本發(fā)明屬于微波無(wú)源移相器領(lǐng)域，涉及一種基于微帶結(jié)構(gòu)的90°移相網(wǎng)絡(luò)，可以超寬帶內(nèi)實(shí)現(xiàn)高精度低插損的移相。

背景技術(shù)：

寬帶化是近年來(lái)微波天線發(fā)展的一個(gè)重要方向，尤其是寬帶化的匹配移相網(wǎng)絡(luò)。移相網(wǎng)絡(luò)是微波與天線工程中重要的組成部分，其廣泛的應(yīng)用于陣列天線的功分網(wǎng)絡(luò)、圓極化天線饋電網(wǎng)絡(luò)、單脈沖雷達(dá)的和差比較網(wǎng)絡(luò)等饋電網(wǎng)絡(luò)中。

目前，大部分的移相網(wǎng)絡(luò)都是基于傳輸線長(zhǎng)進(jìn)行移相的，線長(zhǎng)與波長(zhǎng)相關(guān)，帶寬窄；還有一部分縫隙耦合的移相網(wǎng)絡(luò)盡管在一定程度上解決了帶寬的問(wèn)題，但移相精度無(wú)法保障。所以工作帶寬有限和移相精度差是新型移相器面臨的兩大問(wèn)題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為了克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供一種基于微帶線耦合并加載SIW背腔的超寬帶移相網(wǎng)絡(luò)，通過(guò)微帶線的耦合在低剖面的單層微帶板加載，實(shí)現(xiàn)超寬帶內(nèi)的90°高穩(wěn)定移相。

本發(fā)明解決其技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案是：在雙面微帶板一側(cè)為微帶電路，另一側(cè)為金屬地板；在微帶電路一側(cè)，兩根微帶線平行排列，兩根微帶線的一端均為90度的微帶線拐角，且兩根微帶線拐角的方向相反，兩根微帶線的另一端通過(guò)一級(jí)1/4波長(zhǎng)阻抗變換段連接第二級(jí)1/4波長(zhǎng)阻抗變換段，兩級(jí)1/4波長(zhǎng)阻抗變換段的阻抗不同，若干貫通雙面微帶板的金屬化通孔呈矩形排列在兩根微帶線周?chē)?，在金屬地板一?cè)形成了SIW結(jié)構(gòu)，在SIW結(jié)構(gòu)的金屬地板上開(kāi)有四個(gè)橢圓縫隙，四個(gè)橢圓縫隙沿SIW結(jié)構(gòu)的軸線等間距排列，每個(gè)橢圓縫隙的長(zhǎng)軸垂直于SIW結(jié)構(gòu)的軸線，每個(gè)橢圓縫隙的短邊兩側(cè)開(kāi)有矩形槽；微帶線拐角與SIW結(jié)構(gòu)的調(diào)諧螺釘位于SIW結(jié)構(gòu)的中軸線處；第二級(jí)1/4波長(zhǎng)阻抗變換段靠近微帶線一端為一個(gè)阻抗匹配圓。

本發(fā)明的有益效果是：采用了耦合式的微帶結(jié)構(gòu)大大提升了帶寬，同時(shí)利用了開(kāi)縫的SIW背腔消除微帶線耦合區(qū)的不平衡電場(chǎng)，使得在三倍頻范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定的相位延遲和阻抗匹配，解決了大帶寬下的高精度移相問(wèn)題。

附圖說(shuō)明

圖1為本發(fā)明所述超寬帶90°移相網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)圖，其中，(a)是立體視圖，(b)是俯視圖；

圖2為本發(fā)明所述的SIW背腔透視圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步說(shuō)明，本發(fā)明包括但不僅限于下述實(shí)施例。

本發(fā)明提供一種微帶與SIW的超寬帶移相網(wǎng)絡(luò)，主要組成為一個(gè)單層的雙面微帶板，上層為微帶電路，微帶電路由兩條靠近的微帶線和阻抗匹配段組成，其中阻抗變換段加入了金屬過(guò)渡結(jié)構(gòu)。下層為微帶金屬地板。在微帶板的中間利用緊密的金屬化通孔形成SIW結(jié)構(gòu)，并在微帶線的耦合段下方加入等間距的縫隙。

所述的微帶板材料為介電常數(shù)為2.2的介質(zhì)基板。

如圖1所示，本發(fā)明提出超寬帶90°移相網(wǎng)絡(luò)主體由耦合微帶段、阻抗變換段以及SIW開(kāi)縫背腔(如圖2所示)三部分構(gòu)成，通過(guò)了側(cè)邊耦合微帶線進(jìn)行能量傳輸并形成90°相位延遲，兩段微帶線同層平行放置。阻抗匹配段利用了兩級(jí)1/4波長(zhǎng)的阻抗變換并在第二段與第一段之間加入了金屬片過(guò)渡。在耦合段的下方采用了開(kāi)縫的SIW背腔結(jié)構(gòu)，縫隙等間距排列在SIW腔軸線上。

圖1中，微帶線拐角與SIW開(kāi)縫背腔起始段的調(diào)諧螺釘3位于SIW開(kāi)縫背腔的中軸線處，改變調(diào)諧螺釘3與微帶線拐角的相對(duì)位置可以進(jìn)行阻抗的微調(diào)。兩根距離非常近的微帶線5之間的距離決定了耦合的大小。兩級(jí)1/4波長(zhǎng)阻抗變換段7、9的阻抗不同。介質(zhì)板1中的金屬化通孔4成矩形排列，包圍兩條平行的微帶線，在耦合段下方形成了SIW結(jié)構(gòu)。在SIW的金屬地板上開(kāi)有類(lèi)橢圓縫隙6，縫隙6與SIW背腔的軸線平行，共四個(gè)，每個(gè)在橢圓的左右兩邊各添加了小的矩形槽。第二節(jié)1/4波長(zhǎng)阻抗變換段9的前部有一個(gè)阻抗匹配圓8，使得電磁波在傳輸?shù)牟贿B續(xù)段形成一個(gè)平穩(wěn)的過(guò)渡，實(shí)現(xiàn)寬帶阻抗變換。

圖2中，SIW背腔透視圖可以看出縫隙相對(duì)于背腔等間距且完全對(duì)稱(chēng)，通過(guò)選擇金屬化通孔間距可保證在特定頻率實(shí)現(xiàn)SIW腔的諧振性能。

其中影響該網(wǎng)絡(luò)阻抗帶寬的重要因素為后端兩級(jí)1/4波長(zhǎng)阻抗變換段7、9的阻抗值。而緊挨的微帶線通過(guò)耦合將能量進(jìn)行偶和傳輸并形成90°相移，兩段微帶線的間距為影響移相和傳輸?shù)淖钪匾蛩亍Ｔ谶x擇合適的微帶線間距后，在耦合線下方引入矩形SIW開(kāi)槽背腔，背腔的大小與縫隙可小范圍的展寬阻抗帶寬，同時(shí)也可以改善帶內(nèi)的相位平坦度。