专利名称：基片集成波导梳状功率分配器的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种毫米波与微波器件，尤其涉及一种采用基片集成波导技木的梳状功率分配器。
背景技术：
在现有的微波缝隙阵列天线中，多采用矩形波导作为导波结构与树状功率分配器相结合的形式，不仅金属构件加工精度要求高、集成度低，同时也不易大规模生产.所以出现了同样采用树状功率分配器作为馈电网络的基片集成波导缝隙阵列天线来满足量产和集成度的需要.但树状功率分配器被用作馈电网络所带来的尺寸偏大的缺陷依然无法避免，从而导致整个天线阵列的口径效率降低.本发明中提出的梳状功率分配器与传统的树状功率分配器相比，尺寸减小50％以上(四输出端口的情况)，并且随着输出端口数目的增加，这种梳状功率分配器在尺寸上的优势会愈加明显.大规模天线阵列馈电网络如果采用这种梳状功率分配器作为馈电网络，在整体上的尺寸缩减程度可以超过90％.
发明内容
本发明提供一种采用基片集成波导技术的结构紧凑、输出功率平衡度好、输出相位稳定的基片集成波导梳状功率分配器，该分配器尺寸小、集成度好、成本低、便于大规模生产。
本发明采用如下技术方案一种涉及毫米波与微波器件的基片集成波导梳状功率分配器，包括双面设有金属贴片的介质基片，在介质基片上设有用作输入端的波导和用作输出端的波导且输出端至少包括第一输出端和第二输出端，用作输入端的波导与用作输出端的波导相交，上述波导至少由2行金属化通孔构成，其特征在于用作输入端的波导为横向波导，用作输出端的波导为纵向波导，在用作输入端的波导与用作第一输出端的波导的相交区域内设有2个金属化通孔，该2个金属化通孔位于用作输入端波导的中心线之下方且分别位于用作第一输出端的波导中心线的两侧，在用作输入端的波导与用作第二输出端的波导的相交区域内设有2个金属化通孔，该2个金属化通孔位于用作输入端的波导的中心线之下方且分别位于用作第二输出端的波导中心线的两侧。
与现有技术相比，本发明具有如下优点本发明结合基片集成波导技术，以梳状结构来实现功率分配，输出端的输出功率相同，相邻输出端口之间的输出相位反相。
本发明具体优点如下1.结构紧凑，易于集成由于该功率分配器采用了梳状结构，尺寸上较传统的树状功率分配器减小，同时利用精心设计的功率分配器相邻输出端相位反相的特性进一步压缩了输出端口之间的间隔，因而整个功率分配器的尺寸比传统的树状功率分配器减小50％以上(四路输出端的情况)，也比各输出端口相位相同的梳状功率分配器馈电结构在尺寸小减小25％.同时，由于该基片集成波导(SIW)结构采用单层印刷电路板(PCB)工艺生产，所以可以作为印刷电路板的一部分被集成到大规模电路中去，避免了设计上的繁琐。
2.输出功率相等；通过功率分配器内部的调节用的独立的金属化通孔的特定位置排列，使得四个输出端口的输出功率相同，有利用在天线阵列及其它毫米波微波电路中的集成应用。
3.低损耗；由于基片集成波导(SIW)结构中的上、下金属敷层和两侧的金属化通孔对工作频带内的电磁波呈现为一种类似传统的填充介质矩形金属波导的封闭结构，所以电磁能量不会耗散到该结构之外，因而具有低损耗的特性。
4.低成本；由于该基片集成波导(SIW)结构仅由单层介质板外加上、下两层金属敷层和两侧的金属化通孔构成，所以可以采用目前非常成熟的单层印刷电路板(PCB)生产工艺来生产，成本十分低廉。
5.能够大规模生产；传统的矩形金属波导对加工精度要求非常高，加工难度大，故不可能大规模生产。而该功率分配器采用的基片集成波导(SIW)结构依照所使用的单层印刷电路板(PCB)生产工艺就能达到要求的精度并且有满意的性能，所以便于大规模生产。
6.器件上、下表面均有金属覆盖，抗干扰能力强。
图1是本发明的结构主视图。
图2是本发明的结构侧视图。
图3是本发明的结构后视图。
图4是本发明(左)与相同指标的树状功率分配器(右)尺寸对比的示意图。
图5是本发明的金属化通孔的结构示意图。
图6是本发明的传输性能测试曲线图。
图7是本发明的输出端之间相位差性能的测试曲线图。
具体实施例方式
本实施例所述的是一种涉及毫米波与微波器件的基片集成波导梳状功率分配器。
参照图2，本实施例包括双面覆有金属贴片2、3的介质基片1；参照图1和图3，在介质基片1上设有用作输入端41的波导和用作输出端的波导且输出端至少包括第一输出端42和第二输出端43，用作输入端41的波导与用作输出端的波导相交，上述波导至少由2行金属化通孔构成，其特征在于用作输入端41的波导为横向波导，用作输出端的波导为纵向波导，在用作输入端41的波导与用作第一输出端42的波导的相交区域内设有2个金属化通孔51、52，该2个金属化通孔51、52位于用作输入端41波导的中心线之下方且分别位于用作第一输出端42的波导中心线的两侧，在用作输入端41的波导与用作第二输出端43的波导的相交区域内设有2个金属化通孔53、54，该2个金属化通孔53、54位于用作输入端41的波导的中心线之下方且分别位于用作第二输出端43的波导中心线的两侧；上述输出端包括用作第三输出端44的波导，在用作输入端41的波导与用作第三输出端44的波导的相交区域内设有2个金属化通孔55、56，该2个金属化通孔55、56位于用作输入端41的波导的中心线的两侧且该2个金属化通孔55、56的连线与用作第三输出端44的波导的中心线的夹角为15～30°；上述输出端包括用作第四输出端45的波导，在用作输入端41的波导与用作第四输出端45的波导的相交区域内设有金属化通孔57，该金属化通孔57位于用作输入端41的波导的中心线的上方且位于用作第四输出端45波导的中心线右侧；上述在用作输入端41的波导与用作第一输出端42的波导的相交区域内的2个金属化通孔51、52的连线与用作输入端41波导的中心线之间的夹角为0～15°；上述在用作输入端41的波导与用作第二输出端43的波导的相交区域内的2个金属化通孔53、54的连线与用作输入端41波导的中心线之间的夹角为0～15°。
参照图5，金属化通孔是在双面覆有金属箔2、3的介质基片1开设通孔，在通孔内设置金属套5，且该金属套5的两端分别与金属贴片2、3连接。
参照图6，该功率分配器的输出功率平衡度的测试曲线，在19.3GH-19.7GHz的范围内，输出功率在6.7分贝±0.6分贝内波动，对应的插入损耗为0.7分贝。
参照图7，该功率分配器的输出相位平衡度的测试曲线，在19.3GH-19.7GHz的范围内，输出相位在190°±5°内波动，具有良好的相位稳定性。
权利要求
1.一种涉及毫米波与微波器件的基片集成波导梳状功率分配器，包括双面设有金属贴片(2、3)的介质基片(1)，在介质基片(1)上设有用作输入端(41)的波导和用作输出端的波导且输出端至少包括第一输出端(42)和第二输出端(43)，用作输入端(41)的波导与用作输出端的波导相交，上述波导至少由2行金属化通孔构成，其特征在于用作输入端(41)的波导为横向波导，用作输出端的波导为纵向波导，在用作输入端(41)的波导与用作第一输出端(42)的波导的相交区域内设有2个金属化通孔(51、52)，该2个金属化通孔(51、52)位于用作输入端(41)波导的中心线之下方且分别位于用作第一输出端(42)的波导中心线的两侧，在用作输入端(41)的波导与用作第二输出端(43)的波导的相交区域内设有2个金属化通孔(53、54)，该2个金属化通孔(53、54)位于用作输入端(41)的波导的中心线之下方且分别位于用作第二输出端(43)的波导中心线的两侧。
2.根据权利要求1所述的基片集成波导梳状功率分配器，其特征在于输出端包括用作第三输出端(44)的波导，在用作输入端(41)的波导与用作第三输出端(44)的波导的相交区域内设有2个金属化通孔(55、56)，该2个金属化通孔(55、56)位于用作输入端(41)的波导的中心线的两侧且该2个金属化通孔(55、56)的连线与用作第三输出端(44)的波导的中心线的夹角为15～30°。
3.根据权利要求1或2所述的基片集成波导梳状功率分配器，其特征在于输出端包括用作第四输出端(45)的波导，在用作输入端(41)的波导与用作第四输出端(45)的波导的相交区域内设有金属化通孔(57)，该金属化通孔(57)位于用作输入端(41)的波导的中心线的上方且位于用作第四输出端(45)波导的中心线右侧。
4.根据权利要求3所述的基片集成波导梳状功率分配器，其特征在于在用作输入端(41)的波导与用作第一输出端(42)的波导的相交区域内的2个金属化通孔(51、52)的连线与用作输入端(41)波导的中心线之间的夹角为0～15°。
5.根据权利要求3所述的基片集成波导梳状功率分配器，其特征在于在用作输入端(41)的波导与用作第二输出端(43)的波导的相交区域内的2个金属化通孔(53、54)的连线与用作输入端(41)波导的中心线之间的夹角为0～15°。
全文摘要
本发明公开了一种涉及毫米波与微波器件的基片集成波导梳状功率分配器，包括双面设有金属贴片的介质基片，在介质基片上设有用作输入端的波导和用作输出端的波导且输出端至少包括第一输出端和第二输出端，用作输入端的波导与用作输出端的波导相交，上述波导至少由2行金属化通孔构成。该功率分配器采用了梳状结构，尺寸较小，同时利用功率分配器相邻输出端相位反相的特性进一步压缩了输出端口之间的间隔，因而整个功率分配器的尺寸比传统的树状功率分配器减小50％以上，避免了设计上的繁琐。由于基片集成波导的上、下金属敷层和两侧的金属化通孔对工作频带内的电磁波呈现为一种封闭结构，所以电磁能量不会耗散到该结构之外，因而具有低损耗的特性。
文档编号H01P5/12GK1949590SQ20061009728
公开日2007年4月18日 申请日期2006年10月27日 优先权日2006年10月27日
发明者洪伟, 刘冰 申请人:东南大学