[发明专利]带状线/槽线混合宽带二维和差网络

说明书

本发明公开的一种带状线/槽线混合宽带二维和差网络，旨在提供一种抗干扰能力强，结构强度高，成本低的宽带二维和差网络。本发明通过下述技术方案予以实现：在上下介质板结合面上，制有对应矩形凹槽位置的矩形带线，且在上下金属接地板一侧面上，制有对应矩形凹槽位置的哑铃状槽线，从而形成四个呈上下左右间隔分布，具有带状线‑双侧槽线封闭过渡结构的平面魔T；分布在左右两边的垂直单臂枝节，顺势枝节的垂直方向延伸转折后，向上平面魔T围成倒U形带状线，下平面魔T的两翼枝节带状线平行于U形带状线开口的下方，与U形带状线形成非封口的矩形带状线，双排线阵金属化过孔包络带状线导体带，且贯穿金属接地板和介质板，形成带状线/槽线混合宽带二维和差网络的拓扑结构。

技术领域

本发明属于微波毫米波技术领域，涉及一种基于带状线/槽线混合结构的宽带二维和差网络。

背景技术

二维和差网络，又称二维比较器、二维和差器，能够同时将四路信号进行叠加和相减，并同时输出和差信号。作为毫米波单脉冲雷达天馈系统的关键部件，和差网络的性能往往会直接影响到雷达的跟踪精度及跟踪距离等重要指标。传统的二维和差网络一般通过级联加载有90°延迟线的3dB电桥来实现其电性能，但由于延迟线具有较强的色散效应，其宽带幅度一致性和相位一致性难以保证。另一方面，传统的二维和差网络通常采用波导或微带线结构，前者使得和差网络剖面较大，对实现雷达系统的小型化、轻量化、集成化设计带来不便；后者所需的开放结构给电磁屏蔽设计带来困难，不利于系统集成和抗干扰。随着无线通信系统工作带宽的不断提高,对定向耦合器工作带宽的要求也在不断提高。经典的微带结构分支线定向耦合器和混合环定向耦合器一般只有10%左右的工作带宽,显然这一指标难以满足系统的要求。

近年来，随着微波集成电路MIC和微波单片集成电路MMIC的发展，尤其是在近代通讯和雷达设备的小型化、集成化和宽带化的影响下，环形电桥(或称平面魔T)在微波集成电路中的作用显得越发重要。带线环形电桥因易于实现微平面结构而广泛应用于微波集成电路当中。使得平面魔T加载90°延迟线的3dB耦合器成为微波电路系统中常见的微波器件和微波电路中的一种基本元件，可用作等幅同相和等幅反相功分器。微带线-槽线转换结构作为一种常用的耦合过渡结构，常用于替代延迟线来拓展定向耦合器的带宽，因此出现了基于微带线-槽线转换结构的魔平面T，这类结构通常采用微带线形成“和”路，槽线形成“差”路，工作带宽可以达到一个倍频程。而在毫米波传输系统中，通常用带状线替代微带线以获得良好的电磁屏蔽性能。由于普通的槽线结构在垂直剖面是非对称的，在带状线中传输的信号过渡到槽线时会产生不必要的谐振，严重限制了带状线-槽线过渡结构的传输效率和带宽。

现有技术耦合线微带-槽线转换器采用渐变结构逐步改变微带端/槽线端的传播模式以实现不同模式间的平稳转换，其优势是结构简单，且对加工精度要求较低，但通常具有较大的面积，为解决这一问题，有学者提出利用金属短路柱结构缩短阻抗变换节的长度。双Y巴伦包含一个共面波导/微带锥削阻抗变换器和一个双Y接头以及相应的开路和短路枝节。理论上，双Y巴伦与频率无关，且具有极小的几何尺寸，但需要与地板短路，需借助短路柱、飞线等结构，因此结构较为复杂。