E面巾字形功分器制造技术

本发明专利技术公布了一种E面巾字形功分器，包括耦合腔，与耦合腔连通的输入端，输出端A，输出端B和匹配端。该器件可以为左右对称结构，输入端，输出端A，输出端B或匹配端在与耦合腔相连处的交界面中心处的法线方向都与耦合腔上表面之间的夹角都小于或等于30度。其中输入端的宽度大于其高度，匹配端，输出端A，输出端B的高度大于其宽度。耦合腔在耦合腔上表面上某一方向上的最大尺寸小于该E面巾字形功分器的最高工作频率对应的自由空间波长的一半。本发明专利技术的E面巾字形功分器具有结构简单紧凑、加工调试成本低、输出端之间隔离度好、输出端之间幅相精度高等特点，构成多路功分器、和差器、比较器等，用于雷达、导弹制导、通信等军事及民用领域。

【技术实现步骤摘要】
E面巾字形功分器
本专利技术涉及一种功分器，具体地说，是涉及一种幅度和相位一致性好的紧凑型宽 带波导功率分配器。
技术介绍
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，Η面T型分支，波导魔T，Η面波导裂缝电桥、E面波导环形 电桥（Ring Hybrid或Rat-Race Hybrid)和Η面波导环形电桥等。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Τ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 波导端口的轴线方向分别指向三个互相垂直的方向，构成复杂的三维立体结构。因此波导 魔Τ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，更不适 合作为单元串接构成多路功分网络。Ε-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而成，加工精度大大 提高，加工成本大大降低。但是，已有的Ε-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，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。同时，Ε-面波导裂缝电桥的工作带宽比较窄。Ε面波导环形电桥（Ring Hybrid 或Rat-Race Hybrid)和Η面波导环形电桥也由于体积比较大，工作带宽比较窄，其用途受 到限制，特别是在多路功分网络小型化设计时波导环形电桥很少被使用。 在制导系统中，上述波导魔Τ，Η面波导裂缝电桥、Ε面波导环形电桥（Ring Hybrid 或Rat-Race Hybrid)和Η面波导环形电桥等经常还被单独作为和差器来使用，或作为元器 件构成功能更复杂的和差器网络来使用。在这种情况下，这些器件的弱点仍然明显。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种幅度和相位一致性好，工作带很宽的紧凑型宽带波导 功率分配器。 为了实现上述目的，本专利技术采用的技术方案如下：Ε面巾字形功分器，包括耦合 腔，与f禹合腔连通的输入端、输出端Α、输出端Β和匹配端；匹配端远离f禹合腔的一端连接匹 配负载；输入端或\和输出端A或\和输出端B或\和匹配端与耦合腔相连处的交界面在 其中心处的法线方向与耦合腔上表面之间的夹角都小于或等于30度，并且耦合腔在耦合 腔上表面上某一方向上的最大尺寸小于或等于该E面巾字形功分器的最高工作频率对应 的自由空间波长的一半。耦合腔上表面为平行于纸面方向的表面。 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 腔内连续收敛于一个点。单连通空腔结构即单连通区域，单连通区域是数学的基本概念之 一。设D是平面区域，如果D内任一闭曲线所围的部分都属于D，则称D为平面单连通区域。 输出端A、输出端B和匹配端均位于f禹合腔的前端面，输入端位于f禹合腔的后端 面，所述前端面为纸面垂直放置时的上方，所述后端面为纸面垂直放置时的下方；前端面和 后端面为耦合腔的两个相对的平面，输出端A、输出端B分别位于匹配端的两侧。 所述匹配端与耦合腔相连处的交界面的中心处的电场的水平分量的幅值大于其 垂直分量的幅值；输入端与耦合腔相连处的交界面的中心处的电场的垂直分量的幅值大于 其水平分量的幅值；输出端A与耦合腔相连处的交界面的中心处的电场的水平分量的幅值 大于其垂直分量的幅值；输出端B与耦合腔相连处的交界面的中心处的电场的水平分量的 幅值大于其垂直分量的幅值。 所述匹配端与耦合腔相连处的交界面中心处的法线方向和输出端A与耦合腔相 连处交界面中心处的法线方向之间的夹角小于或等于30度；所述匹配端与耦合腔相连处 的交界面中心处的法线方向和输出端B与耦合腔相连处交界面中心处的法线方向之间的 夹角小于或等于30度。 对于二路功率等分功分器情况，所述耦合腔、输入端、输出端A、输出端B和匹配端 所构成的结构呈左右镜像对称形状，输出端A和输出端B关于匹配端呈对称排布。 所述输入端与耦合腔相连处位于耦合腔外设置有至少一个只接触其底部或顶部 的金属柱B，位于耦合腔内在与输入端相连处设置有至少一个只接触其底部或顶部的金属 柱A。 所述耦合腔、输入端、输出端A、输出端B、匹配端的上表面齐平。 所述输入端、输出端A、输出端B远离耦合腔的一端均分别设置有端口宽度比相应 的各端口宽度变化大于或等于10%的传输线，而且该传输线为空波导或脊波导或同轴线。 输入端为矩形波导或脊波导；输出端A、输出端B、匹配端为矩形波导；耦合腔为矩 形体。 耦合腔上表面和水平面均为在俯视方向看到的耦合腔的平面。 上述E面巾字形功分器总的来说，包括耦合腔，与耦合腔连通的输入端、输出端A、 输出端B和匹配端。匹配端外连接匹配负载，匹配负载用以吸收从耦合腔耦合到匹配端的 所有微波能量。与已有的波导魔T中有一个端口与其余三个端口垂直相比，该专利技术的最大 特点是输入端、输出端A、输出端B和匹配端在与耦合腔相连处的交界面的中心处的法线方 向与耦合腔上表面之间的夹角可以为零度，从而使得该专利技术为准平面结构，大大简化了器 件的结构，并简化了器件的加工和装配过程。与已有的E面波导环形电桥中的对应的耦合 腔的尺度相比，耦合腔在耦合腔上表面上某一方向上的最大尺寸小于该E面巾字形功分器 的最高工作频率对应的自由空间波长的一半。 与已有的Η面和E面波导环形电桥的非对称特点相比，本专利技术中的耦合腔、输入 端、输出端Α、输出端Β和匹配端所构成的结构呈左右镜像对称形状，即轴对称结构。这种形 状的固有对称性保证了两个输出端的功率幅度和相位在理论上是完全一致的。 与已有的Η面和Ε面波导环形电桥中的耦合腔为环形结构相比，本专利技术中的耦合 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于一 个点。具体来说就是耦合腔内不存在任何其他空间。 对于各端口在水平面上的位置安排上，输出端A和输出端B在水平面上的位置分 别在左边和右边与匹配端相邻，匹配端和输入端在水平面上被输出端A或输出端B隔开。 匹配端、输出端A和输出端B与耦合腔相连处的交界面的深度大于其在水平面上 的宽度。输入端与耦合腔相连处的交界面的深度小于其在水平面上的宽度。由此保证了匹 配端、输出端A和输出端B的电场的极化方向主要为水平极化，即与耦合腔相连处的交界面 的中心处的电场的水平分量的幅值大于其垂直分量的幅值。同时又保证了输入端的电场的 极化方向主要为垂直极化，即输入端与耦合腔相连处的交界面的中心处的电场的垂直分量 的幅值大于其水平分量的幅值。深度是指耦合腔上表面指向下端面的高度。宽度是指由耦 合腔左端面指向右端面的长度。 所述匹配端与耦合腔相连处的交界面的中心处的电场的水平分量本文档来自技高网...

【技术保护点】
E面巾字形功分器，其特征在于，包括耦合腔（1），与耦合腔（1）连通的输入端（2）、输出端A（3）、输出端B（4）和匹配端（5）；匹配端（5）远离耦合腔（1）的一端连接匹配负载（7）；输入端（2）或\和输出端A（3）或\和输出端B（4）或\和匹配端（5）与耦合腔（1）相连处的交界面在其中心处的法线方向与耦合腔(1)上表面之间的夹角都小于或等于30度。

【技术特征摘要】
1. E面巾字形功分器，其特征在于，包括耦合腔（1)，与耦合腔（1)连通的输入端（2)、输 出端A (3)、输出端B (4)和匹配端（5);匹配端（5)远离耦合腔（1)的一端连接匹配负载 (7);输入端（2)或\和输出端A (3)或\和输出端B (4)或\和匹配端（5)与耦合腔（1) 相连处的交界面在其中心处的法线方向与耦合腔（1)上表面之间的夹角都小于或等于30 度。2. 根据权利要求1所述的E面巾字形功分器，其特征在于，所述耦合腔（1)在耦合腔 (1)上表面上某一方向上的最大尺寸小于或等于该E面巾字形功分器的最高工作频率对应 的自由空间波长的一半。3. 根据权利要求1所述的E面巾字形功分器，其特征在于，所述耦合腔（1)为单连通空 腔结构，即该耦合腔（1)内部的任何封闭曲线都可以在该耦合腔（1)内连续收敛于一个点。4. 根据权利要求1所述的E面巾字形功分器，其特征在于，输出端A (3)、输出端B (4) 和匹配端（5)均位于耦合腔（1)的前端面，输入端（2)位于耦合腔（1)的后端面，所述前端 面为纸面垂直放置时的上方，所述后端面为纸面垂直放置时的下方；前端面和后端面为耦 合腔（1)的两个相对的平面，输出端A (3)、输出端B (4)分别位于匹配端（5)的两侧。5. 根据权利要求1所述的E面巾字形功分器，其特征在于，所述匹配端（5)与耦合腔 (1) 相连处的交界面的中心处的电场的水平分量的幅值大于其垂直分量的幅值；输入端 (2) 与耦合腔（1)相连处的交界面的中心处的电场的垂直分量的幅值大于其水平分量的幅 值；输出端A (3)与耦合腔（1)相连处的交界面的中心处的电场的水平分量的幅值大于其 垂直分量的幅值；输出端B (4)与耦合腔（...

【专利技术属性】
技术研发人员：王清源，谭宜成，李玉萃，
申请(专利权)人：成都赛纳赛德科技有限公司，
类型：发明
国别省市：四川;51