专利名称：毫米波单脉冲折叠和差合成器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种脉冲折叠和差合成器，具体地说，是涉及一种毫米 波单脉冲折叠和差合成器。
背景技术：
在电磁场理论里，馈电原理已经比较成熟，然而，随着工作频率的升高， 和差合成器中腔体尺寸就越小，尺寸精度及表面光洁度对波导的传输特性的 影响也越来越大。工作频率达到极高频的毫米波频段，波导腔体实现就面临 着极高的设计加工成本和失败的风险。另外，高频段工作的功分合成器往往 要求有很小的体积，在结构设计方面没有创新突破也是阻碍该技术应用的重 要原因。因此，在实际的应用中，极高频的毫米波频段馈电应用受到了限制，
即使相关资料也很少见，应用在AESA相控阵方面的更是未有先例。
实用新型内容
本实用新型的目的在于提供一种毫米波单脉冲折叠和差合成器，克服上 述现有技术的缺点和不足，在AESA相控阵中实现毫米波信号的空间合成与分解。
为了实现上述目的，本实用新型采用的技术方案如下-一种毫米波单脉冲折叠和差合成网络，由和差网络十二口板、和差网络 中间板、和差网络三口板组成，所述和差网络十二口板、和差网络中间板、 和差网络三口板形状大小完全相同，和差网络十二口板、和差网络中间板、 和差网络三口板按顺序重叠，并通过螺钉紧密压接。所述和差网络十二口板上设有十二个用于波导传输的条形通孔。 所述十二个条形通孔在和差网络十二口板上成"十"字形排列，其中， 在和差网络十二口板的四条边边缘各设置两个条形通孔，在和差网络十二口 板中间设置四个条形通孔。
所述和差网络中间板的正面上设有四个一分四功分网络、两个第一 "L" 形凹槽和一个第一连接槽，所述一分四功分网络又由一个第二 "L"形凹槽、 一个"["形凹槽、 一个第二连接槽和一个条形凹槽组成，其中，第二"L" 形凹槽和"["形凹槽通过第二连接槽连通，条形凹槽设置于第二 "L"形凹 槽和"["形凹槽之间，且条形凹槽的一端与第二连接槽垂直连接；四个一分
四功分网络成正方形分布，且四个一分四功分网络分为两组，两个一分四功 分网络为一组，其中，同组中两个一分四功分网络的条形凹槽相互连接，第 一连接槽的两端分别连接每组一分四功分网络中两条形凹槽的连接点，且在
第一连接槽的两端各设有一个条形通孔，两个第一 "L"形凹槽分别设置于第 一连接槽的两侧，两个第一 "L"形凹槽的长端位于同一直线上，两个"L" 形凹槽的短端分别设置于其长端所在直线的两侧，且两个"L"形凹槽长端所 在直线与第一连接槽垂直，其中一个第一 "L"形凹槽与第一连接槽的中点连 接于一体；在与第一连接槽相连的第一 "L"形凹槽的短端上还设有一个条形 通孔，在未与第一连接槽相连的第一 "L"形凹槽的长端和短端的端头也各设 有一条形通孔。
所述和差网络三口板的内表面上也设有一个第一连接槽和两个第一 "L " 形凹槽，两个第一"L"形凹槽分别设置于第一连接槽两侧，且两个第一"L" 形凹槽的长端位于同一条直线上，而两个"L"形凹槽的两个短端分别位于其两个长端所在直线的两侧，其中一个第一 "L"形凹槽与第一连接槽的中点垂 直相连。
所述和差网络三口板的外表面上设有三个矩形凸块，且在每个矩形凸块 的中央分别设有一个条形通孔。
所述和差网络三口板外表面上两个相距较远的条形通孔分别与和差网络 三口板内表面上两个第一 "L"形凹槽的两个短端端头连通，而和差网络三口 板外表面上另一条形通孔则与和差网络中间板正面上与第一连接槽相连的第
一 "L"形凹槽上的条形通孔对齐。
所述和差网络三口板的外表面周边沿还设有一个凸出的边圈。 所述和差网络十二口板、和差网络中间板、和差网络三口板均进行了表
面镀银处理，镀银层厚度不小于0. 002mm。
本实用新型的设计原理采用压縮波导、折叠魔T、和差网络、阻抗匹 配等技术，设计完成了毫米波单脉冲折叠和差合成器，该和差合成器采用三 层板无间隙紧密贴合，三层板紧密贴合后形成上下两层腔体网络，并在腔体 内部实现了十二分四、四分三、三级三层功分折叠魔T结构，巧妙地将功能 与结构整合，在AESA相控阵中实现雷达信号分配与合成的同时，将整个和差 合成器的体积减至最小。
本实用新型的主要目的是在Ka频段有源相控阵中实现波导信道十二合 三，在理论上，四个一分四功分网络一共可实现十六个波导口，而本实用新 型中只需要使用其中十二个波导口，为满足四合一算法，将剩余四个波导口 用作负载匹配。因此，虽然在和差网络中间板上设置了四个一分四功分网络， 但是在和差网络十二口板上只需要设置十二个条形通孔，作为波导口使用。而本实用新型先通过和差网络十二口板和和差网络中间板来实现十二合四， 再利用和差网络中间板和和差网络三口板来完成波导信道四合三，从而达到 波导信道十二合三的目的。
为保证波导信道的匹配，本实用新型应特别注意三层板上波导口的空间 几何位置关系，即和差网络中间板上的四个一分四功分网络应成正方形设 置，且每个一分四功分网络的三个端头都应与和差网络十二口板上的条形通 孔相对应。
在和差网络十二口板、和差网络中间板、和差网络三口板上分别设有固 定螺孔，和差网络十二口板、和差网络中间板、和差网络三口板可通过固定 螺钉进行紧固，使三块口板结合更为紧密。
本实用新型与现有技术相比，具有如下的优点和实用价值
(1)本实用新型通过折叠魔T的应用，使整体体积縮小到了最小，厚度
也减至最薄，整体厚度仅为12mm。
(2) 本实用新型是雷达信道合成中的关键部件，可以实现信道传输的双
向转换，还可以将系统接收的信号分解为和信号、差信号和方位差，还可以 将雷达发射信号分配到十二路信道。
(3) 本实用新型在毫米波有源相控阵雷达和差网络系统结构中起着承上 起下的连接与固定作用。
(4) 本实用新型第一次提出了在极高频段有源相控阵中实现信道的通 信、匹配和分配，弥补了微波馈电理论在毫米波Ka频段无实际应用的空缺。
(5) 利用本实用新型的设计原理，可以通过改变波导信道的数目，轻松 实现不同波导数目间的合成与分配。
图1为本实用新型的外部结构示意图。
图2为本实用新型中和差网络十二口板的结构示意图。
图3为本实用新型中和差网络中间板正面的结构示意图。
图4为本实用新型中一分四功分网络的结构示意图。
图5为本实用新型中和差网络三口板外表面的结构示意图。
图6为本实用新型中和差网络三口板内表面的结构示意图
附图中标号对应名称1-和差网络十二口板，2-和差网络中间板，3-和
差网络三口板，4-条形通孔，5-边圈，6-矩形凸块，7-第一连接槽，8-第一 "L"形凹槽，9-"["形凹槽，10-条形凹槽，l卜固定螺孔，12-第二连接槽，
13-第二 "L"形凹槽。
具体实施方式
下面结合实施例及附图，对本实用新型作进一步地的详细说明。 一种毫米波单脉冲折叠和差合成网络，包括和差网络十二口板1、和差 网络中间板2、和差网络三口板3，所述和差网络十二口板l、和差网络中间 板2、和差网络三口板3形状大小完全相同，在所述和差网络三口板3的外 表面边缘设有一个凸出的边圈5，和差网络十二口板l、和差网络中间板2、 和差网络三口板3依次重叠，通过紧密压接并无间隙贴合，最后由螺钉固定 连接。
在和差网络十二口板1上设有十二个用于波导传输的条形通孔4，此十 二个条形通孔4在和差网络十二口板1上成"十"字形排列，其中，在和差 网络十二口板1的四边边缘各设置两个条形通孔4，而在和差网络十二口板1中间设置四个条形通孔4，所有相邻条形通孔4之间的距离完全相等。在和
差网络中间板2的正面上设有四个一分四功分网络、两个第一 "L"形凹槽8 和一个第一连接槽7，所述一分四功分网络又由一个第二 "L"形凹槽13、 一个"["形凹槽9、 一个第二连接槽12和一个条形凹槽10组成，第二 "L" 形凹槽13和"["形凹槽9通过第二连接槽12连通，条形凹槽10设置于第 二 "L"形凹槽13和"["形凹槽9之间，且条形凹槽10的一端与第二连接 槽12垂直连接；四个一分四功分网络成正方形分布，且四个一分四功分网络 分为两组，两个一分四功分网络为一组，其中，同组中两个一分四功分网络 的条形凹槽10相互连接，第一连接槽7的两端分别连接每组一分四功分网络 中两个条形凹槽10的连接点，同时在第一连接槽7的两端分别设有一个条形 通孔4;两个第一 "L"形凹槽8分别设置于第一连接槽7的两侧，且两个第 一 "L"形凹槽8的长端位于与第一连接槽7垂直的同一直线上，其中一个第 一 "L"形凹槽8的长端与第一连接槽7中点连接，在其短端端头上设有一个 条形通孔4，而未与第一连接槽7连接的第一 "L"形凹槽8的长端端头和短 端端头分别设有一个条形凹槽4。为保证阻抗匹配，四个一分四功分网络中 的十二个端头应与和差网络十二口板上的十二个条形通孔4在位置上完全对 应。
另一方面，在和差网络三口板3的内表面上还设有一个第一连接槽7和 两个第一 "L"形凹槽8，两个第一 "L"形凹槽8分别设置于第一连接槽7 两侧，且两个第一"L"形凹槽8的长端设置于同一条直线上，而两个第一"L" 形凹槽8的两个短端分别位于两个长端所在直线的两侧，其中一个第一 "L" 形凹槽8与第一连接槽7的中点垂直相连。同样的为实现阻抗匹配，和差网络三口板3内表面上第一连接槽7应与和差网络中间板2正面上的第一连接
槽7在位置上相对应，同时，和差网络三口板3内表面的两个第一"L"形凹 槽8的长端也与和差网络中间板2正面上两个第一"L"形凹槽8的长端在位 置上相对应，而和差网络三口板3内表面的两个第一 "L"形凹槽8的短端则 与和差网络中间板2正面上两个第一 "L"凹槽8的短端在走向上恰恰相反。
另一方面，在和差网络三口板3的外表面上还设有三个矩形凸块6，并 在每个矩形凸块6的中央分别设有一个条形通孔4，在这三个条形通孔4中， 相距较远的两条形通孔4与和差网络三口板3内表面上的两个第一"L"形凹 槽8的两短端端头连通，而另一个条形通孔4与和差网络中间板2上与第一 连接槽7相连的第一 "L"形凹槽8上的条形通孔4对齐。
在上述结构组合的基础上，微波信号通过和差网络十二口板1上的十二 个条形通孔4输入，从和差网络中间板2上的第二 "L"形凹槽13的短端端 头进入和差网络中间板2，再通过和差网络中间板2上的条形通孔4进入和 差网络三口板3，最后由和差网络三口板3上的条形通孔4输出。经过上述 过程，输入端的十二条波导信道被合成为输出端的三条，并分别输出和信号、 差信号和方位差。本实用新型还可以改变微波信号的输入端和输出端，实现 波导信道的分配。
上述三块面板全部使用航空铝7075-T6加工制造。面板经过一次性夹加 工成型后，在面板表面进行镀银处理，镀层厚度约0.002mm，从而使本实用 新型具有了良好的传输性能。
如上所述，便可较好的实现本实用新型
权利要求1.毫米波单脉冲折叠和差合成器，其特征在于，所述和差合成网络包括和差网络十二口板(1)、和差网络中间板(2)、和差网络三口板(3)，所述和差网络十二口板(1)、和差网络中间板(2)、和差网络三口板(3)形状大小完全相同，和差网络十二口板(1)、和差网络中间板(2)、和差网络三口板(3)按顺序重叠，并通过螺钉紧密压接。
2. 根据权利要求1所述的毫米波单脉冲折叠和差合成器，其特征在于，所述和差网络十二口板(1)上设有十二个用于波导传输的条形通孔(4)。
3. 根据权利要求2所述的毫米波单脉冲折叠和差合成器，其特征在于，所述十二个条形通孔(4)在和差网络十二口板(1)上成"十"字形排列，其中，在和差网络十二口板(1)的四条边边缘各设置两个条形通孔(4)，在和差网络十二口板(1)中间设置四个条形通孔(4)。
4. 根据权利要求1所述的毫米波单脉冲折叠和差合成器，其特征在于，所述和差网络中间板(2)的正面上设有四个一分四功分网络、两个第一"L"形凹槽(8)和一个第一连接槽(7)，所述一分四功分网络又由一个第二"L"形凹槽(13)、 一个"["形凹槽(9)、 一个第二连接槽(12)和一个条形凹槽(10)组成，其中，第二 "L"形凹槽(13)和"["形凹槽(9)通过第二连接槽(12)连通，条形凹槽(10)设置于第二 "L"形凹槽(13)和"["形凹槽(9)之间，且条形凹槽(10)的一端与第二连接槽(12)垂直连接；四个一分四功分网络成正方形分布，且四个一分四功分网络分为两组，两个一分四功分网络为一组，其中，同组中两个一分四功分网络的条形凹槽(IO)相互连接，第一连接槽(7)的两端分别连接每组一分四功分网络中两条形凹槽(10)的连接点，且在第一连接槽(7)的两端各设有一个条形通孔(4)，两个第一"L"形凹槽(8)分别设置于第一连接槽(7)的两侧，两个第一"L" 形凹槽(8)的长端位于同一直线上，两个"L"形凹槽的短端分别设置于其 长端所在直线的两侧，且两个"L"形凹槽长端所在直线与第一连接槽(7) 垂直，其中一个第一 "L"形凹槽(8)与第一连接槽(7)的中点连接于一体; 在与第一连接槽(7)相连的第一 "L"形凹槽的短端上还设有一个条形通孔 (4)，在未与第一连接槽(7)相连的第一 "L"形凹槽的长端和短端的端头 也各设有一条形通孔(4)。
5. 根据权利要求1所述的毫米波单脉冲折叠和差合成器，其特征在于， 所述和差网络三口板(1)的内表面上也设有一个第一连接槽(7)和两个第 一 "L"形凹槽(8)，两个第一 "L"形凹槽(8)分别设置于第一连接槽(7) 两侧，且两个第一 "L"形凹槽(8)的长端位于同一条直线上，而两个"L" 形凹槽(8)的两个短端分别位于其两个长端所在直线的两侧，其中一个第一"L"形凹槽(8)与第一连接槽(7)的中点垂直相连。
6. 根据权利要求1所述的毫米波单脉冲折叠和差合成器，其特征在于， 所述和差网络三口板(3)的外表面上设有三个矩形凸块(5)，且在每个矩形 凸块(5)的中央分别设有一个条形通孔(4)。
7. 根据权利要求6所述的毫米波单脉冲折叠和差合成器，其特征在于， 所述和差网络三口板(3)外表面上两个相距较远的条形通孔(4)分别与和 差网络三口板(3)内表面上两个第一"L"形凹槽(8)的两个短端端头连通， 而和差网络三口板(3)外表面上另一条形通孔(4)则与和差网络中间板(2) 正面上与第一连接槽(7)相连的第一 "L"形凹槽(8)上的条形通孔(4) 对齐。
8. 根据权利要求1所述的毫米波单脉冲折叠和差合成器，其特征在于， 所述和差网络三口板(3)的外表面周边沿还设有一个凸出的边圈(5)。
9. 根据权利要求1所述的毫米波单脉冲折叠和差合成器，其特征在于， 所述和差网络十二口板(1)、和差网络中间板(2)、和差网络三口板(3)均 进行了表面镀银处理，镀银层厚度不小于0. 002mm。
专利摘要本实用新型公开了一种毫米波单脉冲折叠和差合成网络，该和差合成网络由和差网络十二口板、和差网络中间板、和差网络三口板组成，此三层板形状大小完全相同，并依次重叠，通过螺钉紧密压接实现无间隙贴合。在和差网络十二口板上设有12个条形通孔；在和差网络中间板上设有四个一分四功分网络，以及第一连接槽和第一“L”形凹槽；而在和差网络三口板内表面也设有第一连接槽和第一“L”凹槽，并在其外表面设有三个条形通孔。本实用新型应用了和差网络、折叠魔T和阻抗匹配等技术，巧妙地将功能与结构合为一体，不仅实现了毫米波Ka频段有源相控阵信道的通信、匹配和分配，还实现了和差合成网络的小型化设计。本实用新型主要应用于有源相控阵中。
文档编号H01P5/12GK201327865SQ20082014040
公开日2009年10月14日 申请日期2008年9月18日 优先权日2008年9月18日
发明者崔玉波, 灿 李, 陈亚平 申请人:成都雷电微力科技有限公司