一种多路基片集成波导功分器的制造方法
【专利摘要】本发明公开了一种多路基片集成波导功分器，包含三层介质基板和分别位于最上层基板上表面，最下层基板下表面和基板与基板之间的四层金属。矩形金属化通孔阵列和基板与基板之间的两层中间金属构成矩形谐振腔。矩形谐振腔左侧为输入端口，右侧为输出端口。可以灵活设计为一分四的双同相和双反相功分器；以及一分二的同相或反相功分器。本发明具有宽带，低插入损耗，良好的输入电压驻波比，各路输出信号幅度一致性好，以及低幅度不平衡性等优点。本发明可以应用于微波毫米波天线馈电网络等，在通信，雷达等微波毫米波系统中有广泛的应用前景。
【专利说明】一种多路基片集成波导功分器
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种多层低插损、宽带基片集成波导功率分配器，属于微波无源器件 领域。
【背景技术】
[0002] 功分器是功率合成放大器和天线阵列馈电系统的关键部件，决定系统性能。随着 通信系统的飞速发展，对宽带、低插损、高效功分器的需求与日俱增。传统的探针馈电基片 集成波导功分器难以与平面电路集成，T/Y-型节基片集成波导功分器插损过大，且随着输 出端口数目的增加，功分器的尺寸急剧增加。因此，宽带、低插损、多路功分器是迫切需要 的。
【发明内容】
[0003] 发明目的：针对现有技术中存在的问题与不足，本发明提供一种多路基片集成波 导功分器，它具有宽带、低插损等优良特点。可以实现四路等幅输出或者两路等幅同相/反 相输出，输出幅度一致性好、幅度不平衡小。适用于平面电路集成以及多路输出电路。
[0004] 技术方案：一种多路基片集成波导功分器，包括三层介质基板和分别位于最上层 基板上表面，最下层基板下表面和基板与基板之间的四层金属层；三层介质基板和四层金 属层叠压在一起，形成功分器本体；本体边缘处设有金属化通孔阵列，四边缘的金属化通孔 形成矩形金属化通孔阵列；所述矩形金属化通孔阵列与基板和基板之间的两层金属层组成 矩形谐振腔；所述功率分配器由基片集成波导构成，采用新型的矩形谐振腔，以实现宽带和 低插损。
[0005] 进一步地，所述最上层和最下层的金属层为微带线或者共面波导的走线，通过馈 电探针转接微带线或者共面波导结构实现功率分配器与其他平面电路的集成。
[0006] 进一步地，可以将两路输出端口置于矩形谐振腔上面，两路输出端口置于矩形谐 振腔下面，实现四路等幅输出；其中两路同相输出，两路反相输出。并且可以将一分二功分 器两路输出端口均设置于矩形谐振腔的上/下面实现等幅同相输出，或者分别置于矩形谐 振腔不同的面以实现等幅反相输出。
[0007] 有益效果：本发明的基片集成波导功分器，采用传统的PCB技术，易于设计和加 工。
[0008] 与现有的基片集成波导功分器相比，本发明具有如下优点： 1)由于使用谐振腔结构，该功分器插入损耗小。
[0009] 2)相比于现有的探针馈电腔体功分器，易于平面集成且可实现宽带工作。
[0010] 3)相比于现有的T/Y-型节一分二基片集成波导功分器，一分四功分器可以改进 随着输出端口数目增加，功分网络尺寸急剧增加的缺点。
【专利附图】
【附图说明】 toon] 图1为本发明实施例的一分二反相功分器透视图； 图2为图1的俯视图； 图3为本发明实施例的一分四功分器透视图； 图4为反相一分二功分器的S参数； 图5为反相一分二功分器输出端口相位差； 图6为一分四功分器的S参数； 图7为一分四功分器的输出端口相位差。
【具体实施方式】
[0012] 下面结合具体实施例，进一步阐明本发明，应理解这些实施例仅用于说明本发明 而不用于限制本发明的范围，在阅读了本发明之后，本领域技术人员对本发明的各种等价 形式的修改均落于本申请所附权利要求所限定的范围。
[0013] 如图1所示，多路基片集成波导功分器，包括三层介质基板、四层金属层、矩形金 属化通孔阵列、微带线和馈电探针；三层介质基板和四层金属层间隔叠压形成功分器本体， 所述三层介质基板分别为第一层基板4、第二层基板5和第三层基板6 ;所述四层金属层依 次为第一金属层、第二金属层7、第三金属层8和第四金属层；第一金属层设在第一层基板4 上表面，第二金属层7设在第一层基板4和第二层基板5之间，第三金属层8设在第二层基 板5和第三层基板6之间，第三基板6的下表面设有第四金属层；三层介质基板均为矩形， 基板的长宽分别与金属层7、8的长宽相等。
[0014] 功分器本体四边缘的金属化通孔形成矩形金属化通孔阵列1 ;矩形金属化通孔阵 列1与第二金属层7和第三金属层8组成矩形谐振腔。
[0015] 如图1-图3所示，第二金属层7上设有第一过孔15,第三金属层8设有第二过孔 16。第一金属层和第四金属层均为微带线2的走线，馈电探针3转接微带线2,输入端口馈 电探针3通过第一过孔15激励矩形谐振腔，输出端口每个馈电探针3通过第一过孔15或 者第二过孔16实现一分二输出；输出端口每个馈电探针3通过第一过孔15和第二过孔16 实现一分四输出。
[0016] 图4和图5是反相一分二矩形谐振腔的S参数和输出端口相位差。该一分二功分 器具有良好的驻波特性，插入损耗小，宽带工作，幅度一致性好。
[0017] 图6和图7是一分四矩形谐振腔的S参数和输出端口相位差。微带线位于矩形谐 振腔同一面的输出端口为同相输出，位于矩形谐振腔不同面的输出端口为反相输出。该一 分四功分器具有良好的驻波特性，插入损耗小，宽带工作，幅度一致性好。可以有效的解决 一分二功分器随着输出端口数目增加，尺寸急剧增加的缺陷。
【权利要求】
1. 一种多路基片集成波导功分器，其特征在于：包括三层矩形介质基板和分别位于最 上层基板上表面，最下层基板下表面和基板与基板之间的四层金属层；三层介质基板和四 层金属层叠压在一起，形成功分器本体；本体边缘处设有金属化通孔阵列，四边缘的金属化 通孔形成矩形金属化通孔阵列；所述矩形金属化通孔阵列与基板和基板之间的两层金属层 组成矩形谐振腔；位于最上层基板上表面的金属层和位于最下层基板下表面的金属层为微 带线或者共面波导的走线。
2. 如权利要求1所述的多路基片集成波导功分器，其特征在于：通过馈电探针转接微 带线或者共面波导结构实现功分器与其他平面电路的集成。
3. 如权利要求1所述的多路基片集成波导功分器，其特征在于：矩形谐振腔左侧为输 入端口，右侧为输出端口；可以将两路输出端口置于矩形谐振腔的上面，两路输出端口置于 矩形谐振腔的下面，实现四路等幅输出，包括两路同相输出和两路反相输出；且可以将一分 二功分器两路输出端口均设置于矩形谐振腔上/下面实现等幅同相输出，或者分别置于矩 形谐振腔不同的面以实现等幅反相输出。
【文档编号】H01P5/12GK104091991SQ201410340506
【公开日】2014年10月8日 申请日期:2014年7月16日 优先权日:2014年7月16日
【发明者】王海明, 张小伟, 无奇, 余晨, 洪伟 申请人:东南大学