[发明专利]一种紧凑四端口波导差相移环行器

说明书

本发明提供一种紧凑四端口波导差相移环行器。该环行器包括非互易传输线和两个E面波导3dB电桥；非互易传输线位于两个E面波导3dB电桥之间，并且分别与两个E面波导3dB电桥连接；E面波导3dB电桥包括第一矩形波导以及第一公共隔离板；第一公共隔离板安装在矩形波导内将第一矩形波导隔离成上方微波传输波导和下方微波传输波导；所述非互易传输线包括第二矩形波导以及第二公共隔离板；第二公共隔离板安装在第二矩形波导内将第二矩形波导隔离成上方的相位匹配波导与下方的铁氧体非互易移相器；本发明能够有效减小波导差相移环行器的截面尺寸，在较宽的带宽范围内实现低插入损耗及高隔离度，使波导差相移环行器适用场合更多。

技术领域

本发明属于环行器领域，特别是一种紧凑四端口波导差相移环行器。

背景技术

环行器是最常用的微波元器件之一，在微波系统中，环行器常被用作天线的收发开关，实现收发隔离。环行器按传输线形式可分为微带、带线、同轴、波导等类型。波导式环行器，根据结构形式不同，又可分为结型以及差相移式等。其中，波导差相移式环行器功率容量最高，但同时截面尺寸也比较大，无法满足有限截面高功率微波系统的应用要求。

现有的波导式差相移环行器采用H面结构，由H面波导3dB电桥、铁氧体非互易移相器和魔T三部分组成，其结构原理见图1：

当微波从端口1注入时，经H面波导3dB电桥到达铁氧体非互易移相器时，两路信号幅度相同，相位相差90°，即I波导中的信号为II波导中的信号为经过铁氧体非互易移相器后，I波导中相位变化为φ1，II波导中相位变化为φ2，并且φ1-φ2＝π/2。则经过魔T后，端口2中的信号由两部分组成。一部分来源于I波导中，为1/2ejφ1；另一部分来源于II波导中，为1/2ejφ2+π/2。两路信号幅度、相位相同，合成后为1。端口4中的信号同样由两部分组成，I波导中的1/2ejφ1和II波导中的1/2ejφ2+3π/2。两路信号幅度相同，相位相反，合成后为0。因此，当信号由端口1输入时，实现从端口2输出，端口4隔离。

同理，当微波从端口4注入，经过魔T到达非互易移相器时，I波导中信号为II波导中信号为假设经过铁氧体移相器后，I波导中相位变化为φ1'，II波导中相位变化为φ2'，对于非互易移相器，有φ2'-φ1'＝π/2。于是经过3dB电桥后，端口1中的信号由I波导中的1/2ejφ1'和II波导中的1/2ejφ2'+3π/2两部分组成，两路信号幅度相位相同，合成后为1。端口3中的信号由I波导中的1/2ejφ1'+π/2和II波导中的1/2ejφ2'+π两部分组成，两路信号幅度相同，相位相反，合成后为0。因此，当信号由端口4输入时，实现从端口1输出，端口3隔离。

综上所述，此环行器可实现端口1→端口2→端口3→端口4→端口1的环行功能。这种形式的差相移环行器技术比较成熟，但其缺点在于截面尺寸比较大，难以应用于对截面尺寸有严格要求的场合。

发明内容

为了解决背景技术中的问题，本发明提供了一种紧凑四端口波导差相移环行器，有效减小波导差相移环行器的截面尺寸，同时在较宽的带宽范围内实现低插入损耗及高隔离度，使得波导差相移环行器能够在对截面尺寸有严格要求的场合得以应用。

本发明的具体技术方案是：

本发明提供了一种紧凑四端口波导差相移环行器，包括非互易传输线和两个E面波导3dB电桥；所述非互易传输线位于两个E面波导3dB电桥之间，并且分别与两个E面波导3dB电桥连接；

所述的E面波导3dB电桥包括第一矩形波导以及第一公共隔离板；第一公共隔离板安装在矩形波导内将第一矩形波导隔离成上方微波传输波导和下方微波传输波导；

第一公共隔离板沿着第一矩形波导的宽度方向开设有两个尺寸相同的U型缺口；两个U型缺口相对于第一矩形波导宽度方向中心线对称分布，并且两个U型缺口的开口侧分别与第一矩形波导两侧内壁贴合；