基于微带慢波结构的慢波基片集成波导宽带小型化功分器

本发明涉及射频微波，具体是基于微带慢波结构的慢波基片集成波导宽带小型化功分器。

背景技术：

1、功率分配器是一种重要的微波无源器件，广泛应用于阵列天线，功率分配等。功率分配器通常采用微带平面传输线以及波导传输线进行设计，微带传输线虽然具有易于集成，结构简单，加工容易等优点，但在高频应用时，存在辐射损耗大的缺点。波导传输线具有功率容量大、插入损耗低的优点，但是由于其属于立体结构，难以与其他系统集成的缺点。基片集成波导传输线作为一种特殊的平面结构传输，其既具有平面微带传输线易于集成、加工容易的优点又具有矩形波导功率容量大、插入损耗低的优点，已被广泛应用于微波及毫米波电路的设计中。

2、随着无线通信技术的发展，对射频电路的性能以及小型化、集成化等提出了更高的要求。然而基片集成波导与传统矩形波导一样具有高通特性，其截止频率与其自身宽度有关，所以在低频段应用时传统的基片集成波导功分器尺寸较大，不利于射频电路的小型化。与此同时，传统基片集成波导功分器还存在着宽带化与小型化难以同时满足的问题。

技术实现思路

1、本发明的目的是提供基于微带慢波结构的慢波基片集成波导宽带小型化功分器，包括介质基板，上表面金属层和下表面金属层。

2、所述上表面金属层和下表面金属层分别覆盖于介质基板上、下表面。

3、所述上表面金属层包括端口微带线、锥形过渡微带线、输入分支金属表面、左输出分支金属表面、右输出分支金属表面。

4、所述输入分支金属表面刻蚀有微带折线慢波结构。所述输入分支金属表面通过锥形过渡微带线及端口微带线与上表面金属层的输入端口一连接。

5、所述左输出分支金属表面刻蚀有微带折线慢波结构。所述左输出分支金属表面通过锥形过渡微带线及端口微带线与上表面金属层的输出端口二连接。

6、所述右输出分支金属表面刻蚀有微带折线慢波结构。所述右输出分支金属表面通过锥形过渡微带线及端口微带线与上表面金属层的输出端口三连接。

7、所述下表面金属层为连续的金属表面，设为金属地。

8、进一步，所述输入分支金属表面沿x方向加载有n个微带折线慢波结构；左输出分支金属表面、右输出分支金属表面沿y方向加载有n个微带折线慢波结构；n为正整数。

9、进一步，所述微带折线慢波单元结构包括m个对称的凹型微带折线结构。m为大于0的偶数。

10、这些凹型微带折线结构周期性地加载于上表面金属层，从而形成微带慢波结构。

11、进一步，所述输入分支金属表面、左输出分支金属表面、右输出分支金属表面的两侧均加载有多个小金属化通孔。

12、进一步，所述小金属化通孔内壁覆铜，用于将上表面金属层与下表面金属层相连。

13、进一步，所述输出端口二和输出端口三之间加载有大电感销钉、小电感销钉i、小电感销钉ii。

14、进一步，所述大电感销钉、小电感销钉i、小电感销钉ii内壁均覆铜。

15、进一步，所述小电感销钉i、小电感销钉ii分别位于大电感销钉的两侧，且关于大电感销钉对称。

16、进一步，小电感销钉i、小电感销钉ii与最近小金属化通孔的距离，小于大电感销钉与最近小金属化通孔的距离。

17、进一步，所述输入端口一用于射频信号的输入。输出端口二和输出端口三分别用于射频信号输出。

18、本发明的技术效果是毋庸置疑的，本发明的有益效果如下：

19、本发明提供基于微带慢波结构的慢波基片集成波导宽带小型化功分器，该功分器通过在上表面金属层加载四个对称的凹型微带折线慢波结构来缩小基片集成波导功分器的尺寸，并通过加载三个电感销钉减小反射，使得带宽增加，并通过调节三个电感销钉直径大小和位置使得该发明所涉及功分器具有良好的幅度平衡度和相位平衡度。本发明具有电路尺寸小，工作带宽宽，具有良好的等功率分配和同相特性以及易于制作的优点。

技术特征：

1.基于微带慢波结构的慢波基片集成波导宽带小型化功分器，其特征在于：包括所述介质基板(1)、上表面金属层和下表面金属层。

2.根据权利要求1所述的基于微带慢波结构的慢波基片集成波导宽带小型化功分器，其特征在于：所述输入分支金属表面(4)沿x方向加载有n个微带折线慢波结构；左输出分支金属表面(5)、右输出分支金属表面(6)沿y方向加载有n个微带折线慢波结构；n为正整数。

3.根据权利要求1所述的基于微带慢波结构的慢波基片集成波导宽带小型化功分器，其特征在于：所述微带折线慢波单元结构包括m个对称的凹型微带折线结构；m为大于0的偶数；

4.根据权利要求1所述的基于微带慢波结构的慢波基片集成波导宽带小型化功分器，其特征在于：所述输入分支金属表面(4)、左输出分支金属表面(5)、右输出分支金属表面(6)的两侧均加载有多个小金属化通孔(7)。

5.根据权利要求4所述的基于微带慢波结构的慢波基片集成波导宽带小型化功分器，其特征在于：所述小金属化通孔(7)内壁覆铜，用于将上表面金属层与下表面金属层相连。

6.根据权利要求1所述的基于微带慢波结构的慢波基片集成波导宽带小型化功分器，其特征在于：所述输出端口二和输出端口三之间加载有大电感销钉(10)、小电感销钉i(8)、小电感销钉ii(9)。

7.根据权利要求6所述的基于微带慢波结构的慢波基片集成波导宽带小型化功分器，其特征在于：所述大电感销钉(10)、小电感销钉i(8)、小电感销钉ii(9)内壁均覆铜。

8.根据权利要求6所述的基于微带慢波结构的慢波基片集成波导宽带小型化功分器，其特征在于：所述小电感销钉i(8)、小电感销钉ii(9)分别位于大电感销钉(10)的两侧，且关于大电感销钉(10)对称。

9.根据权利要求6所述的基于微带慢波结构的慢波基片集成波导宽带小型化功分器，其特征在于：小电感销钉i(8)、小电感销钉ii(9)与最近小金属化通孔(7)的距离，小于大电感销钉(10)与最近小金属化通孔(7)的距离。

10.根据权利要求1所述的基于微带慢波结构的慢波基片集成波导宽带小型化功分器，其特征在于：所述输入端口一用于射频信号的输入；输出端口二和输出端口三分别用于射频信号输出。

技术总结
本发明公开基于微带慢波结构的慢波基片集成波导宽带小型化功分器，包括介质基板(1)，上表面金属层和下表面金属层；所述上表面金属层和下表面金属层分别覆盖于介质基板上、下表面；所述上表面金属层包括端口微带线(2)、锥形过渡微带线(3)、输入分支金属表面(4)、左输出分支金属表面(5)、右输出分支金属表面(6)；所述下表面金属层为连续的金属表面，设为金属地。本发明具有电路尺寸小，工作带宽宽，具有良好的等功率分配和同相特性以及易于制作的优点。

技术研发人员：周治豪,胡承刚,刘冠旭,张恒,袁煜林
受保护的技术使用者：重庆邮电大学
技术研发日：
技术公布日：2024/2/29