一种基于波导E面介质集成的同轴-径向波导功分器

本发明涉及射频微波电路，具体涉及一种基于波导e面介质集成的同轴-径向波导功分器。

背景技术：

1、功分器是一种能实现将输入功率分成两路或多路相等或不相等功率输出、或者将多路不同功率的微波信号合成为一路输出的多端口微波器件，它既可以单独使用，也是用于功率合成器、多功分滤波组件等器件设计实现的基础，作为一种通用器件在通信、雷达、电子对抗等电子系统中有着广泛应用。

2、同轴线和矩形波导是工程应用中常见的两类电路结构类型，矩形波导具有功率容量高、插入损耗低的特点，而同轴线属于双导体导波系统结构，传输主模为tem模，也能以te模和tm模传输，具有无截止频率限制和频带宽的特点。现有以同轴线为输入端的径向类功分器，功分器的输出端可以采用矩形波导、脊波导、微带线、圆波导等结构方式实现，然而在以矩形波导为功分输出的电路中，电路布局都是以矩形波导的e面与同轴线横截面垂直的结构方式来实现。在部分设计工况下，该种电路布局方式无法满足设计需求。

技术实现思路

1、有鉴于此，本发明实施例提供一种基于波导e面介质集成的同轴-径向波导功分器，通过以同轴线平面探针与矩形波导e面介质加载的组合电路方式，实现矩形波导的e面具有与同轴线横截面平行的结构方式布置，满足对该类电路结构的设计需求。

2、本发明提供了一种基于波导e面介质集成的同轴-径向波导功分器，包括：

3、同轴线，由横截面结构尺寸不同的第一段同轴线、第二段同轴线和第三段同轴线组成，输入信号传输方向沿第一方向布置；

4、多个矩形波导，沿所述同轴线径向均匀布置，多个所述矩形波导中任意两个相邻的所述矩形波导之间的夹角为3600/n，n为所述矩形波导的数量，所述矩形波导的输出信号传输方向沿第二方向布置，第一方向与第二方向垂直设置；

5、介质基片，装配在所述第三段同轴线中的横截面和多个所述矩形波导的e面上，所述介质基片上铺设有同轴探针、阻抗变换电路、微带-波导过渡转换电路。

6、在一个可选的实施例中，所述第一段同轴线的内导体直径和外导体的内直径，按照工作频率能够传输tem主模、特性阻抗为50欧姆的尺寸设置；

7、所述第二段同轴线的内导体直径，与所述第一段同轴线的内导体直径相等，所述第二段同轴线外导体的内直径，大于所述第一段同轴线外导体的内直径；

8、所述第三段同轴线的内导体直径大于所述第二段同轴线的内导体直径，所述第三段同轴线外导体的内直径，与所述第二段同轴线外导体的内直径相等。

9、在一个可选的实施例中，多个所述矩形波导沿所述同轴线的径向设置，连接在所述同轴线的外导体金属壁的后端，多个所述矩形波导的波导宽边侧与所述第一方向平行。

10、在一个可选的实施例中，所述同轴探针位于所述第三段同轴线的内部，所述同轴探针的设置方向与所述第三段同轴线的径向一致。

11、在一个可选的实施例中，所述阻抗变换电路与所述同轴探针连接，所述介质基片用于承载所述阻抗变换电路的区域，设置在所述第三段同轴线的外导体金属壁上的通道和矩形波导中。

12、在一个可选的实施例中，所述微带-波导过渡转换电路，其过渡转换采用环状金属条带结构的磁激励耦合方式实现微带线与所述矩形波导的过渡转换。

13、在一个可选的实施例中，所述环状金属条带结构为半圆环形状电路，构成半圆环的直线段具有断开部，以使所述半圆环形状电路形成有两个连接部，所述阻抗变换电路与其中一个所述连接部连接。

14、在一个可选的实施例中，另一所述连接部连接有接地线，所述接地线由所述矩形波导的宽边侧伸出，通过所述矩形波导的金属外腔壁接地。

15、在一个可选的实施例中，相邻的两所述矩形波导之间，设置有隔离电阻，所述隔离电阻装配在所述第三段同轴线的外导体金属壁槽内的所述介质基片上。

16、在一个可选的实施例中，所述介质基片在所述第三段同轴线内导体的同圆心位置处，设置有圆形通孔，所述圆形通孔的直径大于所述第三段同轴线的内导体直径。

17、在一个可选的实施例中，所述第三段同轴线终端短路。

18、在一个可选的实施例中，所述矩形波导的数量不少于两个。

19、本申请实施例提供的一种基于波导e面介质集成的同轴-径向波导功分器，通过以同轴线平面探针与矩形波导e面介质加载的组合电路方式，实现矩形波导的e面具有与同轴线横截面平行的结构方式布置，满足对该类电路结构的设计需求。

技术特征：

1.一种基于波导e面介质集成的同轴-径向波导功分器，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的基于波导e面介质集成的同轴-径向波导功分器，其特征在于，所述第一段同轴线（101）的内导体直径和外导体的内直径，按照工作频率能够传输tem主模、特性阻抗为50欧姆的尺寸设置；

3.根据权利要求1所述的基于波导e面介质集成的同轴-径向波导功分器，其特征在于，多个所述矩形波导（2）沿所述同轴线（1）的径向设置，连接在所述同轴线（1）的外导体金属壁（4）的后端，多个所述矩形波导（2）的波导宽边侧与所述第一方向平行。

4.根据权利要求1所述的基于波导e面介质集成的同轴-径向波导功分器，其特征在于，所述同轴探针（301）位于所述第三段同轴线（103）的内部，所述同轴探针（301）的设置方向与所述第三段同轴线（103）的径向一致。

5.根据权利要求1所述的基于波导e面介质集成的同轴-径向波导功分器，其特征在于，所述阻抗变换电路（302）与所述同轴探针（301）连接，所述介质基片（3）用于承载所述阻抗变换电路（302）的区域，设置在所述第三段同轴线（103）的外导体金属壁（4）上的通道和矩形波导（2）中。

6.根据权利要求1所述的基于波导e面介质集成的同轴-径向波导功分器，其特征在于，所述微带-波导过渡转换电路（303），其过渡转换采用环状金属条带结构的磁激励耦合方式实现微带线与所述矩形波导（2）的过渡转换。

7.根据权利要求6所述的基于波导e面介质集成的同轴-径向波导功分器，其特征在于，所述环状金属条带结构为半圆环形状电路，构成半圆环的直线段具有断开部（304），以使所述半圆环形状电路形成有两个连接部，所述阻抗变换电路（302）与其中一个所述连接部连接。

8.根据权利要求7所述的基于波导e面介质集成的同轴-径向波导功分器，其特征在于，另一所述连接部连接有接地线（5），所述接地线（5）由所述矩形波导（2）的宽边侧伸出，通过所述矩形波导（2）的金属外腔壁接地。

9.根据权利要求1所述的基于波导e面介质集成的同轴-径向波导功分器，其特征在于，相邻的两所述矩形波导（2）之间，设置有隔离电阻（6），所述隔离电阻（6）装配在所述第三段同轴线（103）的外导体金属壁（4）槽内的所述介质基片（3）上。

10.根据权利要求1所述的基于波导e面介质集成的同轴-径向波导功分器，其特征在于，所述介质基片（3）在所述第三段同轴线（103）内导体的同圆心位置处，设置有圆形通孔（7），所述圆形通孔（7）的直径大于所述第三段同轴线（103）的内导体直径。

11.根据权利要求1所述的基于波导e面介质集成的同轴-径向波导功分器，其特征在于，所述第三段同轴线（103）终端短路。

12.根据权利要求1所述的基于波导e面介质集成的同轴-径向波导功分器，其特征在于，所述矩形波导（2）的数量不少于两个。

技术总结本发明涉及射频微波电路技术领域。提供了一种基于波导E面介质集成的同轴‑径向波导功分器，包括：同轴线，由横截面结构尺寸不同的三段组成，输入信号传输方向沿第一方向布置；多个矩形波导，沿同轴线径向均匀布置，矩形波导的输出信号传输方向沿第二方向布置，第一方向与第二方向垂直设置；介质基片，装配在第三段同轴线中的横截面和多个矩形波导的E面上，介质基片上由铺设的同轴探针、阻抗变换电路、微带‑波导过渡转换电路构成。本发明能够以一种由同轴线平面探针与矩形波导E面介质加载组合的电路方式，实现以同轴线输入、径向波导功分输出功能的多路功分器电路结构。技术研发人员：宋艳军,刘浩,付一桐,徐军受保护的技术使用者：电子科技大学技术研发日：技术公布日：2024/11/18