一种同轴线/双脊波导复合魔T.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN107317084A(43)申请公布日2017.11.03(21)申请号201710486151.6(22)申请日2017.06.23(71)申请人电子科技大学地址611731四川省成都市高新西区西源大道2006号(72)发明人詹明周何望栋李宁晓刘珂玮杨涛(51)Int.Cl.H01P5/20(2006.01)权利要求书1页说明书3页附图3页(54)发明名称一种同轴线/双脊波导复合魔T(57)摘要本发明公开了一种适用于微波/毫米波频率超宽带大功率同轴-双脊波导复合魔T结构。该同轴-双脊波导复合魔T包括三个双脊波导端口：两合成臂和E臂、一个同轴端口：H臂，以及魔T内匹配结构：矩形金属谐振片。当魔T中两合成臂端口输入等幅反相的信号时，这两路信号经过魔T中的匹配结构，最后在E臂端口合为一路信号输出，H臂为隔离端口。该发明在H臂使用同轴端口，好处是可以减小魔T体积、增加E—H臂隔离度；两合成臂端口设计成渐变脊波导形式，用来增加魔T带宽、减小信号反射；魔T内的矩形金属膜片可以使功分、匹配一体化，也能降低加工装配难度。该结构尤其适用于微波/毫米波超宽带大功率合成领域。CN107317084ACN107317084A权利要求书1/1页1.基于同轴-双脊波导复合魔T的功率合成/分配器，所述同轴-双脊波导复合魔T包括三个双脊波导端口：魔T中两个合成臂端口(102)、(103)以及一个E臂端口(104)，一个同轴端口：魔T中H臂端口(101)，以及魔T内匹配结构(301)。2.如权利要求1所述的基于同轴-双脊波导复合魔T，其特征在于：所述魔T中合成臂的双脊波导端口(102)、(103)为渐变脊波导，并且脊的高度从臂的端口向中心逐渐增加，使阻抗渐变，从而使反射降低，也使得魔T的带宽进一步增加。3.如权利要求1所述的基于同轴-双脊波导复合魔T，其特征在于：所述魔T中的H臂端口为同轴端口(101)，因而大大减小了魔T尺寸，便于魔T向小型化、集成化发展。并且同轴端口可以直接接入负载，使得隔离端口易于加工装配，同时也增加了魔T中E—H臂的隔离度。4.如权利要求1所述的基于同轴-双脊波导复合魔T，其特征在于：所述魔T内匹配结构(301)为一个矩形金属膜片，并且该金属膜片正处于魔T的E面，沿合成端口的对称面对称，并未破坏整个魔T的对称性。达到了功分、匹配一体化的效果，使得魔T的匹配结构大大简化，降低了魔T对加工装配的精度要求，也使得该同轴-双脊波导复合魔T具有很好的幅度相位一致性。2CN107317084A说明书1/3页一种同轴线/双脊波导复合魔T技术领域[0001]本发明涉及微波/毫米波超宽带功率合成技术领域，具体涉及一种基于同轴-双脊波导复合魔T的研究。背景技术[0002]毫米波具有宽频带、高精度、高分辨率和大信息容量等优点，在军事雷达系统、射电天文学和太空以及短距离无线高速传输等领域有着巨大的应用价值和市场前景。波导魔T作为微波/毫米波系统的重要连接器件，因而被人们广泛关注。与微带相比，它具有功率容量大、插损低、端口性能好等优点。由于有着诸多优点，魔T被广泛应用于微波集成电路、电子对战设备以及制导武器系统等领域。[0003]双脊波导魔T除具有普通矩形波导魔T的特点外，由于脊的突起,双脊波导的电场和磁场集中在双脊附近,波导内部传输主模TE10模的截止波长λc更长，高次模TE20模的截止波长λc更短，双脊波导的工作频带比普通的矩形波导要宽得多。由于双脊波导的宽频带特性，通常频带可达到一个倍频程以上，作为合成器极其适用于超宽带微波大功率合成。[0004]一般该结构中，波导魔T的匹配结构设计复杂(主要由金属圆杆、金属翅片以及金属膜片组成)，不利于前期的建模以及优化，此外由于结构本身限制，波导魔T结构很难达到三个倍频程及以上的带宽。2014年来自北京真空电子技术研究所的孟晓君,任卫宏等人研制了一个6.5～18GHz大功率双脊波导魔T[孟晓君,任卫宏,孔小进,等.6.5～18GHz大功率双脊波导魔T研制[J].真空电子技术,2014(2):28-31.]，该魔T的端口驻波比优于1.55，合成臂幅度一致性优于0.2dB，合成臂相位一致性优于3°，E—H臂隔离度优31.5dB。然而在该结构中，魔T中E—H臂的隔离度、合成臂的幅相一致性等性能仍然有待提升，同时该魔T的带宽为6.5～18GHz，并没有真正意义上达到6～18GHz。而且文章中也指出：魔T的隔离性与尺寸精度和位置精度强烈相关。这也意味着加工与装配的难度非常大。[0005]针对上述加工装配难度高、波导尺寸大等问题，同时也为了进一步增加魔T的带宽，本发明新设计了一种同轴-双脊波导复合魔T结构，将魔T的匹配结构设计成一个简单的矩形金属膜片，