本发明涉及一种功率分配器。具体地说，是涉及一种脊波导超宽带径向多路功分器。
背景技术：
在各种电磁波系统中，信号的分配和合路电路使用广泛。已有的径向多路功分器一般采用轴向的圆波导和径向的矩形波导。圆波导工作在te01模式。在相邻的径向矩形波导之间设置有吸收薄膜。这种设计有几个缺点。首先，吸收薄膜的功率容量有限，将限制该功分器在大功率领域的应用。其次，这种功分器的插入损耗偏高。第三，由于te01模式为圆波导的高次模，器件受其他告辞模式的影响，相对工作带宽较小。
技术实现要素：
本发明的目的是提供一种脊波导超宽带径向多路功分器，与现有技术相比，工作带宽更宽、功率容量更大，而且结构更简单。
为了实现上述目的，本发明采用的技术方案为：
一种脊波导超宽带径向多路功分器，包括一根沿z方向的横截面为圆形或等边n边形的输入传输线，以圆形为较佳选择。所述输入传输线在-z方向短路。在所述传输线周围均匀设置有与所述传输线连通的沿r方向的n根输出传输线。该n根输出传输线在所述输入传输线附近相互交叉并连通。相邻输出传输线之间的夹角为θ＝360/n，其中n可以等于2，也可以为任意大于2的整数。所以，本发明可以用于构成任意路(包括3路，5路，7路等较少见的情况)的多路功分器。
为了实现各输出传输线之间的良好隔离，在相邻的任意两根输出传输线之间设置一根隔离传输线。较佳的设计，该隔离传输线设置在相邻的输出传输线交叉连通区域并自此朝向-z方向布置。任意该隔离传输线可以设置为朝向z方向，但以设置为朝向-z方向为较佳。所述隔离传输线的横截面形状可以为矩形，也可以根据相邻输出传输线沿r方向的特点，设置成扇形或梯形，以便于相邻的输出传输线更好地耦合。
为了获得超宽工作带宽，我们采取了三个措施。第一，所述输入传输线包括内部导体，为同轴结构。其中的工作模式为基模tem模式。第二，所述每根输出传输线包括只在z方向或-z方向与所在的输出传输线内壁相连的金属脊，为脊波导。所述每根金属脊沿-r方向从所在的输出传输线中突出，插入到所述输入传输线中并与其内部导体连通。为了进一步展宽器件的工作带宽，各输出传输线及其内部的金属脊的横截面尺寸沿r方向可以连续或成阶梯式改变。同时，在相邻的输出传输线的交叉区域，还可以设置只在z方向或-z方向与输出传输线连接的金属凸台或凹坑。第三，在所述隔离传输线内部设置有只在与z方向垂直的一个方向上与所在的隔离传输线的内壁相连的至少一根金属脊a。
所述金属脊a的可以有两种设置：如果输入传输线为圆波导或等边n边形波导，所述金属脊a只在r或-r方向与所在的隔离传输线的内壁相连。如果输入传输线为同轴线而且工作在tem模式，所述金属脊a只在θ或-θ方向与所在的隔离传输线的内壁相连。
本发明采用沿输入传输线轴线的隔离传输线实现任意路多路功分器的输出端之间的隔离。采用同轴线作为输入传输线，脊波导作为输出传输线，实现超宽带的任意路多路功分器。与已有的类似方案相比,可以显著提高器件的功率容量，展宽其带宽，提高输出传输线之间的隔离。同时，本发明结构简单，制造成本更低。
附图说明
图1为本发明和实施实例1的示意图。
图2为实施实例2的示意图。
图3为实施实例3的示意图。
图4为实施实例4的示意图。
图5为实施实例5的示意图。
图6为实施实例6的示意图。
图7为实施实例6的示意图。
附图中标号对应名称：1-输入传输线，1a-内部导体，2-输出传输线，2a-金属脊，3-隔离传输线，3a-金属脊a。
具体实施方式
实施实例1
如图1所示。
一种脊波导超宽带径向多路功分器，包括一根沿z方向的输入传输线1。所述输入传输线1为同轴线，其工作模式为tem模式。所述输入传输线1在-z方向短路。在所述传输线1周围均匀设置有与所述传输线1连通的沿r方向的6根输出传输线2。相邻输出传输线2之间的夹角为60度。所以，本发明构成了六路功分器。
在相邻的任意两根输出传输线2之间设置有轴线沿-z方向的隔离传输线3。在所述每根隔离传输线3内部设置有只在θ和-θ方向与所在的隔离传输线3的内壁相连的两金属脊。所述隔离传输线3为双脊波导。
所述每根输出传输线2包括只在-z方向与所在的输出传输线2内壁相连的金属脊2a，为脊波导。所述每根金属脊2a沿-r方向从所在的输出传输线2中突出，插入到所述输入传输线1中并与其内部导体1a连通。
实施实例2
如图2所示。
与实施实例1相比，不同之处仅在于：所述输入传输线1为圆波导，其工作模式为te01模式。所述输出传输线2为矩形波导。其横截面的长边沿z方向。
在所述每根隔离传输线3内部设置有只在r和-r方向与所在的隔离传输线3的内壁相连的两金属脊。
实施实例3
如图3所示。
与实施实例1相比，不同之处仅在于：共有四根输出传输线2，构成四路功分器。
实施实例4
如图4所示。
与实施实例2相比，不同之处仅在于：共有四根输出传输线2，构成四路功分器。
实施实例5
如图5所示。
与实施实例3相比，不同之处仅在于：没有设置任何隔离传输线3。
实施实例6
如图6所示。
与实施实例5相比，不同之处仅在于：这里为32路功分器。同时，为了方便输出传输线便于与其它电路连接，每根输出传输线弯向-z方向。
本实施实例的功分器的同轴输入传输线的内径为16.9毫米，外径为18毫米。输入传输线的特性阻抗为3.77欧姆。每根单脊波导输出传输线的宽度为7.7毫米，高度为3.3毫米，脊宽度为1.93毫米，脊顶端到波导上表面的间隙为0.61毫米。
在输入传输线和输出传输线交叉区域附近，输入传输线在-z方向的短路端距离任意一根单脊波导输出传输线在-z方向的波导内壁的距离为1.54毫米；所有的单脊波导输出传输线的金属脊只在-z方向与所在的矩形波导的波导壁连接；各单脊波导输出传输线的金属脊插入到同轴输入传输线内并与该同轴输入传输线的内导体连接。
三维模拟计算得到上述32路功分器在15～36ghz的超宽带宽内输入端的反射系数低于-13db。
通过在输入传输线和输出传输线的交叉区域变化脊波导的横向尺寸或增加各种金属凸台或设置各种金属凹槽，上述带宽和反射系数可望得到进一步明显改善。
为了描述本发明，还可以举出更多的实施实例。为了实现上述各实施实例，各部分的形状可能需要根据加工方式加以相应改变。比如，采用数控铣床加工时，其中的内部棱线需要被导角。倒角的曲率半径为数毫米到0.5毫米。如果采用线切割加工，这些棱线也需要被导圆，只是倒角曲率半径可以小到0.1毫米。原则上，凡是符合本文权利要求的各种实施都属于本发明专利披露的内容。