[发明专利]一种小型化金属波导功分器

说明书

本发明公开了一种应用于相控阵的小型化波导功分装置，包括波导功分段（1），波导功分段（1）为金属腔体结构，有一个入口和两个出口，在腔体内部有“几”字形脊（1‑4），出口连接金属渐变波导阻抗匹配段（2），金属渐变波导阻抗匹配段（2）中安装高介电常数介质体（3）。通过本发明，不仅实现了功分网络、阻抗匹配段的小型化，且填充高介电常数介质体的金属波导长度变化不会影响整个系统阻抗匹配性能，克服了传统同类型阻抗匹配技术的局限性。

技术领域

本发明涉及微波与相控阵天线技术领域，特别涉及一种小型化波导功分网络技术。

背景技术

与机械扫描天线相比，相控阵天线的突出优点是辐射功率大，能迅速、灵敏而又准确地控制波束方向，并能在指定的空域同时搜索和跟踪多个目标,且稳定性、可靠性高。相控阵天线中关键器件主要有天线辐射单元、移相器和功分网络。波导类铁氧体移相器和功分网络在相控阵天线系统中，应用非常广泛。金属波导（waveguide）是一种空心金属管，管内填充介质，具有导体损耗小、功率容量大、结构简单、没有辐射损耗等优点。

铁氧体移相器相当于填充介质的金属波导管，相当于在天馈线中能对通过的微波信号实现幅度或相位的控制，而相控阵天线的扫描角度大小由单元间距决定。波导功分器从端口功能来看，主要由输入端和功分端组成。为了实现大角度扫描，波导需缩小功分网络功分端口间间距，通过一定的介质匹配器实现铁氧体波导与空波导的匹配。

发明内容

一种应用于相控阵的小型化波导功分装置，包括波导功分段，波导功分段为金属腔体结构，有一个入口和两个出口，在腔体内部有“几”字形脊，出口连接金属渐变波导阻抗匹配段，金属渐变波导阻抗匹配段中安装高介电常数介质体。

波导功分段由金属输入波导段、匹配段和波导功分网络腔组成，波导功分网络腔中央有“几”字形脊。

波导功分网络腔的上下内壁面上各有一个“几”字形脊。

“几”字形脊（1-4）包括水平段、凸起段和弯折段，水平段位于空腔中央，水平段的中间部分向上凸起为凸起段，水平段两端向下垂直弯折为弯折段，每个弯折点的外侧有切角。同时波导功分网络腔上面的左右两个边角内外侧均对称切角。该设计可以提高功分效率，减少损耗。

“几”字形脊的两个末端是金属渐变波导阻抗匹配段，金属渐变波导阻抗匹配段由柱环形波导腔和锥环形波导腔组成。

高介电常数介质体安装在空心金属管中，空心金属管插在金属渐变波导阻抗匹配段中。

所述金属渐变波导阻抗匹配段可以是矩形端口之间的渐变、方形端口之间的渐变或圆柱形端口之间的渐变，或矩形、方形和圆形三种形状端口中任意两个端口相互之间的渐变。

所述高介电常数介质体的横截面形状为矩形、方形或圆形。

本发明的有益效果：

通过本发明，不仅实现了波导功分网络的小型化，且实现与填充高介电常数介质体的金属波导的阻抗匹配，同时克服传统波导阻抗匹配技术的局限性。

小型化功分网络通过脊波导通过金属高介电常数介质波导的匹配段结构，功分网络可与高介电常数铁氧体移相器、波导辐射段口相连接，而不需要额外的连接导线，具有损耗小，可靠性高，功率容量大等优点；

本发明的小型化一分二等幅同相功分网络，有效增加了两个功分端口的距离自由度，扩大了同类型相控阵的扫描范围。

根据本发明设计的小型化功分网络，性能具有很强的可塑性，应用范围广，实用性强，同样也可适用于介质波导与矩形、方形、圆柱形及相应脊波导相互间的阻抗匹配。

附图说明

图1所示的是本发明实施例的结构示意图。

图2所示的是本发明实施例的结构分解图。