【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及无线通信，更具体地说，它涉及一种基于sisl低损耗宽带一分四功分器。
技术介绍
1、现有技术中的宽带一分四功分器其内部腔体大、微带功分损耗高、带宽较窄；导致其体积大，且在高频毫米波以上频段不易与其他微波部件集成，无法适用于不同微波系统的应用场景。
2、由此，本专利技术提供了一种基于sisl低损耗宽带一分四功分器，改善了上述技术问题。
技术实现思路
1、本公开实施例旨在针对现有技术的不足，提供一种基于sisl低损耗宽带一分四功分器，本专利技术通过在常规金属腔内部放置fpc印刷带线的方法，解决常规腔体、微带功分损耗大、带宽窄的问题，同时该形式功分重量轻，可承受功率大；在毫米波以上的频段易于与不同微波组件适配，可将无源电路与有源电路同时设计在该结构上，实现系统集成，大大提高了微波组件的系统集成度；整体加工对精度、装配要求不高，可有效降低成本，适用于不同微波系统应用场景。
2、本专利技术的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：一种基于sisl低损耗宽带一分四功分器，包括：标准同轴波导、金属感性阻抗匹配结构、四分之一阻抗变换带线、周期电磁带隙结构、薄膜介质板、金属腔体、感性匹配膜片、输入输出过渡结构、金属微带线；
3、所述金属腔体内部上下两端安装有四分之一阻抗变换带线；上下两端的四分之一阻抗变换带线通过金属微带线相互连接；
4、所述金属腔体内部中间位置一侧安装有呈t型结构的金属微带线，所述金属微带线纵向两端位于金属腔体内部中心
5、所述四分之一阻抗变换带线两端连接有标准同轴波导；
6、所述金属微带线远离金属感性阻抗匹配结构一端连接有标准同轴波导；
7、所述金属腔体内部中间位置安装有周期电磁带隙结构，所述周期电磁带隙结构靠近金属腔体中心位置设置有金属感性阻抗匹配结构；
8、所述四分之一阻抗变换带线中心位置和金属微带线纵向中心位置均安装有感性匹配膜片；
9、所述标准同轴波导连接处安装有输入输出过渡结构；
10、所述四分之一阻抗变换带线与金属腔体内壁之间设置有薄膜介质板。
11、作为本专利技术的一种优选技术方案，信号先通过标准同轴波导完成信号输入，再经过金属腔体内部以准tem模的形式沿着金属微带线与金属腔体内部进行传输；最后产生的准tem模经由特殊设计的t型结构，将信号等幅同向的四路信号经四分之一阻抗变换带线传输至输出口。
12、作为本专利技术的一种优选技术方案，薄膜介质板嵌置在金属腔体内并悬置在金属腔包裹形成的空气腔内，上下两层空气腔的高度分别为hc、hb，中间薄膜介质板的厚度为hs且介电常数为εr，腔体的宽度为b，高度为a，边界条件为理想的金属导体边界条件；根据导带宽度与腔体高度比值ρ0的范围不同，计算窄导带和宽导带。
13、作为本专利技术的一种优选技术方案，窄导带计算公式为：
14、
15、a＝hc+hb+hs
16、
17、v0＝1.7886-0.2035ρc+0.475ρr
18、r0＝1.0835+0.1007ρs-0.9457ρr
19、e0＝0.2077+1.2177ρs-0.08364ρr
20、f0＝0.03451-0.1031ρs+0.01742ρr
21、其中，z0表示悬置带线的特征阻抗，εeff表示等效介电常数。
22、作为本专利技术的一种优选技术方案，宽导带的计算公式为：
23、
24、v0＝-0.6301-0.07028ρc+0.494ρr
25、r0＝1.9492+0.1553ρc-0.5123ρr
26、e0＝0.464+0.9647ρc-0.2063ρr
27、f0＝-0.1424-0.3017ρc-0.02411ρr
28、采用有限差分方法计算的结果对比显示，宽导带阻抗和介电常数的精确度在±3％以内，而窄导带的阻抗和介电常数精确度在±2％以内。
29、综上所述，本专利技术具有以下有益效果：
30、其一、带宽宽；采用基于sisl技术的新型低损耗宽带一分四功分，可以在三倍甚至五倍以上倍频进行正常工作。
31、其二、集成度高；可将无源电路与有源电路同时设计在该结构上，实现系统集成，具有很高的集成度。
32、其三、具有自封装特性，电磁兼容性能好；通过金属化通孔实现空气腔的屏蔽，多个电路集成在一起时，相互干扰较小。
33、其四、体积小，结构紧凑；通过加载、层叠等措施，解决小型化问题；与其他电系统连接集成时，可将部分电路放置于多层基板的底部或顶部，使得整体结构更加紧凑。
34、其五、低损耗；为了保证电磁波在腔体内部传输的纯度，即不会额外引入其他模式的电磁波传输形式，通过增加感性匹配膜片这也就充分保证了电磁波在传输过程中模式不变，故而不会产生电介质损耗。
35、其六、设计灵活性高；基于sisl技术的新型低损耗宽带一分四功分可以进行网络的拓扑设计，两个空腔可以灵活利用，这对于多层结构也有利于堆叠天线的设计是非常有效的。
36、其七、可承受功率大；电磁波在腔体内部传输为准tem模，能量均被束缚在腔体内部以准tem模的形式沿着金属微带线与腔体内部进行传输，承受功率与常规矩形波导相当。
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1.一种基于SISL低损耗宽带一分四功分器，其特征在于，所述宽带一分四功分器包括：标准同轴波导(1)、金属感性阻抗匹配结构(2-3)、四分之一阻抗变换带线(4)、周期电磁带隙结构(5)、薄膜介质板(6)、金属腔体(7)、感性匹配膜片(8-9)、输入输出过渡结构(10)、金属微带线(11)；
2.根据权利要求1所述的一种基于SISL低损耗宽带一分四功分器，其特征在于，信号先通过标准同轴波导(1)完成信号输入，再经过金属腔体(7)内部以准TEM模的形式沿着金属微带线(11)与金属腔体(7)内部进行传输；最后产生的准TEM模经由特殊设计的T型结构，将信号等幅同向的四路信号经四分之一阻抗变换带线(4)传输至输出口。
3.根据权利要求1所述的一种基于SISL低损耗宽带一分四功分器，其特征在于，薄膜介质板(6)嵌置在金属腔体(7)内并悬置在金属腔包裹形成的空气腔内，上下两层空气腔的高度分别为Hc、Hb，中间薄膜介质板(6)的厚度为Hs且介电常数为εr，腔体的宽度为b，高度为a，边界条件为理想的金属导体边界条件；根据导带宽度与腔体高度比值ρ0的范围不同，计算窄导带和宽导
4.根据权利要求3所述的一种基于SISL低损耗宽带一分四功分器，其特征在于，窄导带计算公式为：
5.根据权利要求3所述的一种基于SISL低损耗宽带一分四功分器，其特征在于，宽导带的计算公式为：
...【技术特征摘要】
1.一种基于sisl低损耗宽带一分四功分器，其特征在于，所述宽带一分四功分器包括：标准同轴波导(1)、金属感性阻抗匹配结构(2-3)、四分之一阻抗变换带线(4)、周期电磁带隙结构(5)、薄膜介质板(6)、金属腔体(7)、感性匹配膜片(8-9)、输入输出过渡结构(10)、金属微带线(11)；
2.根据权利要求1所述的一种基于sisl低损耗宽带一分四功分器，其特征在于，信号先通过标准同轴波导(1)完成信号输入，再经过金属腔体(7)内部以准tem模的形式沿着金属微带线(11)与金属腔体(7)内部进行传输；最后产生的准tem模经由特殊设计的t型结构，将信号等幅同向的四路信号经四分之一阻抗变换带线(...
【专利技术属性】
技术研发人员：任传俊，颜成宝，杨星，齐东元，
申请(专利权)人：凯睿星通信息科技南京股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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