一种功分器的制作方法

本发明属于相控阵雷达馈线技术领域，涉及一种功分器，具体为两路交叉叠层式功分器。

背景技术：

目前，各国海军都在规划新型军舰的设计与建造，这些舰船在设计过程中采用了很多新型装备和新型技术。其中，舰载多功能相控阵雷达因其具有突出的性能和优异的指标，故而应用在很多新型军舰上，并成为世界海军强国的标准配置。总体来看，国际上中小型舰艇上都在配备相控阵雷达，且多采用两维相控阵天线。由于受设备规模、重量、安装空间等限制，目前配备于中小型舰船上的舰载雷达大多为采用振子或反射面天线的两坐标雷达。

现在各国研制的多功能雷达虽然将各种功能集成在一起，大大减少了雷达的品种和数量，但中小型舰艇上的电子系统装备安装平台空间小、负荷有限，相控阵雷达天线阵面的轻小型化还需继续提高，其集成化、小型化、轻量化等关键技术亟待突破，而作为天线阵面重要组成的馈线需要改变设计理念，重点解决体积笨重、不宜集成等突出问题。

技术实现要素：

本发明为解决现有技术的问题，提供一种结构紧凑的小型两路交叉叠层式功分器。

本发明所采用的具体技术方案如下：

一种功分器，分为两路，包括层压介质板、上层功分带线及下层功分带线，所述上层功分带线和下层功分带线采用交叉叠层式布置；上、下层功分带线的输入口均布置在层压介质板正面，上、下层功能带线的输出口均布置在层压介质板反面；上层功分带线设有一路输入和两路输出并在端口处分别设有连接器，两路输出之间设置有隔离电阻；下层功分带线设有一路输入和两路输出并在端口处分别设有连接器，两路输出之间设置有隔离电阻。

优选地，上层功分带线的一个输入口与连接器之间采用表贴型过渡结构，上层功分带线两个输出口与连接器之间均采用对穿型过渡结构；

优选地，下层功分带线的一个输入口与连接器之间采用对穿型过渡结构，上层功分带线的两个输出口与连接器之间均采用表贴型过渡结构；

优选地，所述对穿型过渡结构包括圆形内导体焊盘和周圈四个连接器引脚焊盘，连接器与功分带线设在层压介质的两面；

优选地，所述表贴型过渡结构包括矩形内导体焊盘、匹配支节和周圈四个连接器引脚焊盘，连接器与功分带线设置在层压介质的同一面，匹配支节用于改善连接器与带线的匹配。

优选地，上、下层功分带线的各连接器均采用smp型连接器；

优选地，设置在层压介质反面的四个输出口中，上层功分带线的两个输出口呈中心对称，下层功分带线两个输出口呈中心对称，呈两两对称式结构；

优选地，安装时，两个相同的tr组件呈轴对称式贴装在冷板上，两个tr组件的输入口采用交叉排列方式接线，每个tr组件设有两个输入口，其中一个输入口连接上层功分带线的一个输出口，另一个输入口连接下层功分带的一个输出口，功分器的四个输出口与tr组件的四个输入口可实现垂直盲插互连。

本发明相比现有技术具有如下有益效果：

1、本发明的功分器结构紧凑，体积小巧，利于实现相控阵天线阵面的小型化、轻量化；

2、本发明的功分器反面四个输出端口呈中心对称，tr组件可以中心对称贴于冷板上，不需设计两种不同的接口形式，便于tr组件的设计生产；

3、本发明功分器可采用正反盲插设计，减小轴向安装距离，便于减小相控阵天线阵面的剖面尺寸；

4、本发明的功分器，具有双路信号合成功能，可以同时满足与两个收发组件的盲插配合，采用高频介质板层压技术加工，加工一致性好，易于推广。

附图说明

图1为本发明两路交叉叠层式功分器结构图；

图2为本发明两路交叉叠层式功分器俯视图；

图3为本发明两路交叉叠层式功分器连接器对穿结构图；

图4为本发明两路交叉叠层式功分器连接器表贴结构图；

图5为本发明两路交叉叠层式功分器安装图；

图中：1-上层功分带线；2-下层功分带线3-隔离电阻；4-隔离电阻；5-连接器；6-连接器；7-连接器；8-连接器；9-连接器；10-连接器；11-tr组件；

1-1圆形内导体焊盘；1-2引脚焊盘；1-3导体焊盘；1-4匹配支节；1-5引脚焊盘。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明进行详细说明。

本发明的工作原理为：

本发明采用层压介质带状线来实现，由四块微波印刷板之间加固化片高温压合而成。上层功分带线和下层功分带线采用威尔金森形式设计，通过设置隔离电阻加大输出端口间的隔离度。连接器可选用smp型连接器。

功分带线与smp型连接器的过渡分为两种：一种为对穿型过渡，如图2；一种为表贴型过渡，如图3。

对穿型过渡由圆形内导体焊盘1-1和周圈四个连接器引脚焊盘1-2组成，smp连接器与功分带线在介质的两面。

表贴型过渡由矩形内导体焊盘1-3、匹配支节1-4和周圈四个连接器引脚焊盘1-5组成，smp连接器与功分带线在介质的同一面，匹配支节1-4用于改善连接器与带线的匹配。

两路交叉叠层式功分器使用时，两个相同的tr组件11对称贴于冷板12上，tr组件11上相同信号的输入口交叉排列，功分器四个输出口与tr组件的四个输入口垂直盲插互连，达到两路信号同时到达tr组件的目的。

实施例1：

如图1所示，本发明的功分器为一种两路交叉叠层式功分器，设有两路功分器，包括层压介质板13、上层功分带线1及下层功分带线2，上层功分带线1和下层功分带线2采用上、下交叉式叠层布置。

如图2所示，上、下层功分带线各设一个输入口，均布置在层压介质板13正面；上、下层功能带线各设两个输出口，均布置在层压介质板13反面。

上层功分带线1的一路输入和两路输出的端口处分别设有连接器，两路输出之间设置有隔离电阻3；上层功分带线1的输入口连接连接器5，上层功分带线1的输出口分别连接连接器7和连接器8。

下层功分带线2设有一路输入和两路输出并在端口处分别设有连接器，两路输出之间设置有隔离电阻4。输出口连接连接器6，输出口分别连接连接器9和连接器10。

这种两路交叉叠层式功分器结构紧凑，体积小巧，方便实现相控阵天线阵面的小型化、轻量化设计。

实施例2：

本实例可选设计在于，上层功分带线1的一个输入口与连接器5之间采用表贴型过渡结构，上层功分带线两个输出口与连接器之间均采用对穿型过渡结构；

下层功分带线2的一个输入口与连接器6之间采用对穿型过渡结构，上层功分带线的两个输出口与连接器之间均采用表贴型过渡结构；

如图3所示，对穿型过渡结构包括圆形内导体焊盘1-1和周圈四个连接器引脚焊盘1-2，连接器与功分带线设在层压介质的两面，连接器中心导体和四个接地引脚穿过焊盘上预留的孔洞后在焊接在焊盘上。

如图4所示，表贴型过渡结构包括矩形内导体焊盘1-3、匹配支节1-4和周圈四个连接器引脚焊盘1-5，连接器与功分带线设置在层压介质的同一面，连接器中心导体直接接触矩形内导体焊盘并焊接，四个接地引脚穿过引脚焊盘后焊接，匹配支节用于改善连接器与带线的匹配。

同一个功分器的输入输出口采用不同的过渡结构，实现输入输出端口分布在功分器的正反两面，便于垂直互联两个不同功能的射频组件。

实施例3：

如图1所示，本实例功分器为两路交叉叠层式功分器，分为两路，包括层压介质板13、上层功分带线1及下层功分带线2，所述上层功分带线1和下层功分带线2采用交叉叠层式布置；上、下层功分带线的输入口均布置在层压介质板13正面，上、下层功能带线的输出口均布置在层压介质板13反面；上层功分带线1设有一路输入和两路输出并在端口处分别设有连接器，两路输出之间设置有隔离电阻3；下层功分带线2设有一路输入和两路输出并在端口处分别设有连接器，两路输出之间设置有隔离电阻4。

该实例中，上、下层功分带线端口的各连接器均采用smp型连接器，该连接器比较适用。上层功分带线1设有一个输入口和两个输出口，输入路通过表贴焊盘与smp型连接器5连接，输出两路通过对穿焊盘与smp型连接器7、smp型连接器8连接。

下层功分带线2设有一个输入口和两个输出口，两路输出间设置有隔离电阻4，输入路通过对穿焊盘与smp型连接器6连接，输出两路通过表贴焊盘与smp型连接器9、smp型连接器10连接。

实施例4：

本实例可选设计在于，如图1所示，设置在层压介质反面的四个输出口中，上层功分带线的两个输出口呈中心对称，即smp型连接器7和smp型连接器8中心对称。

下层功分带线两个输出口呈中心对称，呈两两对称式结构，即smp型连接器9和smp型连接器10中心对称。这种结构设计方便与tr组件的连接。

实施例5：

本实例可选设计在于，如图1所示，设置在层压介质反面的四个输出口中，上层功分带线的两个输出口呈中心对称，即smp型连接器7和smp型连接器8中心对称。

下层功分带线两个输出口呈中心对称，呈两两对称式结构，即smp型连接器9和smp型连接器10中心对称。

如图5所示，安装时，采用两个相同的tr组件11呈轴对称式贴装在冷板上，每个tr组件11设有两个输入口，其中一个输入口连接上层功分带线的一个输出口，另一个输入口连接下层功分带的一个输出口，两个tr组件11的输入口采用交叉排列方式接线，功分器的四个输出口与tr组件的四个输入口可实现垂直盲插互连。利于减小轴向安装距离，减小相控阵天线阵面的剖面尺寸。

实施例6：

本实例具体设计在于：如图1所示，本实例的两路交叉叠层式功分器，分为两路，包括层压介质板13、上层功分带线1及下层功分带线2，其中层压介质板采用四层高频印制板之间加入半固化片高温高压压合而成，上层功分带线及下层功分带线布置在四层高频印制板的中间两层上。

如图2所示，上层功分带线1和下层功分带线2采用交叉叠层式布置；上、下层功分带线的输入口均布置在层压介质板13正面，上、下层功能带线的输出口均布置在层压介质板13反面；上层功分带线1设有一路输入和两路输出并在端口处分别设有连接器，两路输出之间设置有隔离电阻3；下层功分带线2设有一路输入和两路输出并在端口处分别设有连接器，两路输出之间设置有隔离电阻4。

上层功分带线1的一个输入口与连接器5之间采用表贴型过渡结构，上层功分带线两个输出口与连接器之间均采用对穿型过渡结构；

下层功分带线2的一个输入口与连接器6之间采用对穿型过渡结构，上层功分带线的两个输出口与连接器之间均采用表贴型过渡结构；

如图3所示，对穿型过渡结构包括圆形内导体焊盘1-1和周圈四个连接器引脚焊盘1-2，连接器与功分带线设在层压介质的两面；

如图4所示，表贴型过渡结构包括矩形内导体焊盘1-3、匹配支节1-4和周圈四个连接器引脚焊盘1-5，连接器与功分带线设置在层压介质的同一面，匹配支节用于改善连接器与带线的匹配。

上、下层功分带线的各连接器均采用smp型连接器；正面两个输入口，分别为连接上层功分带线的smp型连接器5，连接下层功分带线的smp型连接器6。反面四个输出口，分别为连接上层功分带线的smp型连接器7、smp型连接器8，和连接下层功分带线的smp型连接器9、smp型连接器10。

设置在层压介质反面的四个输出口中，上层功分带线的一个输出口与下层功分带线的一个输出口为中心对称，上层功分带线的另一输出口与下层功分带线的另一输出口为中心对称，呈两两对称式结构；其中smp型连接器7和smp型连接器8中心对称，smp型连接器9和smp型连接器10中心对称。

如图5所示，安装时，两个相同的tr组件11呈轴对称式贴装在冷板上，每个tr组件11设有两个输入口，其中一个输入口连接上层功分带线的一个输出口，另一个输入口连接下层功分带的一个输出口，两个tr组件的输入口采用交叉排列方式接线，功分器的四个输出口与tr组件的四个输入口可实现垂直盲插互连。

安装时，两个相同的tr组件呈轴对称式贴装在冷板上，每个tr组件设有两个输入口，其中一个输入口连接上层功分带线的一个输出口，另一个输入口连接下层功分带的一个输出口，两个tr组件的输入口采用交叉排列方式接线，功分器的四个输出口与tr组件的四个输入口可实现垂直盲插互连。

测试：

经过实测，采用本实例设计两路交叉叠层式功分器，整体尺寸为40mm*30mm*1.7mm（不包含连接器），所有端口电压驻波比小于等于1.2，输出端口幅度不平衡度小于等于0.1db，相位不平衡度小于等于5°，插入损耗小于等于0.3db，隔离度大于等于20db，电性能良好。