[发明专利]一种基于磁表等离激元的微波功率分配器

说明书

本发明公开了一种基于磁表等离激元的微波功率分配器，包括金属腔体、同轴输入输出端口、软磁铁氧体柱和永磁体，金属腔体包括上盖板、下盖板和中部底板，软磁铁氧体柱和永磁体分别安装在金属腔体中部底板的两侧，软磁铁氧体柱是按照周期排列成的两列，具有平行段和距离渐开段两部分区域，同轴输入输出端口安装在上盖板上，与平行段中部和渐开段边缘通过探针连接。本发明的微波功率分配器具有体积小、结构简单、加工容易、成本低廉的优势；而且具有反向隔离特性，在高功率合成应用场景，可以减少额外的隔离器使用，简化系统设计；同时，通过改变偏置磁场可以得到不同频段的功分器，提高了系统的灵活性。

技术领域

本发明属于微波系统电子器件领域，涉及一种功率分配器，具体是一种工作频率可调的宽带微波功率分配器，更具体是一种采用铁氧体构成的具备反向隔离特性的可调微波功率分配器。

背景技术

在现代微波系统中，功率分配器作用在于实现将输入微波功率按照一定的比例分配成双路或者多路的功能，是非常重要而常用的部件，常简称为功分器。目前常规的功分器主要有两种类型：一种是T形结功分器，一种是威尔金森功分器。

前者形式为传输线直接分叉形成T形结，然后加上阻抗匹配器构成，其主要缺点在于输出端口之间没有隔离度，两个端口之间会相互影响；

威尔金森功分器通过在输出端口增加一个隔离电阻，可以实现两个输出端口间较好的隔离度，其缺陷在于带宽较窄，如果采用多节级联的形式可以拓展带宽，但是面积会变大。如果采用CN105514561A的引入慢波结构方式一定程度上拓展了相对带宽并减小了体积，但是这种周期性慢波结构适合工作在高频段，在低频段时其面积仍然较大。

以上基于现有技术的功分器还具有两个共同的局限：一方面，它们都不具有反向隔离特性，即输出与输入端口是互易的，在采用并馈形式的微波大功率合成应用场景，由于输出端口的失配，大功率会反射回输入端口导致器件损坏，因此需要在输出端口加上额外的隔离器件保护输入端口的有放大器，从而导致体积和成本增加；另一方面，现有技术的功分器工作频率是一般都是固定的，不可调谐，因而在其使用过程中系统灵活性会受到一定程度的制约。

发明内容

发明目的：针对上述现有技术存在的问题和不足，本发明的目的是提供一种工作频率可调且具备反向隔离特性的微波功分器。

技术方案：为实现上述发明目的，本发明采用的技术方案为：

基于磁表等离激元，利用准一维铁氧体光子晶体波导构成的微波功率分配器，包括金属腔体、金属上盖板、下盖板、软磁铁氧体柱和永磁体、微波吸收体、金属探针、同轴输入输出端口；两列按照一定周期排列的软磁铁氧体柱位于金属腔体内，与金属腔体中部底板和金属上盖板紧密接触；两列圆柱具有平行段和距离渐开段两部分区域；永磁体有两部分，都位于两列软磁铁氧体阵列的正下方，且位于金属腔体中部底板下侧；软磁铁氧体外侧安置了微波吸收体；金属探针有三个，分别位于两列软磁铁氧体阵列的平行段中部和渐开段边缘；同轴输入输出端口有三个，位于金属腔体上部，其同轴内导体与金属探针相连。

进一步地，铁氧体圆柱的材料为钇铁石榴石铁氧体、镁锰铁氧体或镍锌铁氧体。

进一步地，永磁体的典型材料为锶铁氧体或钡铁氧体或钕铁硼永磁体。

进一步地，多个铁氧体圆柱横截面为圆形。

进一步地，两列铁氧体下方的永磁体磁场方向相反。

进一步地，微波吸收体为羰基铁填充的聚氨酯海绵体。

改变软磁铁氧体的偏置磁场可以得到工作在不同频段的微波功分器。