[发明专利]基于HMSIW的K波段新型功率分配器及其设计方法

说明书

本发明公开了一种基于HMSIW的K波段新型功率分配器及其设计方法，该功率分配器包括介质基片、基片集成波导结构、微带梯形过渡结构、微带过渡结构、信号输入端和信号输出端，介质基片上依次为微带梯形过渡结构、基片集成波导结构、微带过渡结构，基片集成波导结构的中心线处开有角型缝隙，将其分成两个HMSIW结构，其信号输入端和信号输出端均用于与有源器件端口连接；在基片集成波导结构的两侧各嵌入一排上下贯穿的金属通孔，金属通孔与基片集成波导的上下两侧表面构成传输腔体，传输腔体与所述信号输入端连通，传输腔体内设置若干功分比调节通孔。本发明利用HMSIW功分器在不影响性能的前提下，具有尺寸小、成本低的优点。

技术领域

本发明涉及电子通信元件技术领域，特别是涉及一种基于HMSIW的K 波段新型功率分配器。

背景技术

随着无线通信系统的发展，对小型化、低成本、多功能设备的需求越来越高。微波滤波器作为通信系统射频前端的重要器件之一，其设计的结构、材料和方法也逐渐增多。基片集成波导(SIW)这种新的导波结构，由于其品质因数高、功率容量大、尺寸小、易加工等优点得到了广泛的应用，基片集成波导SIW (Substrate Integrated Waveguide)功分器是一种新型结构的微波传输线，它是一种兼顾传统金属波导和微带型优点的传输结构，它体积小，易于与平面电路集成，损耗小，品质因数高，功率容量高，有“波导的性能，微带的体积”之称。目前的 SIW功分器的结构是在输出端口处往横向方向设计输出结构，该结构的尺寸会向横向延伸，导致横向尺寸变大，在某些空间条件下不易实现集成。

传统的功率分配器在K波段主要有E面、H面波导型功率分配器或者微带形式：如威尔金森功率分配器和T型结功率分配器，对于毫米波段，波导型功率分配器品质因数高、插损小，但其体积庞大，不适合与平面电路做一体化设计；微带形式的功率分配器具有结构简单、易于集成的特点，但在毫米波段附近，其存在传输损耗较高的缺陷。而半模基片集成波导(HMSIW)在保留SIW特性的同时尺寸比SIW减小了一半，使其在功分器、滤波器、双工器、天线、振荡器等有源及无源器件中也越来越多。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于HMSIW的K波段新型功率分配器及其设计方法，本发明利用HMSIW功分器在不影响性能的前提下，具有尺寸小、成本低的优点。

实现本发明目的的技术解决方案为：一种基于HMSIW的K波段新型功率分配器，包括介质基片、基片集成波导、信号输入端和信号输出端，所述基片集成波导包括基片集成波导—微带矩形结构、基片集成波导结构、基片集成波导—微带过渡结构，所述介质基片一端依次为基片集成波导—微带梯形过渡结构、基片集成波导结构、基片集成波导—微带过渡结构，所述基片集成波导结构的中心线处开有角型缝隙，将基片集成波导分成两个HMSIW结构，其信号输入端和信号输出端均实现微带过渡用于与有源器件端口连接；在基片集成波导结构的两侧各嵌入一排上下贯穿的金属通孔，所述两排金属通孔与所述基片集成波导的上下两侧表面构成传输腔体，所述传输腔体与所述信号输入端连通；

在所述传输腔体内设置至少一个功分比调节通孔，以将在所述传输腔体内传输的电磁波信号按照预设比例功分为多路信号。

优选地，所述基片集成波导结构的角型缝隙上跨接50Ω电阻，用于增加端口隔离度。

优选地，所述功分比调节通孔与最近距离的金属通孔之间的间距为预设距离。

优选地，所述信号输入端设置在所述介质基片的中心位置。

优选地，所述介质基片的上下两侧表面分别完全覆铜。

优选地，所述两排金属通孔的半径一致，且相邻金属通孔之间的间距一致。

优选地，所述金属通孔的半径为0.13-0.17毫米。

优选地，相邻的所述金属通孔之间的间距为0.4-0.8毫米。