緊湊型波導功分器的制造方法
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及一種功分器，具體地說，涉及一種輸出端之間隔離度高的緊湊型等相位大功率波導二路功分器。
【背景技術】
[0002]功分器是現(xiàn)代微波通信和軍事電子系統(tǒng)中的一種通用元件。波導功分器由于其功率容量高、插入損耗低等特點，應用十分廣泛。二路波導功分器既可以單獨使用，也可以通過串接構成多路功分網絡，用于相控陣雷達、天線陣以及功率合成等領域。已有的二路波導功分器主要包括E-面T型分支，H-面T型分支，波導魔T，H-面波導裂縫電橋等。其中前兩種器件由于兩個輸出端之間隔離度低，任意一個輸出端口的失配都會嚴重影響兩個輸出端信號的幅度和相位精度。波導魔T的輸出端口之間有很好的隔離，而且兩個輸出端信號的幅度和相位都相同，但其四個波導的軸線方向分別指向三個互相垂直的方向，成復雜的三維立體結構，加工難，成本高。同時，這種器件在長寬高三個方面都比較大，不利于器件的小型化。因此，波導魔T作為單元串接構成多路功分網絡時，結構復雜、加工成本高，還將面臨安裝對位誤差引起的性能下降問題。H-面波導裂縫電橋的輸入輸出波導的軸線位于同一平面內，由此可以串接構成所有波導軸線位于同一平面的多路功分網絡。這種功分網絡可以分為底座和蓋板，分別利用傳統(tǒng)的數控銑切技術一次性方便地加工，加工精度大大提高，加工成本大大降低。但是，已有的H-面波導裂縫電橋的兩個輸出端口的信號之間存在固有的90度相位差，幅度也不相同。在要求同相位輸出的情況下，特別是在串接構成多路功分網絡時，需要對各級功分器輸出端口的相位之間進行寬帶補償。相位補償電路會使器件體積增大并使設計難度大大提高。
【實用新型內容】
[0003]本實用新型的目的在于提供一種輸出端之間隔離度高的緊湊型等相位大功率波導二路功分器。
[0004]為了實現(xiàn)上述目的，本實用新型采用的技術方案如下:
[0005]緊湊型波導功分器，包括一節(jié)或多節(jié)耦合段，與耦合段連通的輸入端、輸出端A和輸出端B、隔離端A、隔離端B、隔離端C。所有的耦合段相互連通構成耦合腔。隔離端B和隔離端C位于輸入端的右側和左側，隔離端A與輸入端相對。輸入端為柱狀體，其軸線與輸入端的法線方向平行。輸出端A和輸出端B與輸入端相對并位于輸入端軸線的右側和左偵牝其特征在于:在耦合段內，至少設置有至少兩根短路金屬柱；任意一根短路金屬柱的上端在耦合段的頂部與耦合段的內壁相連，同時該短路金屬柱的下端在耦合段的底部與耦合段的內壁相連。
[0006]為了實現(xiàn)兩個輸出端之間良好的隔離，在耦合腔中，沿著輸出端的軸線方向，至少用兩根短路將耦合器分為沿輸入端軸線方向的前后兩個單連通區(qū)域。為此，在耦合段內，至少設置有兩根短路金屬柱。任意一根短路金屬柱只在在耦合段的底部和頂部與耦合段的內壁相連。單連通區(qū)域是指該區(qū)域內部的任何封閉曲線都可以在該耦合段內連續(xù)收斂于一個點。
[0007]隔離端A為短路。為了簡化該緊湊型波導功分器的結構，隔離端A設置為短路，或選擇不設該隔離端。
[0008]所述緊湊型波導功分器相對于輸入端的軸線為左右對稱結構。對于較佳的設計，我們讓兩個輸出端的功率和相位都相同。為此，所述緊湊型波導功分器相對于輸入端的軸線為左右對稱結構。
[0009]為了便于利用銑切加工，所述耦合段為矩形體結構，輸入端、輸出端A、輸出端B、隔離端A、隔離端B和隔離端C的橫截面均為矩形。
[0010]為了有利于器件的小型化，所述輸入端的寬度小于其高度，輸出端A的寬度小于其高度，輸出端B的寬度小于其高度。也就是，該波導功分器為E面波導功分器。
[0011]為了拓展該緊湊型波導功分器的工作帶寬，耦合段的數目為大于或等于2，不同耦合段的最大寬度沿輸入端的軸線方向變化。同時，不同耦合段的高度沿輸入端的軸線方向也可以變化。
[0012]為了進一步拓展該緊湊型波導功分器的工作帶寬，所述耦合段內設置有若干根開路金屬柱。所述的開路金屬柱在耦合段的底部與耦合段的內壁相連，而且所述的開路金屬柱在耦合段的頂部不與耦合段的內壁相連；或者，所述的開路金屬柱在耦合段的頂部與耦合段的內壁相連，而且所述的開路金屬柱在耦合段的底部不與耦合段的內壁相連。
[0013]開路金屬柱與短路金屬柱保持一定的間隙，開路金屬柱也可以與短路金屬柱保持零間隙。
[0014]所述輸入端和/或輸出端A和/或輸出端B和/或隔離端A和/或隔離端B和/或隔離端C上設置有寬度變化的過渡段。以進一步拓展該緊湊型波導功分器的工作帶寬。
[0015]為了便于將該緊湊型波導功分器的所有結構作為整體在一個金屬底座上完成，所有結構，包括所有耦合段、輸入端、輸出端A、輸出端B、隔離端A、隔離端B和隔離端C的上表面位于同一個平面內。該結構同時便于該緊湊型波導功分器與其它緊湊型波導功分器一體化集成構成波導功分網絡。
[0016]本實用新型的最大特點是兩個輸出端之間的相位差和幅度差遠遠小于普遍采用的H-面波導裂縫電橋的相位差。由于H-面波導裂縫電橋的兩個輸出端口與輸入端之間位置上的明顯差異，其兩個輸出端的相位差在整個工作頻帶內都在90度左右。在波導功分器中，我們常常需要功分器的兩個輸出端之間相位差在整個工作頻帶內小于一定值，比如3度或5度。為了滿足這個等相位要求，最常用的方法是在H-面波導裂縫電橋的兩個輸出端連接波導相位補償電路。該補償電路存在工作帶寬窄和增大功分器體積的問題。特別是在采用多級H-面波導裂縫電橋構成多路功分網絡時，上述問題更加嚴重。本實用新型的功分器，使輸入端相對的端口變成隔離端，兩個輸出端口相對于輸入端對稱性好。特別是當我們將整個功分器設計成相對于輸入端軸線左右完全對稱的結構時，兩個輸出端的功率和相位完全相同。因此，本實用新型提供的緊湊型波導功分器的兩個輸出端相位可以做到完全相同，兩個輸出端之間具有15dB甚至20dB以的良好隔離。與H面的類似器件相比，該E面波導功分器可以采用減高波導，大大減小單個波導功分器占用的空間。多個該器件串接構成多路波導功分器時，器件在性能、工作帶寬和體積方面具有明顯優(yōu)勢。
【附圖說明】
[0017]圖1為本實用新型的俯視不意圖和實施實例I的俯視不意圖。
[0018]圖2為圖1沿AA方向剖視示意圖
[0019]圖3為實施實例2的俯視示意圖
[0020]圖4為實施實例3的俯視示意圖
[0021]附圖中標號對應名稱:1_輸入?而，2_隔尚纟而A、3_輸出纟而A，4_隔尚纟而B、5_輸出端B，6-隔離端C，7-耦合段，8-短路金屬柱，9-開路金屬柱，10-過渡段。
[0022]在圖1、圖3和圖4中，幾個方向定義:高度:所述結構在本文中垂直于紙面指向讀者的方向上的長度。寬度:所述結構在本文中從左到右的方向上的長度。
【具體實施方式】
[0023]實施實例I
[0024]如圖1和圖2所示，
[0025]緊湊型波導功分器，包括由5節(jié)耦合段7構成的耦合腔，與耦合腔連通的輸入端1、輸出端A3和輸出端B5、隔離端A2、隔離端B4、隔離端C6。5節(jié)耦合段7的高度都相同。輸入端I為柱狀體，其軸線與輸入端I的法線方向平行。隔離端B4和隔離端C6位于輸入端I的右側和左側，隔離端A2與輸入端I相對。輸出端A3和輸出端B5與輸入端I相對并位于輸入端I軸線的右側和左側。在一節(jié)耦合段7內，設置有兩根短路金屬柱8。任意一根短路金屬柱8的上端在耦合段7的頂部與耦合段7的內壁相連，同時該短路金屬柱8的下端在耦合段7的底部與耦合段7的內壁相連。
[0026]為了實現(xiàn)兩個輸出端之間良好的隔離，在耦合段中，沿著輸出端的軸線方向，將耦合器分為前后兩個單連通區(qū)域。為此