專利名稱：I型五端口h面功分器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種功分器，具體地說(shuō)，是涉及一種寬帶五端口功分器。
背景技術(shù)：
功分器是現(xiàn)代微波通信和軍事電子系統(tǒng)中的一種通用原件。波導(dǎo)功分器由于其功率容量高、插入損耗低等特點(diǎn)，應(yīng)用十分廣泛。二路波導(dǎo)功分器既可以單獨(dú)使用，也可以通過(guò)串接構(gòu)成多路功分網(wǎng)絡(luò)，用于相控陣?yán)走_(dá)、天線陣以及功率合成等領(lǐng)域。已有的二路波導(dǎo)功分器主要包括E-面T型分支，H-面T型分支，波導(dǎo)魔T，H-面波導(dǎo)裂縫電橋等。其中前兩種器件由于兩個(gè)輸出端之間隔離度低，任意一個(gè)輸出端口的失配都會(huì)嚴(yán)重影響功率分配的幅度和相位精度。波導(dǎo)魔T的輸出端口之間有很好的隔離，而且兩個(gè)輸出端口之間的相位相同，但其四個(gè)波導(dǎo)的軸線方向分別指向三個(gè)互相垂直的方向，成復(fù)雜的三維立體結(jié)構(gòu)， 加工難，成本高，而且器件在長(zhǎng)寬高三個(gè)方面都比較大，不利于器件的小型化。特別是波導(dǎo)魔T不適合作為單元串接構(gòu)成多路功分網(wǎng)絡(luò)。H-面波導(dǎo)裂縫電橋的輸入輸出波導(dǎo)的軸線位于同一平面內(nèi)，由此可以串接構(gòu)成所有波導(dǎo)軸線位于同一平面的多路功分網(wǎng)絡(luò)。這種功分網(wǎng)絡(luò)可以分為底座和蓋板，分別利用傳統(tǒng)的數(shù)控銑切技術(shù)一次性方便地加工，加工精度大大提高，加工成本大大降低。但是，已有的H-面波導(dǎo)裂縫電橋的兩個(gè)輸出端口之間存在固有的90度相位差。在要求同相位輸出的情況下，特別是在串接構(gòu)成多路功分網(wǎng)絡(luò)時(shí)，需要對(duì)各級(jí)功分器輸出端口的相位之間進(jìn)行寬帶補(bǔ)償。特別是在多路功分網(wǎng)絡(luò)小型化設(shè)計(jì)時(shí)， 相位補(bǔ)償電路會(huì)使器件體積和設(shè)計(jì)難度大大提高。發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種寬帶的五端口等幅等相的I型H面功分器。
為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下I型五端口 H面功分器，包括耦合腔，還包括與耦合腔連通的輸入端口、隔離端口 A、隔離端口 B、輸出端口 A和輸出端口 B ； 輸入端口位于耦合腔的前端面，隔離端口 A、輸出端口 A位于耦合腔的左端面，隔離端口 B、 輸出端口 B位于耦合腔的右端面，左端面和右端面為耦合腔互相對(duì)立的兩個(gè)對(duì)立面；耦合腔在水平面上某一方向的尺寸小于或等于該I型五端口 H面功分器的最高工作頻率對(duì)應(yīng)的自由空間波長(zhǎng)的一半，輸入端口，輸出端口 A、輸出端口 B、隔離端口 A和隔離端口 B中至少 3 個(gè)端口的最小寬度大于該端口垂直方向的最大高度。
上述水平面是指耦合腔的上底面或平行于耦合腔上底面的水平面；垂直方向是指垂直于水平面的方向。某一方向是指垂直于水平面的方向或垂直于輸入端法線方向且平行于水平面的方向。
所述的輸入端口、輸出端口 A、輸出端口 A、隔離端口 A、隔離端口 B為空波導(dǎo)或脊波導(dǎo)或帶線或同軸線。本發(fā)明以波導(dǎo)和脊波導(dǎo)為佳。
輸入端口，輸出端口 A、輸出端口 B、隔離端口 A和隔離端口 B的法線方向與水平面之間的夾角小于30度，輸出端口 A和隔離端口 A在水平面上的投影均在輸入端口在水平面上的投影的左側(cè)；輸出端口 B和隔離端口 B在水平面上的投影都在輸入端口在水平面上的投影的右側(cè)。
輸出端口 A、輸出端口 B的法線在水平面上的投影與輸入端口的法線或輸入端口的法線的反方向在水平面上的投影之間的夾角大于60度小于120度，隔離端口 A和隔離端口 B的法線在水平面上的投影與輸入端口的法線或輸入端口的法線反方向在水平面上的投影之間的夾角大于60度小于120度。
所述耦合腔為單連通空腔結(jié)構(gòu)，即該耦合腔內(nèi)部的任何封閉曲線都可以在該耦合腔內(nèi)連續(xù)收斂到一個(gè)點(diǎn)。
在所述耦合腔的左內(nèi)壁和右內(nèi)壁設(shè)置有凸起A或凹陷，所述凸起A的凸起方向指向耦合腔內(nèi)，所述凹陷的開(kāi)口方向指向耦合腔內(nèi)。所述耦合腔上內(nèi)壁或\和下內(nèi)壁設(shè)置有至少一個(gè)調(diào)節(jié)耦合用的耦合體，上內(nèi)壁和下內(nèi)壁均為耦合腔互相對(duì)立的兩個(gè)對(duì)立面；耦合體為凹槽或金屬凸臺(tái)；所述凹槽的開(kāi)口方向指向I禹合腔內(nèi)部，所述金屬凸臺(tái)的凸起方向指向耦合腔內(nèi)部。
耦合腔上內(nèi)壁或\和下內(nèi)壁設(shè)置有至少一個(gè)耦合體，耦合體為凹槽或金屬凸臺(tái)B， 耦合體只在其上端或/和下端與耦合腔內(nèi)壁連接；耦合腔內(nèi)與輸入端相對(duì)的耦合腔的內(nèi)壁上設(shè)置有匹配體，匹配體只在上端或/和下端或/和側(cè)面與耦合腔內(nèi)壁連接；在隔離端口 A、隔離端口 B中設(shè)置有金屬體，該金屬體為金屬體。
在隔離端口 B、隔離端口 C的上內(nèi)壁或\和下內(nèi)壁設(shè)置有至少一個(gè)調(diào)節(jié)耦合用的金屬體。
所述的輸入端口、輸出端口 A、輸出端口 A、隔離端口 A、隔離端口 B為空波導(dǎo)或脊波導(dǎo)或帶線或同軸結(jié)構(gòu)。
所述輸入端口的橫截面、隔離端口 A的橫截面、隔離端口 B的橫截面、輸出端口 A 的橫截面、輸出端口 B的橫截面均為矩形。
所述I禹合腔，輸入端口，輸出端口 A、輸出端口 B、隔離端口 A、隔離端口 B、匹配體、 凹槽、金屬凸臺(tái)B、金屬體、凸起A和凹陷相對(duì)于輸入端的法線方向呈左右鏡像對(duì)稱排布。輸入端口為左右對(duì)稱形狀，所述輸入端口的前后向軸線與耦合腔前后向軸線重合；隔離端口 A和隔離端口 B相對(duì)于輸入端口的前后向軸線左右對(duì)稱排布，輸出端口 A和輸出端口 B耦合腔的前后向軸線左右對(duì)稱排布；耦合腔以輸入端口的前后向軸線為對(duì)稱軸呈左右對(duì)稱結(jié)構(gòu)。
上述前后向軸線為耦合腔前端面指向后端面的軸直線。
所述輸入端口的上表面、隔離端口 A的上表面、隔離端口 B的上表面以及輸出端口 A的上表面、輸出端口 B的上表面均與稱合腔的上表面齊平。
具體實(shí)現(xiàn)時(shí)，本發(fā)明設(shè)計(jì)的I型五端口 H面功分器，包括耦合腔，與耦合腔連通的輸入端口、隔離端口 A、隔離端口 B與輸出端口 A、輸出端口 B ;所述輸入端口位于耦合腔的前端面，隔離端口 A、輸出端口 A位于耦合腔的左端面，隔離端口 B、輸出端口 B位于耦合腔的右端面。所述耦合腔的左內(nèi)壁和右內(nèi)壁設(shè)置有凸起A或凹陷，所述凸起A的凸起方向指向耦合腔內(nèi)，所述凹陷的開(kāi)口方向指向耦合腔內(nèi)。所述耦合腔的左右內(nèi)壁的凸起A或凹陷相對(duì)于輸 入端口的法線方向呈左右對(duì)稱排布。
所述耦合腔的后端面設(shè)置有一個(gè)調(diào)節(jié)阻抗匹配用的匹配體，匹配體的形狀可以是任意的形狀。一般的匹配體在耦合腔上端面的投影形狀為三角形或矩形。
所述隔離端口 B和隔離端口 C設(shè)置有至少一個(gè)調(diào)節(jié)耦合用的金屬體，金屬體凸起方向指向隔離端口的內(nèi)部。
為了方便加工生產(chǎn)，優(yōu)先將所述輸入端口的橫截面、隔離端口 A的橫截面、隔離端口 B的橫截面、輸出端口 A的橫截面、輸出端口 B的橫截面設(shè)計(jì)為矩形。
輸入端口、隔離端口 A、隔離端口 B、輸出端口 A、輸出端口 B上均設(shè)置有過(guò)渡段。
該I型五端口 H面功分器相對(duì)于輸入端口的發(fā)線方向呈左右對(duì)稱分布。
為了方便設(shè)計(jì)計(jì)算，耦合腔以矩形體結(jié)構(gòu)為佳，輸入端口的橫截面、隔離端口 A的橫截面、隔離端口 B的橫截面、輸出端口 A的橫截面、輸出端口 B的橫截面均以矩形為佳。
對(duì)于給定的設(shè)計(jì)指標(biāo)，包括反射系數(shù)，隔離度，總插入損耗等，為了獲得更寬的工作帶寬，耦合腔的寬度沿輸入端口的前后向軸線可以按照一定規(guī)律變化，即在所述耦合腔的左內(nèi)壁和右內(nèi)壁設(shè)置有凸起A或凹陷，所述凸起A的凸起方向指向耦合腔內(nèi)，所述凹陷的開(kāi)口方向指向耦合腔內(nèi)。所述耦合腔的左右內(nèi)壁的凸起A或凹陷相對(duì)于輸入端口的法線方向呈左右對(duì)稱排布。這樣設(shè)置可獲得更寬的工作帶寬。
為了進(jìn)一步展寬該I型五端口 H面功分器的工作帶寬，耦合腔內(nèi)部設(shè)置有一個(gè)或多個(gè)凹槽或金屬凸臺(tái)，而且所有的凹槽以輸入端口的法線方向成左右對(duì)稱分布，所有的金屬凸臺(tái)以輸入端口的法線方向成左右對(duì)稱分布。
為了改善該I型五端口 H面功分器的各端口的匹配，輸入端口、隔離端口 A、隔離端口 B與輸出端口 A、輸出端口 B上均設(shè)置有過(guò)渡段。過(guò)渡段的寬度為變化的、也可以為寬度固定不變的。
為了便于采用普通的銑切加工，所有結(jié)構(gòu)，包括耦合腔以及所述輸入輸出端口的上表面位于同一個(gè)平面內(nèi)，即所述輸入端口的上表面、隔離端口 A的上表面、隔離端口 B的上表面以及隔輸出端口 A的上表面、輸出端口 B的上表面均與耦合腔的上表面齊平。
本發(fā)明可以采用非對(duì)稱結(jié)構(gòu)，也可以采用對(duì)稱結(jié)構(gòu)。采用對(duì)稱結(jié)構(gòu)時(shí)構(gòu)成的等幅等相功分器的最大特點(diǎn)是兩個(gè)輸出端之間的理論相位差和幅度差為零，遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于普遍采用的H-面波導(dǎo)裂縫電橋的相位差，即輸出端口 A、輸出端口 B之間的相位差遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于普遍采用的H-面波導(dǎo)裂縫電橋的相位差。不對(duì)稱結(jié)構(gòu)時(shí)理論相位差可以比H-面波導(dǎo)裂縫電橋的90度相位差小，使相位補(bǔ)償容易、帶寬更寬。兩輸出端口的隔離度遠(yuǎn)遠(yuǎn)優(yōu)于普遍采用的 T型結(jié)、Y型結(jié)功分器。由于H-面波導(dǎo)裂縫電橋的兩個(gè)輸出端口與輸入端之間`位置上的明顯差異，其兩個(gè)輸出端的相位差在整個(gè)工作頻帶內(nèi)都在90度左右。在波導(dǎo)功分器中，我們常常需要功分器的兩個(gè)輸出端之間相位差在整個(gè)工作頻帶內(nèi)小于一定值，比如3度或5度。 為了滿足這個(gè)等相位要求，最常用的方法是在H-面波導(dǎo)裂縫電橋的兩個(gè)輸出端連接波導(dǎo)相位補(bǔ)償電路。該補(bǔ)償電路存在工作帶寬窄和增大功分器體積的問(wèn)題。特別是在采用多級(jí) H-面波導(dǎo)裂縫電橋構(gòu)成多路功分網(wǎng)絡(luò)時(shí)，上述問(wèn)題更加嚴(yán)重。采用的T型結(jié)、Y型結(jié)功分器兩輸出端口的幾乎沒(méi)有隔離，從而會(huì)導(dǎo)致量輸出端口之間相互影響。本發(fā)明的功分器，輸出端口 A、輸出端口 B相對(duì)于輸入端口對(duì)稱性好，保證了輸出端口 A、輸出端口 B的功率和相位完全相同。又由于隔離端口 A和隔離端口 B的存在，從而保證了兩輸出端口的隔離度非常高。因此，本發(fā)明提供的I型五端口 H面功分器的輸出端口 A、輸出端口 B相位可以做到完全相同，輸出端口 A、輸出端口 B之間具有20dB以的良好隔離，可以作為單個(gè)功分器使用，特別是可以串接構(gòu)成多路功分網(wǎng)絡(luò)使用。器件在性能、工作帶寬和體積方面具有明顯優(yōu)勢(shì)。
本發(fā)明的工作原理可以在對(duì)稱型矩形耦合腔和矩形輸入輸出波導(dǎo)的情況下簡(jiǎn)述如下。橫截面為矩形的輸入端口在通過(guò)H面耦合的矩形體結(jié)構(gòu)的耦合腔中主要激勵(lì)起兩個(gè)波導(dǎo)工作模式，，即TElO模式和TE30模式。該兩個(gè)模式的波都將沿輸入波導(dǎo)軸線方向傳播。由于該兩個(gè)模式的波導(dǎo)波長(zhǎng)不同，在I禹合腔的另一端，輸出端口 A和輸出端口 B從f禹合腔中耦合出來(lái)的功率是分別從兩個(gè)工作模式TElO模式和TE30模式的波中耦合出來(lái)的功率的和。通過(guò)選取耦合腔的寬度和長(zhǎng)度，以及輸入端口、隔離端口 B、隔離端口 C以及輸出端口 A、輸出端口 B的尺寸和位置，可以使輸出端口 A和輸出端口 B處反射很小。這時(shí)，基本上所有能量都從輸出端口 A和輸出端口 B耦合輸出。由于輸入端口激勵(lì)的兩個(gè)工作模式TElO 模式和TE30在隔離端口 A、隔離端口 B處自然滿足反相相消，從隔離端口 A、隔離端口 B耦合出來(lái)的功率都很小，從而使隔離端口 A、隔離端口 B作為隔離端使用。為了進(jìn)一步拓寬器件的工作帶寬，耦合腔的形狀，特別是寬度沿輸入端口的前后向軸線可以適當(dāng)變化，還可以在耦合腔內(nèi)增加凹槽或金屬凸臺(tái)D (金屬柱)。各輸入輸出端都可以增加一級(jí)或多級(jí)匹配段。耦合腔和輸入端口、隔離端口 A、隔離端口 B以及輸出端口 A、輸出端口 B的形狀為其它變形時(shí)，該I型五端口 H面功分器的工作原理也可以根據(jù)以上內(nèi)容加以闡述和理解。
本發(fā)明的兩個(gè)輸出端口的輸出功率和相位在比較寬的工作頻帶內(nèi)相同，可以用作幅相一致性優(yōu)良的波導(dǎo)功分器，特別適合串接構(gòu)成多路功分網(wǎng)絡(luò)。本發(fā)明還具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、 體積小，加工難度低的特點(diǎn)。本發(fā)明可以廣泛用于天線陣、相控陣?yán)走_(dá)和功率合成、導(dǎo)彈制導(dǎo)、通信等軍事及民用領(lǐng)域。


圖1為本發(fā)明的俯視圖。
圖2為實(shí)施實(shí)例I的俯視圖。
圖3為實(shí)施實(shí)例I的計(jì)算結(jié)果曲線。
圖4為實(shí)施實(shí)例2的俯視圖。
附圖中標(biāo)號(hào)對(duì)應(yīng)名稱1-輸入端口；2-隔離端口 A ;4_隔離端口 B，3_輸出端口 A，5-輸出端口 B，6-耦合腔，7-匹配體，8-金屬體，10-過(guò)渡段，91-凸起A ;92_凹陷， 11-金屬凸臺(tái)，12-金屬凹槽。
圖中丨箭頭表示前方向 ，丨箭頭表示后方向，一箭頭表示左方向，一箭頭表示右方向。前后向軸線指由前方向指向后方向的軸直線。
具體實(shí)施方式
實(shí)施實(shí)例I如圖2所示，I型五端口 H面功分器，包括耦合腔，還包括與耦合腔連通的輸入端口、隔離端口 AJS 離端口 B、輸出端口 A和輸出端口 B ;輸入端口 I位于耦合腔6的前端面，隔離端口 A2、輸出端口 A3位于耦合腔6的左端面，隔離端口 B4、輸出端口 B5位于耦合腔6的右端面，左端面和右端面為耦合腔6互相對(duì)立的兩個(gè)對(duì)立面；耦合腔6在水平面上某一方向的尺寸小于或等于該I型五端口 H面功分器的最高工作頻率對(duì)應(yīng)的自由空間波長(zhǎng)的一半，輸入端口 1，輸出端口 A3、輸出端口 B5、隔離端口 A2和隔離端口 B4中至少5端口中至少3個(gè)端口的最小寬度大于該端口垂直方向的最大高度。
在所述耦合腔6的左內(nèi)壁和右內(nèi)壁設(shè)置有凸起A91或凹陷92，所述凸起A91的凸起方向指向耦合腔6內(nèi)，所述凹陷92的開(kāi)口方向指向耦合腔6內(nèi)。
耦合腔6上內(nèi)壁或\和下內(nèi)壁設(shè)置有至少一個(gè)耦合體，耦合體為凹槽12或金屬凸臺(tái)B11，耦合體只在其上端或/和下端與耦合腔內(nèi)壁連接；耦合腔6內(nèi)與輸入端I相對(duì)的耦合腔6的內(nèi)壁上設(shè)置有匹配體7，匹配體7只在上端或/和下端或/和側(cè)面與耦合腔6內(nèi)壁連接；在隔離端口 A2、隔離端口 B4中設(shè)置有金屬體，該金屬體為金屬體8。
所述耦合腔，輸入端口，輸出端口 A3、輸出端口 B5、隔離端口 A2、隔離端口 B4、匹配體7、凹槽12、金屬凸臺(tái)B11、金屬體、凸起A91和凹陷92相對(duì)于輸入端的法線方向呈左右鏡像對(duì)稱排布。
所述的輸入端口1、輸出端口 A3、輸出端口 A、隔離端口 A2、隔離端口 B4為空波導(dǎo)或脊波導(dǎo)或帶線或同軸結(jié)構(gòu)。
所述輸入端口 I的橫截面、隔離端口 A2的橫截面、隔離端口 B4的橫截面、輸出端口 A3的橫截面、輸出端口 B5的橫截面均為矩形。
所述輸入端口 I的上表面、隔離端口 A2的上表面、隔離端口 B4的上表面以及輸出端口 A3的上表面、輸出端口 B5的上表面均與稱合腔6的上表面齊 平。
上述水平面是指耦合腔的上底面或平行于耦合腔上底面的水平面；垂直方向是指垂直于水平面的方向。
所述的輸入端口、輸出端口 A、輸出端口 A、隔離端口 A、隔離端口 B為空波導(dǎo)或脊波導(dǎo)或帶線或同軸線。本發(fā)明以波導(dǎo)和脊波導(dǎo)為佳。
輸入端口 1，輸出端口 A3、輸出端口 B5、隔離端口 A2和隔離端口 B4的法線方向與水平面之間的夾角小于30度，輸出端口 A3和隔離端口 A2在水平面上的投影均在輸入端口 I在水平面上的投影的左側(cè)；輸出端口 B5和隔離端口 B4在水平面上的投影都在輸入端口 I 在水平面上的投影的右側(cè)。
輸出端口 A3、輸出端口 B5的法線在水平面上的投影與輸入端口 I的法線或輸入端口 I的法線的反方向在水平面上的投影之間的夾角大于60度小于120度，隔離端口 A2和隔離端口 B4的法線在水平面上的投影與輸入端口 I的法線或輸入端口 I的法線反方向在水平面上的投影之間的夾角大于60度小于120度。
所述耦合腔6為單連通空腔結(jié)構(gòu)，即該耦合腔6內(nèi)部的任何封閉曲線都可以在該耦合腔6內(nèi)連續(xù)收斂到一個(gè)點(diǎn)。
I型五端口 H面功分器，包括耦合腔6，與耦合腔6連通的輸入端口1、隔離端口 A2、隔離端口 B4與輸出端口 A3、輸出端口 B5，輸入端口 I位于耦合腔6的前端面，隔離端口 A2、輸出端口 A3位于耦合腔6的左端面，隔離端口 B4、輸出端口 B5位于耦合腔6的右端面，左端面和右端面為耦合腔6互相對(duì)立的兩個(gè)對(duì)立面。輸入端口1、隔離端口 A2、隔離端口 B4與輸出端口 A3、輸出端口 B5上均設(shè)置有過(guò)渡段10。
該I型五端口 H面功分器相對(duì)于輸入端口 I的前后向軸線為左右對(duì)稱結(jié)構(gòu)。
耦合腔6的基本形狀為矩形體結(jié)構(gòu)，輸入端口 I的橫截面、隔離端口 A2的橫截面、 隔離端口 B4的橫截面、輸出端口 A3的橫截面、輸出端口 A3、的橫截面輸出端口 B5的橫截面均為矩形。
耦合腔6的后端面設(shè)置有阻抗匹配體，即匹配體7，匹配體為矩形。
該I型五端口 H面功分器的所有結(jié)構(gòu)的上表面位于同一個(gè)平面內(nèi)，即所述輸入端口 I的上表面、隔離端口 A2的上表面、隔離端口 B4的上表面以及輸出端口 A3的上表面、輸出端口 B5的上表面均與耦合腔6的上表面齊平。
如圖3所示，其中圖3中的Sll表示輸入端口 I的反射系數(shù)，S21表示輸入端口 I 至隔離端口 A2的傳輸系數(shù)，S21表示輸入端口 I至隔離端口 B4的傳輸系數(shù)，S31表示為輸入端口 I至輸出端口 A3的傳輸系數(shù)，S51表示為輸入端口 I至輸出端口 B5的傳輸系數(shù)，S53 表示輸出端口 B5和輸出端口 A3的隔離系數(shù)。
根據(jù)實(shí)施實(shí)例I的結(jié)構(gòu)計(jì)算得到的該I型五端口 H面功分器的S參數(shù)從中可以看出，在8. 4到IOGHz的工作帶寬內(nèi)，輸入端口 I的反射系數(shù)高于14dB，輸出端口 A3和輸出端口 B5之間的隔離度高于13dB。隔離端口 A2和隔離端口 B4的傳輸系數(shù)均低于13dB,而輸出端口 A3的S參數(shù)高于-3. 5dB?？紤]到該功分器為左右對(duì)稱結(jié)構(gòu)，其它端口的S參數(shù)容易得到。因此，該實(shí)施實(shí)例提供了一只相對(duì)工作帶寬17%，插損低于O. 5dB，隔離好于13dB的等幅同相波導(dǎo)功分器。
實(shí)施實(shí)例2 如圖4.與實(shí)施實(shí)例I的區(qū)別僅在于，在耦合腔6的左內(nèi)壁和右內(nèi)壁設(shè)置發(fā)生一次漸變，即I禹合腔6的左內(nèi)壁和右內(nèi)壁各設(shè)置有一個(gè)凹槽92。
上述僅為舉例。實(shí)際生產(chǎn)中，耦合腔6的側(cè)面既可以為一根或多根直線段，也可以為光滑曲線，構(gòu)成俯視方向的矩形、梯形或其他更復(fù)雜的圖型。各輸入輸出端口既可以為簡(jiǎn)單的矩形波導(dǎo)，也可以軸線彎曲的各種形狀的其他形狀。
基于上述結(jié)構(gòu)即可實(shí)現(xiàn)本發(fā)明。
權(quán)利要求
1.1型五端口 H面功分器，其特征在于，包括耦合腔(6)，輸入端口( 1 )，輸出端口 A(3)、 輸出端口 B (5)、隔離端口 A (2)和隔離端口 B (4)，輸入端口(I)位于耦合腔(6)的前端面，隔離端口 A (2)、輸出端口 A (3)位于耦合腔(6)的左端面，隔離端口 B (4)、輸出端口 B (5)位于耦合腔(6)的右端面，左端面和右端面為耦合腔(6)互相對(duì)立的兩個(gè)對(duì)立面；耦合腔(6)在水平面上某一方向的尺寸小于或等于該I型五端口 H面功分器的最高工作頻率對(duì)應(yīng)的自由空間波長(zhǎng)的一半，輸入端口(1)，輸出端口 A (3)、輸出端口 B (5)、隔離端口 A (2) 和隔離端口 B (4)中至少3個(gè)端口的最小寬度大于該端口垂直方向的最大高度。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的I型五端口H面功分器，其特征在于，輸入端口(1)，輸出端口 A (3)、輸出端口 B (5)、隔離端口 A (2)和隔離端口 B (4)的法線方向與水平面之間的夾角小于30度，輸出端口 A (3)和隔離端口 A (2)在水平面上的投影均在輸入端口(1)在水平面上的投影的左側(cè)；輸出端口 B (5)和隔離端口 B (4)在水平面上的投影都在輸入端口(I)在水平面上的投影的右側(cè)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的I型五端口H面功分器，其特征在于，輸出端口 A (3)、輸出端口 B (5)的法線在水平面上的投影與輸入端口(1)的法線或輸入端口(1)的法線的反方向在水平面上的投影之間的夾角大于60度小于120度，隔離端口 A (2)和隔離端口 B (4) 的法線在水平面上的投影與輸入端口(I)的法線或輸入端口(1)的法線反方向在水平面上的投影之間的夾角大于60度小于120度。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的I型五端口H面功分器，其特征在于，所述耦合腔(6)為單連通空腔結(jié)構(gòu)，即該耦合腔(6)內(nèi)部的任何封閉曲線都可以在該耦合腔(6)內(nèi)連續(xù)收斂到一個(gè)點(diǎn)。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的I型五端口H面功分器，其特征在于，在所述耦合腔(6)的左內(nèi)壁和右內(nèi)壁設(shè)置有凸起A (91)或凹陷(92)，所述凸起A (91)的凸起方向指向耦合腔(6)內(nèi)，所述凹陷(92)的開(kāi)口方向指向耦合腔(6)內(nèi)。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的I型五端口H面功分器，其特征在于，耦合腔(6)上內(nèi)壁或 \和下內(nèi)壁設(shè)置有至少一個(gè)耦合體，耦合體為凹槽(12)或金屬凸臺(tái)B (11 )，耦合體只在其上端或/和下端與耦合腔內(nèi)壁連接；耦合腔(6)內(nèi)與輸入端(I)相對(duì)的耦合腔(6)的內(nèi)壁上設(shè)置有匹配體(7)，匹配體(7)只在上端或/和下端或/和側(cè)面與耦合腔￠)內(nèi)壁連接；在隔離端口 A (2)、隔離端口 B (4)中設(shè)置有金屬體，該金屬體為金屬體(8)。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的I型五端口H面功分器，其特征在于，所述耦合腔(6)，輸入端口(1)，輸出端口 A (3)、輸出端口 B (5)、隔離端口 A (2)、隔離端口 B (4)、匹配體(7)、凹槽(12)、金屬凸臺(tái)B (11)、金屬體(8)、凸起A (91)和凹陷(92)相對(duì)于輸入端的法線方向呈左右鏡像對(duì)稱排布。
8.根據(jù)權(quán)利要求1-6中任意一項(xiàng)所述的I型五端口H面功分器，其特征在于，所述的輸入端口(1)、輸出端口 A (3)、輸出端口 A (3)、隔離端口 A (2)、隔離端口 B (4)為空波導(dǎo)或脊波導(dǎo)或帶線或同軸結(jié)構(gòu)。
9.根據(jù)權(quán)利要求1-6中任意一項(xiàng)所述的I型五端口H面功分器，其特征在于，所述輸入端口(1)的橫截面、隔離端口 A (2)的橫截面、隔離端口 B (4)的橫截面、輸出端口 A (3) 的橫截面、輸出端口 B (5)的橫截面均為矩形。
10.根據(jù)權(quán)利要求1-6中任意一項(xiàng)所述的I型五端口H面功分器，其特征在于，所述輸入端口(I)的上表面、隔離端口 A (2)的上表面、隔離端口 B (4)的上表面以及輸出端口 A (3)的上表面、輸出端口 B (5)的上 表面均與耦合腔(6)的上表面齊平。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種I型五端口H面功分器，包括耦合腔，還包括與耦合腔連通的輸入端口、隔離端口B、隔離端口C與輸出端口A、輸出端口B；輸入端口、隔離端口A、隔離端口B位于耦合腔的前端面，輸出端口A位于耦合腔的左端面，輸出端口B位于耦合腔的右端面。本發(fā)明還具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、體積小，加工難度低的特點(diǎn)。本發(fā)明可以實(shí)現(xiàn)覆蓋波導(dǎo)全帶寬的等幅等相的功分器。特別是多只該功分器串接構(gòu)成大規(guī)模網(wǎng)絡(luò)(10路~1000路)時(shí)，主要結(jié)構(gòu)可以分為對(duì)成型和非對(duì)稱性，采用對(duì)稱結(jié)構(gòu)時(shí)構(gòu)成的等幅等相功分器的最大特點(diǎn)是兩個(gè)輸出端之間的理論相位差和幅度差為零，遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于普遍采用的H-面波導(dǎo)裂縫電橋的相位差。
文檔編號(hào)H01P5/16GK103050757SQ20131003795
公開(kāi)日2013年4月17日 申請(qǐng)日期2013年1月31日 優(yōu)先權(quán)日2013年1月31日
發(fā)明者王清源, 譚宜成, 丁金義 申請(qǐng)人:成都賽納賽德科技有限公司