[发明专利]一种高隔离度的矩形波导-微带功分器

说明书

本发明公开一种高隔离度的矩形波导‑微带功分器，应用于微波器件领域，针对现有的矩形波导与微带线的混合型功率分配器微带分支端口间隔离度较差的问题，本发明的矩形波导其中一窄边作为功分器的输入端，在所述矩形波导两宽边对称设置微带线功分端口，这两个微带线功分端口作为功分器的输出端；矩形波导另一窄边为短路面，所述短路面设有一个微带线隔离端口，作为隔离端；两个微带线功分端口与微带线隔离端口构成T形耦合结构；微带线隔离端口的微带探针与矩形波导中传输的TE₁₀模式电磁波的电场力线方向正交，不与波导信号产生耦合，并且可以吸收两端微带探针的输入信号，从而达到端口隔离的目的。

技术领域

本发明属于微波器件领域，特别涉及一种高隔离度功分器技术。

背景技术

一般将频率高于300MHz的电磁波定义为微波，广泛应用于通信、雷达、电子对抗、遥测遥感、工业生产等领域。功分器是微波系统中应用最多的器件之一，其主要功能是将微波信号分为2路或以上不同功率大小的相干信号，同时也可反过来将多路不同功率的微波信号合成一路输出。整个过程中微波信号的频率无变化，只有幅度与相位发生了改变。

功分器的电路形式多种多样，常见的如Wilkinson电桥、Lange电桥，分支线电桥，T型节，魔T等。按应用的需求，可以采用包括微带线，带状线，同轴线，CPW，SIW，矩形波导等在内的多种微波传输线独立或混合实现。对于矩形波导与微带线的混合型功率分配器，其中矩形波导作为主端口具备高功率容量，微带线为分支端易于集成半导体器件。该类功率分配器是在波导内部插入多个对称分布的微带探针，实现矩形波导—微带过渡同时完成功率分配。因为是一次性过渡与功分，因而具备电路形式紧凑，插入损耗小等优点。但由于这种矩形波导与微带线的混合型功率分配器缺少隔离端口，造成微带分支端口间的隔离度理论上只有6dB，难以应用于相控阵馈线网络，平衡混频，高功率合成等对通道间隔离度有较高要求(通常要求≥15dB)的电路中。

现有的对于矩形波导-微带功率分配器，采用在矩形波导的两个宽边中心处背对背地插入微带探针，由于均位于其中传输的TE₁₀模式的电场最强位置，实现了波导与微带线间信号的高效率转换，同时由于是插入了两个微带探针并且对称，因此，矩形波导中的射频信号被等分为了两路分别进入微带线中；在功分器的电路性能中，除了所述的功率分配特性以外，往往还需要分配的端口之间具有良好的隔离度，即要求两个微带探针的射频信号不能互相进入对方的微带线中；否则由于两个微带探针的输入信号会相互耦合，无法达到隔离的目的。

现有已知的提升隔离度的相关技术，例如申请号为202010380303.6的专利申请中公开了一种增加射频多通道间隔离度的方法及装置，针对多个通道设计在一块PCB板上的情形，通过在射频通道间增加微带谐振结构，利用微带谐振谐振腔特性，吸收通道间泄漏的射频信号，降低泄漏信号的能量，从而实现提高通道间隔离度的效果；但是该专利采用物理空间隔离的方式增加隔离度，仅针对泄露到空间中的信号阻断，并不适用于功分器电路的传输隔离，并且隔离度效果提升有限。

发明内容

针对上述技术问题，本发明提供了一种高隔离度的矩形波导-微带功分器，基于微带功分探针与微带隔离探针构成的T形耦合电路对探针端面电场力线方向的影响，实现两个微带功分端口间隔离。

本发明采用的技术方案为：一种高隔离度的矩形波导-微带功分器，矩形波导其中一窄边作为功分器的输入端，在所述矩形波导两宽边对称设置微带线功分端口，这两个微带线功分端口作为功分器的输出端；矩形波导另一窄边为短路面，该短路面设有一个微带线隔离端口，作为功分器的隔离端；两个微带线功分端口与微带线隔离端口构成T形耦合结构。

两个微带线功分端口各包括一微带功分探针，所述微带功分探针平行于矩形波导TE₁₀模式电场力线方向；微带线隔离端口包括微带隔离探针，所述微带隔离探针与矩形波导TE₁₀模式电场力线方向正交。