專利名稱：一種波導(dǎo)型九路等分輸出功率分配結(jié)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種波導(dǎo)型九路等分輸出功率分配結(jié)構(gòu)，是一種微波波導(dǎo)型器件，屬于微波波導(dǎo)器件設(shè)計(jì)技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
矩形金屬波導(dǎo)功率分配器是一種廣泛應(yīng)用于微波與毫米波通信系統(tǒng)的重要無(wú)源器件，具有功率容量高、損耗小、低插入損耗等特性。波導(dǎo)功率分配器有多種形式，常見(jiàn)的有T分支、Y分支、波導(dǎo)定向耦合器、波導(dǎo)分支線耦合器等大。波導(dǎo)T形結(jié)構(gòu)是一種常用的功率分配結(jié)構(gòu)，其具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、尺寸小、應(yīng)用靈活等 特點(diǎn)，但其自身結(jié)構(gòu)具有不連續(xù)性而會(huì)引起強(qiáng)烈反射和很大的衰減。采用加載電抗性元件可以減小反射與衰減，通過(guò)優(yōu)化尋找最佳的電抗元件加載的位置與尺寸可以得到最優(yōu)功率分配的性能。傳統(tǒng)的T形結(jié)構(gòu)是一路輸入二路等分的功率分配，進(jìn)而能實(shí)現(xiàn)的只是2n(N為大于等于I的整數(shù))路的功率輸出。這使得功率分配器的應(yīng)用場(chǎng)合受到了很大的限制。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供了一種波導(dǎo)型九路等分輸出功率分配結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)能應(yīng)用于暈米波與亞暈米波頻段的I路輸入9路輸出的功率分配結(jié)構(gòu)。本發(fā)明包括如下技術(shù)方案一種波導(dǎo)型九路等分輸出功率分配結(jié)構(gòu)，包括八個(gè)T型腔體、一個(gè)波導(dǎo)型九路等分輸出功率分配結(jié)構(gòu)入口和九個(gè)波導(dǎo)型九路等分輸出功率分配結(jié)構(gòu)出口 ；每個(gè)T型腔體包括一個(gè)垂直端口、兩個(gè)水平端口和一個(gè)矩形凸起，垂直端口為該T型腔體的入口，兩個(gè)水平端口為該T型腔體的出口，在每個(gè)T型腔體的垂直端口和水平端口相交處均有朝向垂直端口的矩形凸起；第一 T型腔體的垂直端口為矩形且為所述波導(dǎo)型九路等分輸出功率分配結(jié)構(gòu)入口，第一 T型腔體為1: 2分配結(jié)構(gòu)，第一 T型腔體的2/3輸出作為第二 T型腔體的輸入，第
一T型腔體的其余1/3輸出作為第三T型腔體的輸入，第三T型腔體為1: 2分配結(jié)構(gòu)，所述第三T型腔體1/3輸出的水平端口作為所述波導(dǎo)型九路等分輸出功率分配結(jié)構(gòu)的出口，所述第三T型腔體2/3輸出作為第四T型腔體的輸入，所述第四T型腔體為1:1分配結(jié)構(gòu)且第四T型腔體的兩個(gè)水平端口也為所述波導(dǎo)型九路等分輸出功率分配結(jié)構(gòu)的出口 ；第二 T型腔體為1:1分配結(jié)構(gòu)且所述第二 T型腔體的兩個(gè)水平端口分別連接到第五T型腔體和第六T型腔體的垂直端口 ；第五T型腔體和第六T型腔體均為1: 2分配結(jié)構(gòu)，所述第五T型腔體1/3輸出的水平端口作為所述波導(dǎo)型九路等分輸出功率分配結(jié)構(gòu)的出口，所述第五T型腔體2/3輸出作為第八T型腔體的輸入，所述第八T型腔體為1:1分配結(jié)構(gòu)且第八T型腔體的兩個(gè)水平端口也為所述波導(dǎo)型九路等分輸出功率分配結(jié)構(gòu)的出口 ；
所述第六T型腔體1/3輸出的水平端口作為所述波導(dǎo)型九路等分輸出功率分配結(jié)構(gòu)的出口，所述第六T型腔體2/3輸出作為第七T型腔體的輸入，所述第七T型腔體為II分配結(jié)構(gòu)且第七T型腔體的兩個(gè)水平端口也為所述波導(dǎo)型九路等分輸出功率分配結(jié)構(gòu)的出口 ；T型腔體的矩形凸起垂直于水平端口 ；T型腔體的矩形凸起的長(zhǎng)和寬分別為所述波導(dǎo)型九路等分輸出功率分配結(jié)構(gòu)工作中心頻率處的1/4波長(zhǎng)和1/10波長(zhǎng)；所述九個(gè)波導(dǎo)型九路等分輸出功率分配結(jié)構(gòu)出口均為轉(zhuǎn)90°輸出出口；所述轉(zhuǎn)90°輸出出口通過(guò)切角方式實(shí)現(xiàn)，切角截 面為等腰直角三角形，該等腰直角三角形的直角邊長(zhǎng)為所述波導(dǎo)型九路等分輸出功率分配結(jié)構(gòu)入口矩形短邊長(zhǎng)的3/4。I I分配結(jié)構(gòu)的T型腔體中，矩形凸起位于該T型腔體的中心位置。I 2分配結(jié)構(gòu)的T型腔體中，矩形凸起偏離該T型腔體的中心位置。本發(fā)明相比現(xiàn)有技術(shù)的有益效果是(I)本發(fā)明區(qū)別于傳統(tǒng)的2n(N為大于等于I的整數(shù))路的功率分配器，可以實(shí)現(xiàn)3* M(M是大于或等于I的整數(shù))路的功率分配結(jié)構(gòu)，且所述功率分配結(jié)構(gòu)具有緊湊的結(jié)構(gòu)，可通過(guò)在銅塊開(kāi)槽路結(jié)構(gòu)來(lái)實(shí)現(xiàn)，具有準(zhǔn)二維特性，易于加工。該結(jié)構(gòu)可通過(guò)比例縮放而應(yīng)用于毫米波和亞毫米波段的9路功率分配與合成。(2)本發(fā)明功率分配結(jié)構(gòu)的T型腔體中，采用矩形凸起實(shí)現(xiàn)功率分配，矩形凸起的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，工程上容易實(shí)現(xiàn)，且效果好。且本發(fā)明中的矩形凸起尺寸參數(shù)經(jīng)過(guò)大量實(shí)驗(yàn)證明，為性能最優(yōu)參數(shù)，能夠使得功率分配結(jié)構(gòu)工作更加精確。


圖1是本發(fā)明功率分配結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是本發(fā)明功率分配結(jié)構(gòu)90°輸出出口結(jié)構(gòu)放大圖；圖3是本發(fā)明功率分配結(jié)構(gòu)中1: 2T型腔體示意圖；圖4是本發(fā)明功率分配結(jié)構(gòu)中1:1T型腔體示意圖。
具體實(shí)施例方式下面就結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步介紹。本發(fā)明提供了一種波導(dǎo)型九路等分輸出功率分配結(jié)構(gòu)，如圖1所示，包括八個(gè)T型腔體I 8、一個(gè)波導(dǎo)型九路等分輸出功率分配結(jié)構(gòu)入口 9和九個(gè)波導(dǎo)型九路等分輸出功率分配結(jié)構(gòu)出口；每個(gè)T型腔體包括一個(gè)垂直端口、兩個(gè)水平端口和一個(gè)矩形凸起，垂直端口為該T型腔體的入口，兩個(gè)水平端口為該T型腔體的出口，在每個(gè)T型腔體的垂直端口和水平端口相交處均有朝向垂直端口的矩形凸起^型腔體的矩形凸起垂直于水平端口。T型腔體的矩形凸起的長(zhǎng)和寬分別為所述波導(dǎo)型九路等分輸出功率分配結(jié)構(gòu)工作中心頻率處的1/4波長(zhǎng)和1/10波長(zhǎng)，所述矩形凸起的長(zhǎng)為矩形凸起平行于該T型腔體的垂直端口的邊，所述矩形凸起的寬為矩形凸起平行于該T型腔體的水平端口的邊；第一 T型腔體I的垂直端口為矩形且為所述波導(dǎo)型九路等分輸出功率分配結(jié)構(gòu)入口，第一 T型腔體I為1: 2分配結(jié)構(gòu)，第一 T型腔體I的2/3輸出作為第二 T型腔體2的輸入，第一 T型腔體I的其余1/3輸出作為第三T型腔體3的輸入，I 2分配結(jié)構(gòu)的T型腔體結(jié)構(gòu)示意圖如圖3所示，矩形凸起10偏離該T型腔體的中心位置；第三T型腔體3為
I 2分配結(jié)構(gòu)，所述第三T型腔體3為1/3輸出的水平端口作為所述波導(dǎo)型九路等分輸出功率分配結(jié)構(gòu)的出口，所述第三T型腔體3的2/3輸出作為第四T型腔體4的輸入，所述第四T型腔體4為1:1分配結(jié)構(gòu)且第四T型腔體4的兩個(gè)水平端口也為所述波導(dǎo)型九路等分輸出功率分配結(jié)構(gòu)的出口；I I分配結(jié)構(gòu)的T型腔體結(jié)構(gòu)示意圖如圖4所示，矩形凸起11位于該T型腔體的中心位置。第二 T型腔體2為1:1分配結(jié)構(gòu)且所述第二 T型腔體2的兩個(gè)水平端口分別連接到第五T型腔體5和第六T型腔體6的垂直端口 ；第五T型腔體5和第六T型腔體6均為1: 2分配結(jié)構(gòu)，所述第五T型腔體5的1/3輸出的水平端口作為所述波導(dǎo)型九路等分輸出功率分配結(jié)構(gòu)的出口，所述第五T型腔體5的2/3輸出作為第八T型腔體8的輸入，所述第八T型腔體8為1:1分配結(jié)構(gòu)且第八T型腔體8的兩個(gè)水平端口也為所述波導(dǎo)型九 路等分輸出功率分配結(jié)構(gòu)的出口；所述第六T型腔體6的1/3輸出的水平端口作為所述波導(dǎo)型九路等分輸出功率分配結(jié)構(gòu)的出口，所述第六T型腔體6的2/3輸出作為第七T型腔體7的輸入，所述第七T型腔體7為1:1分配結(jié)構(gòu)且第七T型腔體7的兩個(gè)水平端口也為所述波導(dǎo)型九路等分輸出功率分配結(jié)構(gòu)的出口；如圖2所示，九個(gè)波導(dǎo)型九路等分輸出功率分配結(jié)構(gòu)出口均為轉(zhuǎn)90°輸出出口，轉(zhuǎn)90。輸出出口通過(guò)切角方式實(shí)現(xiàn)，切角截面為等腰直角三角形，該等腰直角三角形的直角邊長(zhǎng)為所述波導(dǎo)型九路等分輸出功率分配結(jié)構(gòu)入口矩形短邊長(zhǎng)的3/4。以U波段波導(dǎo)型九路等分輸出功率分配結(jié)構(gòu)為例，波導(dǎo)型九路等分輸出功率分配結(jié)構(gòu)入口 9尺寸為4. 8mm * 2.4mm，T型腔體結(jié)構(gòu)中矩形凸起10、11的長(zhǎng)和寬均分別為1.5mm和O. 6mm，轉(zhuǎn)90°輸出出口切角的邊長(zhǎng)為1. 8mm。經(jīng)加工實(shí)測(cè)結(jié)果表明，在49_50GHz頻率范圍內(nèi)，U波段波導(dǎo)型九路等分輸出功率分配結(jié)構(gòu)凈插入損耗小于O. 6dB,回波損耗小于 14dB。本發(fā)明的波導(dǎo)型九路等分輸出功率分配器具體工作原理如下輸入信號(hào)由輸入端口 9輸入后，經(jīng)第一 T型腔體I中的矩形凸起10的作用而分為1: 2的功率分配，第一 T型腔體I的2/3功率輸出作為第二 T型腔體2的輸入，經(jīng)由第二 T型腔體2中的矩形凸起11的作用而分為1:1的功率分配，則由第一 T型腔體I的1/3輸出端口輸出的信號(hào)和第
二T型腔體2的兩個(gè)輸出端口輸出的信號(hào)就構(gòu)成了 3等分的輸入信號(hào)。在此基礎(chǔ)上，3等分的輸入信號(hào)分別經(jīng)由同樣工作原理的第三T型腔體3和第四T型腔體4、第六T型腔體6和第七T型腔體7以及第五T型腔體5和第八T型腔體8，從而完成輸入信號(hào)的9等分輸出。
權(quán)利要求
1.一種波導(dǎo)型九路等分輸出功率分配結(jié)構(gòu)，其特征在于包括八個(gè)T型腔體、一個(gè)波導(dǎo)型九路等分輸出功率分配結(jié)構(gòu)入口和九個(gè)波導(dǎo)型九路等分輸出功率分配結(jié)構(gòu)出口 ； 每個(gè)T型腔體包括一個(gè)垂直端口、兩個(gè)水平端口和一個(gè)矩形凸起，垂直端口為該T型腔體的入口，兩個(gè)水平端口為該T型腔體的出口，在每個(gè)T型腔體的垂直端口和水平端口相交處均有朝向垂直端口的矩形凸起； 第一 T型腔體的垂直端口為矩形且為所述波導(dǎo)型九路等分輸出功率分配結(jié)構(gòu)入口，第一 T型腔體為1: 2分配結(jié)構(gòu)，第一 T型腔體的2/3輸出作為第二 T型腔體的輸入，第一 T型腔體的其余1/3輸出作為第三T型腔體的輸入，第三T型腔體為1: 2分配結(jié)構(gòu)，所述第三T型腔體1/3輸出的水平端口作為所述波導(dǎo)型九路等分輸出功率分配結(jié)構(gòu)的出口，所述第三T型腔體2/3輸出作為第四T型腔體的輸入，所述第四T型腔體為1:1分配結(jié)構(gòu)且第四T型腔體的兩個(gè)水平端口也為所述波導(dǎo)型九路等分輸出功率分配結(jié)構(gòu)的出口 ； 第二T型腔體為1:1分配結(jié)構(gòu)且所述第二T型腔體的兩個(gè)水平端口分別連接到第五T型腔體和第六T型腔體的垂直端口 ；第五T型腔體和第六T型腔體均為1: 2分配結(jié)構(gòu)，所述第五T型腔體1/3輸出的水平端口作為所述波導(dǎo)型九路等分輸出功率分配結(jié)構(gòu)的出口，所述第五T型腔體2/3輸出作為第八T型腔體的輸入，所述第八T型腔體為1:1分配結(jié)構(gòu)且第八T型腔體的兩個(gè)水平端口也為所述波導(dǎo)型九路等分輸出功率分配結(jié)構(gòu)的出口 ； 所述第六T型腔體1/3輸出的水平端口作為所述波導(dǎo)型九路等分輸出功率分配結(jié)構(gòu)的出口，所述第六T型腔體2/3輸出作為第七T型腔體的輸入，所述第七T型腔體為1:1分配結(jié)構(gòu)且第七T型腔體的兩個(gè)水平端口也為所述波導(dǎo)型九路等分輸出功率分配結(jié)構(gòu)的出□。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種波導(dǎo)型九路等分輸出功率分配結(jié)構(gòu)，其特征在于T型腔體的矩形凸起垂直于水平端口。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種波導(dǎo)型九路等分輸出功率分配結(jié)，其特征在于Τ型腔體的矩形凸起的長(zhǎng)和寬分別為所述波導(dǎo)型九路等分輸出功率分配結(jié)構(gòu)工作中心頻率處的1/4波長(zhǎng)和1/10波長(zhǎng)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種波導(dǎo)型九路等分輸出功率分配結(jié)構(gòu)，其特征在于所述九個(gè)波導(dǎo)型九路等分輸出功率分配結(jié)構(gòu)出口均為轉(zhuǎn)90°輸出出口。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種波導(dǎo)型九路等分輸出功率分配結(jié)構(gòu)，其特征在于所述轉(zhuǎn)90。輸出出口通過(guò)切角方式實(shí)現(xiàn)，切角截面為等腰直角三角形，該等腰直角三角形的直角邊長(zhǎng)為所述波導(dǎo)型九路等分輸出功率分配結(jié)構(gòu)入口矩形短邊長(zhǎng)的3/4。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種波導(dǎo)型九路等分輸出功率分配結(jié)構(gòu)，其特征在于1 I分配結(jié)構(gòu)的T型腔體中，矩形凸起位于該T型腔體的中心位置。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種波導(dǎo)型九路等分輸出功率分配結(jié)構(gòu)，其特征在于1 2分配結(jié)構(gòu)的T型腔體中，矩形凸起偏離該T型腔體的中心位置。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種波導(dǎo)型九路等分輸出功率分配結(jié)構(gòu)，包括八個(gè)T型腔體、一個(gè)波導(dǎo)型九路等分輸出功率分配結(jié)構(gòu)入口和九個(gè)波導(dǎo)型九路等分輸出功率分配結(jié)構(gòu)出口；每個(gè)T型腔體包括一個(gè)垂直端口、兩個(gè)水平端口和一個(gè)矩形凸起，垂直端口為該T型腔體的入口，兩個(gè)水平端口為該T型腔體的出口，在每個(gè)T型腔體的垂直端口和水平端口相交處均有朝向垂直端口的矩形凸起；第一、第三、第五和第六腔體為1∶2分配結(jié)構(gòu)，第二、第四、第七和第八腔體為1∶1分配結(jié)構(gòu)；九個(gè)波導(dǎo)型九路等分輸出功率分配結(jié)構(gòu)出口均為轉(zhuǎn)90°輸出出口。本發(fā)明具有緊湊的結(jié)構(gòu)，易于加工，且插損小。該結(jié)構(gòu)可通過(guò)比例縮放而應(yīng)用于毫米波和亞毫米波段的9路功率分配與合成。
文檔編號(hào)H01P5/12GK103022615SQ201210531809
公開(kāi)日2013年4月3日 申請(qǐng)日期2012年12月6日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月6日
發(fā)明者丁青, 張成江, 吳久峰 申請(qǐng)人:中國(guó)航天空氣動(dòng)力技術(shù)研究院