[发明专利]T形EH面支节

说明书

技术领域

本发明涉及一种功分器，具体地说，是涉及一种幅度和相位一致性好的紧凑型宽带功率分配器。

背景技术

功分器是现代微波通信和军事电子系统中的一种通用元件。T形分支由于其功率容量高、插入损耗低等特点，应用十分广泛。T形分支既可以单独使用，也可以通过串接构成多路功分网络，用于相控阵雷达、天线阵以及功率合成等领域。T形分支可以为各种传输线形式，但以波导T形支节最为普遍。已有的波导T形支节主要包括E面T形分支和H面T形分支。这些波导T形支节存在以下不足：1）带宽不足。市场上的波导E面T形分支和波导H面T形分支的相对工作带宽普遍在15%左右。2）极化方向限制，市场上的波导E面T形分支和波导H面T形分支的端口A和端口B，端口A和端口C的中心处的电场方向都是相互平行的，无法让输出电场方向在输入电场方向的基础上实现旋转。3）相位限制，市场上的E面T形波导分支和H面T形波导分支的端口B和端口C的相位之间无法在全相对工作带宽内实现180度的相位差。4）小型化限制，已有技术无法在很小的空间内对端口A进行良好的全带宽匹配。

发明内容

本发明的目的在于提供幅度和相位一致性好，输入输出极化方向可实现90°旋转，两个输出端相位差可为180度，相对工作带宽可以达到30%以上的紧凑型宽带T形EH面支节功率分配器。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：

T形EH面支节，包括耦合腔，端口A、端口B、端口C， 和过渡腔，其特征在于，还包括至少一个一级或两级或多级的匹配段，该匹配段的一端与耦合腔相连，该匹配段的另一端与端口A或端口B或端口C相连。

为了使输入波导的极化方向在输入波导极化方向的基础上实现90度旋转，所述端口A的中心处的电场方向在水平面内，而端口B和端口C的中心处的电场方向与水平面内垂直。

为了改善端口A作为输入端时，该T形E面支节在宽带范围内的匹配，各匹配段的宽度按如下方式设置：端口A为输入端，端口A通过匹配段和过渡腔与耦合腔相连；对于与端口A相连的匹配段，存在一条位于水平面内并连接过渡腔中某一点和端口A上另一点的一条线段AX，该与端口A相连的匹配段和端口A在垂直于线段AX的某一平面内的最大深度沿从过渡腔到端口A的方向不变或单调增大；端口B通过匹配段和耦合腔相连， 对于与端口B相连的匹配段，存在一条位于水平面内并连接耦合腔中某一点和端口B上另一点的一条线段BY，该与端口B相连的匹配段和端口B在垂直于线段BY的某一平面内的最大宽度沿从耦合腔到端口B的方向不变或单调变大；端口C通过匹配段和耦合腔相连，对于与端口C相连的匹配段，存在一条位于水平面内并连接耦合腔中某一点和端口C上另一点的一条线段CZ，该与端口C相连的匹配段和端口C在垂直于线段CZ的某一平面内的最大宽度沿从耦合腔到端口C的方向不变或单调变大。

为了改善端口A作为输入端时，该T形E面支节在宽带范围内的匹配，各匹配段的深度按如下方式设置：端口A为输入端，端口A通过匹配段和过渡腔与耦合腔相连；对于与端口A相连的匹配段，存在一条位于水平面内并连接过渡腔中某一点和端口A上另一点的一条线段AX，该与端口A相连的匹配段和端口A在垂直于线段AX的某一平面内的最大深度沿从过渡腔到端口A的方向不变或单调增大；端口B通过匹配段和耦合腔相连， 对于与端口B相连的匹配段，存在一条位于水平面内并连接耦合腔中某一点和端口B上另一点的一条线段BY，该与端口B相连的匹配段和端口B在垂直于线段BY的某一平面内的最大深度沿从耦合腔到端口B的方向不变或单调变大；端口C通过匹配段和耦合腔相连，对于与端口C相连的匹配段，存在一条位于水平面内并连接耦合腔中某一点和端口C上另一点的一条线段CZ，该与端口C相连的匹配段和端口C在垂直于线段CZ的某一平面内的最大深度沿从耦合腔到端口C的方向不变或单调变大。

为了进一步改善端口A作为输入端时该器件的匹配并拓展相对工作带宽，在与端口B或端口C相连的匹配段上设置有只与该匹配段的地面连接的金属体。

所述T形EH面支节内部由空气填充。为了器件的小型化，我们也可以使所述T形EH面支节内部由其它介质填充。耦合腔和所有匹配段的总和结构为结构Q，结构Q在三维空间中的最大尺寸小于在无限大的该填充介质中该T形EH面支节中心工作频率对应的波长的2.5倍。