[发明专利]一种毫米波空间功率分配/合成器

权利要求书

1.一种毫米波空间功率分配器，包括从前往后依次排列的标准矩形波导、过渡波导、空气透镜和输出阵列，所述的过渡波导的结构呈喇叭口状，所述的过渡波导的前端与所述的标准矩形波导相连，所述的过渡波导的后端与所述的空气透镜相交，其特征在于所述的空气透镜包括上下对称设置的两个金属半圆盘，所述的金属半圆盘根据改进型麦克斯韦鱼眼透镜的原理保留了需要的部分并且去掉信号达不到的部分呈现出半圆盘形，改进型麦克斯韦鱼眼透镜的原理与麦克斯韦鱼眼透镜的原理基本相同，区别仅在于改进型麦克斯韦鱼眼透镜的折射率分布函数为n(r)＝N₀/[1+δ(r/R)²]，其中N₀和δ是两个可调参数，0<N₀<1，r为改进型麦克斯韦鱼眼透镜中某点到中心点的距离，R为改进型麦克斯韦鱼眼透镜的半径，位于上层的金属半圆盘的下表面和位于下层的金属圆盘的上表面为大小相同的内凹弧形面，所述的内凹弧形面的平滑曲线根据改进型麦克斯韦鱼眼透镜原理决定，两个所述的金属半圆盘的内凹弧形面分别形成改进型麦克斯韦鱼眼透镜，改进型麦克斯韦鱼眼透镜中某点到其中心的距离为r，将该点在竖直方向的高度记为h(r)，其中λ₀为自由空间波长，R为改进型麦克斯韦鱼眼透镜的半径，N₀为常数且0<N₀<1，δ为常数且其取值使h(r)满足条件λ₀/2<h(r)<λ₀，所述的标准矩形波导的宽边平行于所述的金属半圆盘的中心轴线；所述的输出阵列包括框体以及设置在所述的框体内的多个金属隔板，所述的框体由顶板、左侧板、底板和右侧板依次连接形成，所述的顶板的前部由上层的金属半圆盘沿其与所述的标准矩形波导的输入方向平行的直径方向向后延伸四分之一波长λ₀/4得到，所述的顶板的后部为平板波导，所述的顶板的长度为λ₀，所述的顶板的宽度等于所述的金属半圆盘的直径，所述的底板的前部由下层的金属半圆盘沿其与所述的标准矩形波导的输入方向平行的直径方向向后延伸四分之一波长λ₀/4得到，所述的底板的后部为平板波导，所述的底板的长度为λ₀，所述的底板的宽度等于所述的金属半圆盘的直径，多个所述的金属隔板间隔设置，所述的金属隔板平行于所述的金属半圆盘的中心轴线，相邻两个所述的金属隔板之间的间距等于所述的金属半圆盘的内凹弧形面最大高度，所述的金属隔板的前端面与所述的顶板的前端面齐平，所述的金属隔板的后端面与所述的顶板的后端面齐平，所述的金属隔板的上端面与所述的顶板的下端面贴合，所述的金属隔板的下端面与所述的底板的上端面贴合；每相邻两个所述的金属隔板之间设置有一个波导过渡微带，所述的波导过渡微带由长度大于3λ₀/4，宽度与所述的金属半圆盘的内凹弧形面的最大高度相等的高频介质板按照对鳍线原理刻蚀形成，所述的波导过渡微带的前端面与所述的顶板后部的前端面齐平，所述的波导过渡微带到所述的顶板距离等于所述的波导过渡微带到所述的底板的距离；所述的毫米波空间功率分配器还包括金属铝板，所述的金属铝板的宽度等于所述的金属半圆盘的直径，所述的金属铝板位于所述的输出阵列后侧，所述的金属铝板的前端面和所述的波导过渡微带的后端面连接，所述的金属铝板的下端面与所述的底板的下端面齐平，所述的金属铝板的上端面与所述的波导过渡微带的上端面齐平。

2.根据权利要求1所述的一种毫米波空间功率分配器，其特征在于所述的高频介质板厚度大于等于5mil且小于等于20mil。