[发明专利]一种基于波导魔T的宽带毫米波段波导多工器

说明书

本发明涉及一种波导多工器，特别涉及一种基于波导魔T的宽带毫米波段波导多工器。本发明包括其输入端作为本波导多工器的信号输入端的隔离器，隔离器的信号输出端连接一个具备2ⁿ个输出端口的功分网络，所述功分网络的信号输出端连接波导滤波器和/或匹配负载，根据实际需要来设置波导滤波器和匹配负载。所述隔离器位于整个结构的最前端，用于阻挡各信道的回波信号对于功分器前端的低噪声放大器造成危害；不同频率的波导滤波器，在输入、输出端具有较好的回波特性，输出端口之间有较高的隔离度，防止信道之间的信号串扰。本发明的各信道之间相互隔离，互不干扰，频带与频带之间可重叠；各通道的传输路径长度相同，插损小，等幅同相。

技术领域

本发明涉及一种波导多工器，特别涉及一种基于波导魔T的宽带毫米波段波导多工器。

背景技术

在进行气象探测时，水汽分子在1.35cm～1.6mm波段有强吸收带(频率22～32GHz属K波段)，通常使用微波遥感反演对大气在22GHz～200GHz的频率带中的微波辐射进行测量。通过观测来自于水汽线压力增宽的辐射的强度和形状的信息，可以得到水汽廓线。水汽线型也只需要测量5个相关度最小的通道数据即可确定，为了减少同时观测时的噪声与预防外部干扰，需要采用冗余设计，其关键器件是波导多工器的选择。氧分子在2.52mm～5mm波段有强吸收带(频率60GHZ属V波段)，通过测量氧气在60GHz附近的辐射强度或亮度温度得出温度分布。氧气谱线最多存在5个自由度，选取5个相关度最小通道完全获取氧气线型所有信息，为了减少同时观测时的噪声与预防外部干扰，也需要采用冗余设计，其关键器件是波导多工器的选择。

多工器的主要功能是将宽带信号分成不同的窄带信号，不同波段的波导多工器的涉及难点不同，例如V波段波导多工器的设计有三个难点：工作频段高(51～59GHz)，器件尺寸小，加工难度大；多个通道相互交叠；分频路数多。K波段波导多工器的设计也有三个难点：工作频段高(22～32GHz)；相对工作带宽宽(37％)；分频路数多。如果用多级威尔金森微带功分网络加微带滤波器方案，由于微带线和隔离用贴片电阻在V波段或K波段会产生寄生分布参数不可控，所以也不是适合的方案。

传统波导多工器也有很多种，常见的是采用波导T头加滤波器的方案，无论是直线型串联，还是星型并联方案，通道间隔离是依靠波导T头和波导滤波器第一个膜片间的耦合，使其形成对其他频率的等效短路面，即使其他频率截止，这个尺寸的选择跟波导波长相关，且具有周期性，当通道超过3个时，通道间隔离很难控制，各个通道间互相干扰，而且在这么高的频段，参数变得敏感，机加工难以实现。

发明内容

本发明为了克服上述现有技术的不足，提供了一种基于波导魔T的宽带毫米波段波导多工器，本发明的各信道之间相互隔离，互不干扰，各通道之间的插损小，不需要额外的相位补偿。

为实现上述目的，本发明采用了以下技术措施：

一种基于波导魔T的波导多工器包括其输入端作为本波导多工器的信号输入端的隔离器，所述隔离器的信号输出端连接一个具备2ⁿ个输出端口的功分网络，n为大于1的整数，所述功分网络的信号输出端连接波导滤波器和/或匹配负载。

优选的，所述功分网络采用波导魔T的2ⁿ阶梯并联形式即任意一个波导魔T的两个信号输出端分别连接另外两个波导魔T的信号输入端，所述隔离器的信号输出端连接公共端口的波导魔T的信号输入端，信道端口的波导魔T的信号输出端连接波导滤波器和/或匹配负载。

优选的，所述波导魔T包括输入矩形波导、魔T隔离端口以及输出矩形波导，所述输出矩形波导的内部设置有匹配结构，所述匹配结构部分延伸进入魔T隔离端口内部。

优选的，所述匹配结构包括至少一个圆柱，以及一个顶面与圆柱底面相连的圆台。

进一步的，所述匹配结构的材料为金属。

进一步的，各个所述波导滤波器的频带各不相同。