性的问题。通过上述方案，本实用新型通过两组一分六路的功率分配子网络配合移相微带线段以及威尔金森功分器，一方面，利用了两组一分六路的功率分配子网络的互用特性，使得装置整体体积更小，结构更为紧凑，并可同时为位于介质板的金属地一侧处的一组阵列天线所使用，即可以节省空间，又实现小型化设计，又可以实现天线的多功能化。另一方面，带有移相器的威尔金森功分器，又使得两组一分六路的功率分配子网络在互用网络的同时获得了很好的幅度特性和相位特性。其中，一分六路功率分配子网络均应当由三级的T型功分电路组成，而最终分配到六个端口的能量应当按照切比雪夫25dB幅度加权进行分布，并采用相位加权的方法展宽波束宽度。威尔金森功分器则由同轴馈电探针进行馈电，等幅输出或者说等幅输入的两个分支端口处各带有弧形片状的移相器，其目的是保证功分网络组合时的相位特性。移相微带线段作用是保证最终合成的微带线功率分配网络每个端口的相位符合波束展宽的相位值。

由上可知，本实用新型由于采用了上述匹配网络优化技术，从而使其兼具体积紧凑、各端口的幅度和相位误差小的优点，且可使得应用该功率分配网络的天线具备了覆盖范围广、指向精度高和副瓣低的良好性能。功率分配网络在工作频段内输入阻抗接近于50Ω，工作频段匹配良好、VSWR较低，可普遍应用于天馈线雷达系统中。