CN110661072A - 一种Ka波段波导功分器 - Google Patents

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卫明
顾卫东
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    • H01P5/00—Coupling devices of the waveguide type
    • H01P5/12—Coupling devices having more than two ports

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Abstract

本申请公开了一种Ka波段波导功分器，包括金属腔体、印制板基板、金属盖板和三个同轴连接器；所述金属腔体四周开有三个小孔，用于固定所述同轴连接器，所述印制板基板装于所述金属腔体内部；所述金属腔体一侧开口，所述盖板盖于所述开口处密封所述金属腔体。本发明公开的功分器具有金属波导的高Q值、低辐射损耗、大功率容量的优点，也具有微带线的方便集成、加工和低成本的优点，在射频通信技术领域有着广阔的应用前景。

Description

一种Ka波段波导功分器
技术领域
本申请涉及微波器件领域，具体涉及一种Ka波段波导功分器。
背景技术
第一代微波毫米波***主要采用金属波导作为传输电磁波的媒介。金属波导具有损耗低、Q值高、功率容量大、温度稳定性好、机械结构强等优点，但是随着微波、毫米波***向小型化、轻型化、多功能、高可靠性和低成本的方向发展，金属波导作为立体结构，很难在小型化要求的***集成中占有优势，更难以实现轻型化，而且加工难度和制作成本都比较高。
而基片集成波导是一种新型的微波毫米波平面波导结构，既具有金属波导的高Q值、低辐射损耗、大功率容量的优点，也具有微带线的加工和低成本的优点。因此基片集成波导技术逐步受到国内外更多学者的关注和研究。现有的功分器，通常存在功率容量有限、集成度低和体积大的问题，因此需要提供一种新型的功分器，以解决上述问题。
发明内容
发明的目的是提供一种Ka波段波导功分器，以解决现有功分器功率容量有限，集成度底，体积大的问题。
为了达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：
本发明提供一种Ka波段波导功分器，所述功分器包括金属腔体、印制板基板、金属盖板和三个同轴连接器；
所述金属腔体四周开有三个小孔，用于固定所述同轴连接器，所述印制板基板装于所述金属腔体内部；所述金属腔体一侧开口，所述金属盖板盖于所述开口处密封所述金属腔体；
所述印制板基板包括铜基板；所述铜基板呈凸字形，所述铜基板的上部为微波输入口，所述铜基板左右两侧各开有若干连续的过孔，所述铜基板下部为微波输出端，所述微波输出端被一排过孔分成两个等大的微波输出口，所述微波输入口和所述微波输出口的端口大小相等，所述铜基板中部设有左右对称的两个独立金属过孔。
优选的，所述印制板基板的介质层介电常数为2.2，厚度为0.254mm，所述印制板基板表面金属层厚度为0.018mm。
优选的，所述金属腔体***长为37.7mm，宽为23.2mm，高为10mm；
所述金属盖板的长为37.7mm，宽为23.2mm，厚为1mm。
优选的，所述微波输入口和所述微波输出口的端口宽为5.5mm。
优选的，分开所述微波输出端的一排过孔的长度为2.4mm。
优选的，所述铜基板左右两侧的连续过孔自上而下依次包括：第一排纵过孔、第二排横过孔和第三排纵过孔；所述独立金属过孔和同侧的所述第三排纵过孔的距离为1mm，和同侧的所述第二排横过孔的距离为2mm。
优选的，所述小孔直径为2.6mm。
优选的，所述同轴连接器是型号为2.92-KFD的SMA接头。
优选的，所述同轴连接器穿过所述金属腔体四周的小孔，焊接在所述印制板基板上。
优选的，所述盖板和所述金属腔体采用铝镀银材料。
本发明的有益效果是：本发明提供的功分器包括金属腔体、印制板基板、金属盖板和同轴连接器，在印制板基板上设置特殊位置的过孔，通过集成波导完成射频一分二，来实现Ka波段微波的功分或合并，与现有的功分器相比，功率容量更大、体积更小、结构更紧凑，更适用于大功率应用领域。
附图说明
通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本申请的限制。在附图中：
图1示出了本申请一个实施例中功分器内部结构示意图；
图2示出了本申请一个实施例中功分器整体结构示意图；
图3示出了本申请一个实施例中印制板基板的结构示意图。
图中附图标记含义如下：1、金属腔体，2、印制板基板，3、同轴连接器，4、焊接处，5、独立金属过孔，6、过孔，7、金属盖板，8、第一排纵过孔，9、第二排横过孔，10、第三排纵过孔，11、微波输入口，12、微波输出口。
具体实施方式
下面将参照附图更详细地描述本申请的示例性实施例。虽然附图中显示了本申请的示例性实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本申请而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本申请，并且能够将本申请的范围完整的传达给本领域的技术人员。
为了更清楚地描述本发明的技术方案，特规定图3中左侧为上，右侧为下。
本发明实施例中公开一种Ka波段波导功分器，该功分器包括金属腔体1、印制板基板2、金属盖板7和三个同轴连接器3。
金属腔体1四周开有三个小孔，用于固定同轴连接器3，印制板基板2装于金属腔体1内部；金属腔体1一侧开口，金属盖板7盖于开口处密封金属腔体1；三个小孔中一个是信号接入孔，另外两个是信号接出孔，印制板基板2通过螺钉固定在金属腔体1内部，金属盖板7也通过螺钉固定在金属腔体1上。功分器内部结构图参照图1，功分器整体结构图参照图2。
印制板基板2包括铜基板；铜基板呈凸字形，铜基板的上部为微波输入口11，铜基板左右两侧各开有若干连续的过孔，铜基板下部为微波输出端，微波输出端被一排过孔6分成两个等大的微波输出口12，微波输入口11和微波输出口12的端口大小相等，铜基板中部设有左右对称的两个独立金属过孔5。
微波输入口11和微波输出口12分别与同轴连接器连接3，在图3中，铜基板左右两侧各开有若干连续过孔直径d为0.4mm，过孔间距p为0.6mm，过孔之间等距排列；一个微波信号输入功分器后，通过集成波导完成射频一分二，然后输出两个微波信号。该功分器不仅仅局限于本实施例中公开的两个输出端口，也可设置出多个输出端口，实现信号的一分多。该功分器可进行反接，实现信号的合并，多个信号输入，合并成一个信号输出，其工作在27～35GHz的Ka波上。
在一个优选实施例中，印制板基板2的介质层介电常数为2.2，厚度为0.254mm，印制板基板2表面金属层厚度为0.018mm。
在一个实施例中，金属腔体1***长为37.7mm，宽为23.2mm，高为10mm。
金属盖板7的长为37.7mm，宽为23.2mm，厚为1mm。
在一个实施例中，如图3所示，微波输入口11和微波输出口12的端口宽ar为5.5mm。当端口ar的宽度变大时，会导致传输频率变低，变小会导致传输频率变高，脱离所设计的27到35GHz的范围。
在一个实施例中，如图3所示，分开微波输出端的一排过孔6的长度L3为2.4mm。L3的变大变小会导致反射系数的变大和插损变大。
在一个优选实施例中，铜基板左右两侧的连续过孔自上而下依次包括：第一排纵过孔8、第二排横过孔9和第三排纵过孔10，独立金属过孔5和同侧的第三排纵过孔10的距离L2为1mm，如图3所示，独立金属过孔5和同侧的第二排横过孔9的距离L1为2mm。L1、L2的变大变小均会导致反射系数的变大和插损变大。
在一个实施例中，小孔直径为2.6mm。同轴连接器3可以部分穿过小孔，并固定在小孔的位置，同轴连接器3通过螺钉固定在金属腔体1侧壁上。
在一个实施例中，同轴连接器3是型号为2.92-KFD的SMA接头。
在一个实施例中，同轴连接器3穿过金属腔体1四周的小孔，用焊料焊接在印制板基板2上。
综上所述，本申请公开一种Ka波段波导功分器，该功分器包括金属腔体、印制板基板、金属盖板和三个同轴连接器；金属腔体四周开有三个小孔，用于固定同轴连接器，印制板基板装于金属腔体内部；金属腔体一侧开口，盖板盖于开口处密封金属腔体；印制板基板包括铜基板；铜基板呈凸字形，铜基板的上部为微波输入口，铜基板左右两侧各开有若干连续的过孔，铜基板下部为微波输出端，微波输出端被一排过孔分成两个等大的微波输出口，微波输入口和微波输出口的端口大小相等，铜基板中部设有左右对称的两个独立金属过孔。本发明公开的功分器具有金属波导的高Q值、低辐射损耗、大功率容量的优点，也具有微带线的方便集成、加工和低成本的优点，在射频通信技术领域有着广阔的应用前景。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化、替换或改进，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
在此处所提供的说明书中，说明了大量具体细节。然而，能够理解，本申请的实施例可以在没有这些具体细节的情况下实践。在一些实例中，并未详细示出公知的方法、结构和技术，以便不模糊对本说明书的理解。

Claims (10)

1.一种Ka波段波导功分器，其特征在于，所述功分器包括金属腔体、印制板基板、金属盖板和三个同轴连接器；
所述金属腔体四周开有三个小孔，用于固定所述同轴连接器，所述印制板基板装于所述金属腔体内部；所述金属腔体一侧开口，所述金属盖板盖于所述开口处密封所述金属腔体；
所述印制板基板包括铜基板；所述铜基板呈凸字形，所述铜基板的上部为微波输入口，所述铜基板左右两侧各开有若干连续的过孔，所述铜基板下部为微波输出端，所述微波输出端被一排过孔分成两个等大的微波输出口，所述微波输入口和所述微波输出口的端口大小相等，所述铜基板中部设有左右对称的两个独立金属过孔。
2.根据权利要求1所述的功分器，其特征在于，所述印制板基板的介质层介电常数为2.2，厚度为0.254mm，所述印制板基板表面金属层厚度为0.018mm。
3.根据权利要求1所述的功分器，其特征在于，所述金属腔体***长为37.7mm，宽为23.2mm，高为10mm；
所述金属盖板的长为37.7mm，宽为23.2mm，厚为1mm。
4.根据权利要求1所述的功分器，其特征在于，所述微波输入口和所述微波输出口的端口宽为5.5mm。
5.根据权利要求1所述的功分器，其特征在于，分开所述微波输出端的一排过孔的长度为2.4mm。
6.根据权利要求1所述的功分器，其特征在于，所述铜基板左右两侧的连续过孔自上而下依次包括：第一排纵过孔、第二排横过孔和第三排纵过孔；所述独立金属过孔和同侧的所述第三排纵过孔的距离为1mm，和同侧的所述第二排横过孔的距离为2mm。
7.根据权利要求1所述的功分器，其特征在于，所述小孔直径为2.6mm。
8.根据权利要求1所述的功分器，其特征在于，所述同轴连接器是型号为2.92-KFD的SMA接头。
9.根据权利要求1所述的功分器，其特征在于，所述同轴连接器穿过所述金属腔体四周的小孔，焊接在所述印制板基板上。
10.根据权利要求1所述的功分器，其特征在于，所述盖板和所述金属腔体采用铝镀银材料。
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