口微波网络，包括空腔和4个支路，支路A上设置有端口 Al，支路B上设置有端口 B2，支路C上设置有端口 C3，支路D上设置有端口 D4 ；空腔由沿线段XY依次排列并相互连通的7个耦合段5构成，其中X点和Y点位于空腔内，优选:线段XY的两个端点分别位于间距最大的两个耦合段5内，如图，第一个耦合段5与最后一个耦合段5之间的间隙最大，而且线段XY为水平线段；从X到Y的方向，每条支路与空腔的第一个或第七个耦合段5之间通过二级匹配段7连通；端口 Al和端口 B2位于平面Z的左侧，端口 C3和端口 D4位于平面Z的右侧，平面Z为垂直于水平面的垂直平面，且线段XY全部位于平面Z内或线段XY平行，端口 B2和端口 C3位于平面M上侧，端口 Al和端口 D4位于平面M下侦牝平面M为垂直于线段XY的垂直平面；端口 Al和端口 D4位于水平线段XY的X点附近，端口 B2和端口 C3位于水平线段XY的Y点附近。
[0032]端口 A、端口 B、端口 C和端口 D的法线方向都在水平面内并与平面Z的法线方向垂直。
[0033]构成所述空腔的所有耦合段5中，从X到Y方向，第一个耦合段5的最大深度比第四个耦合段5的最大深度大10%以上。
[0034]构成所述空腔的所有耦合段5中，从X到Y方向，第一个耦合段5的最大宽度比第四个耦合段5的最大宽度大10%以上。
[0035]在支路A上，有两级以上匹配段7，其中一个匹配段7的最大深度比另一个匹配段7的最大深度大10%。
[0036]在支路A上，有两级以上匹配段7，其中一个匹配段7的最大宽度比另一个匹配段7的最大宽度大10%。
[0037]构成所述空腔的不同耦合段5中，从X到Y方向，第二个和四个耦合段5的下表面和上表面为平面的一部分，第二个耦合段5的下表面上设置有2个金属体6，该金属体6在该耦合段5的下表面与该耦合段5相连。同时第四个耦合段5的下表面上设置有3个金属体6，该金属体6在该親合段5的下表面与该親合段5相连。
[0038]整个四端口微波网路构成左右镜面对称结构。
[0039]所述四端口微波网络的上表面都齐平；该四端口微波网络包括所有耦合段5、所有匹配段7和端口 Al、端口 B2、端口 C3和端口 D4。
[0040]该四端口微波网络的端口 Al、端口 B2、端口 C3和端口 D4都为矩形波导。
实施实例2
如图4所示。与实施实例I的区别仅在于，从X到Y方向，第二个到第六个耦合段5上都各设置了一个金属体6。在支路C上有两级匹配段7的下表面和上表面为平面的一部分，该两个匹配段7的下表面上设置有一个金属柱8，分别与对应的匹配段7的下表面与该匹配段7相连。构成所述空腔的7个耦合段5都为镜面对称结构，从X到Y方向，第一个和第四个耦合段5的对称面与所述平面Z平行；第一个耦合段5的对称面与第四个耦合段5的对称面之间的距离大于第四个耦合段5的最小宽度的10%。
[0041]实施实例3
如图5所示。与实施实例I的区别仅在于，没有设置任何金属体6。
[0042]实施实例4
如图6所示。与实施实例I的区别仅在于，端口 A、端口 B、端口 C和端口 D的法线方向都与平面Z的法线方向平行。
[0043]实施实例5
如图7所示。与实施实例4的区别仅在于，空腔由沿线段XY依次排列并相互连通的9个耦合段5构成。从X到Y的方向，每条支路与空腔的第二个或第八个耦合段5之间通过二级匹配段7连通。
[0044]以上仅为举例。在这些实施实例中，耦合段5和匹配段7都为矩形。实际上，它们可以采取易于加工的任何形状。为了方便采用普通数控铣床加工，这些结构的内部常常需要被倒角。这些倒角的影响，应该在器件设计中被考虑到。
【主权项】
1.四端口微波网络，其特征在于，包括空腔和4个支路，支路A上设置有端口A(I)，支路B上设置有端口 B (2)，支路C上设置有端口 C (3)，支路D上设置有端口 D (4);空腔由至少两个沿水平线段XY依次排列并相互连通的耦合段(5)构成；其中，线段XY的两个端点分别位于间距最大的两个耦合段(5)内；每条支路与空腔之间直接连通或通过一级或多级匹配段(7)连通；端口 A (I)和端口 B (2)位于平面Z的左侧，端口 C (3)和端口 D (4)位于平面Z的右侧，平面Z为垂直于水平面的垂直平面，且线段XY全部位于平面Z内或线段XY与平面Z平行；端口 B (2)和端口 C (3)位于平面M上侧，端口 A (I)和端口 D (4)位于平面M下侧，平面M为一个垂直于线段XY的垂直平面。
2.根据权利要I所述的四端口微波网络，其特征在于，构成所述空腔的所有耦合段(5)中至少有一个耦合段(5)的最大深度比另一个耦合段(5)的最大深度大10%。
3.根据权利要I所述的四端口微波网络，其特征在于，构成所述空腔的所有耦合段(5)中至少有一个耦合段(5)的最大宽度比另一个耦合段(5)的最大宽度大10%。
4.根据权利要求1所述的四端口微波网络，其特征在于，所述空腔为单连通空腔结构，即该空腔内部的任何封闭曲线都可以在该空腔内连续收敛到一个点。
5.根据权利要求1所述的四端口微波网络，其特征在于，所述空腔在任意方向上的最大尺寸小于该四端口微波网络工作频段的中心频率对应的自由空间波长的2倍。
6.根据权利要求1所述的四端口微波网络，其特征在于，构成所述空腔的所有耦合段(5)中至少有一段耦合段(5)的下表面或/和上设置有至少一个金属体(6)，该金属体(6)在该耦合段(5 )的下表面或/和上表面与该耦合段(5 )相连。
7.根据权利要求1所述的四端口微波网络，其特征在于，当端口A (I)作为输入端时，端口 B (2)和端口 C (3)为输出端，端口 D (4)为隔离端；在大于20%的相对工作带宽范围内，端口 A (I)的反射系数低于-1OdB,端口 B (2)和端口 C (3)的输出功率的幅度之比为-1OdB到1dB之间的任意值，平坦度好于+ / -1 dB;或者/而且，在大于20%的相对工作带宽范围内，端口 B (2)和端口 C (3)的输出信号的相位之差为-360度到360度之间的任意值，误差低于+/— 10度。
8.根据权利要求1所述的四端口微波网络，其特征在于，所述四端口微波网络的上表面都齐平；该四端口微波网络包括所有耦合段(5)、所有匹配段(7)和端口 A (1)、端口 B(2)、端口 C (3)和端口 D⑷。
9.根据权利要求1所述的四端口微波网络，其特征在于，所述端口A (1)、端口 B (2)、端口 C (3)和端口 D (4)的法线方向与线段XY平行或垂直。
10.根据权利要求1-9中任意一项所述的四端口微波网络，其特征在于，所述端口A(1)、端口 B (2)、端口 C (3)和端口 D (4)为矩形波导或脊波导或圆波导或椭圆波导或同轴线或带线；所述端口 A (1)、端口 B (2)、端口 C (3)和端口 D (4)的端面上电场幅值最大处电力线的方向位于水平面内或垂直面内。
【专利摘要】本发明公布了一种四端口微波网络，包括空腔和4个支路，构成所述空腔的不同耦合段中至少有一个耦合段的最大深度比另一个耦合段的最大深度大10%。构成所述空腔的不同耦合段中至少有一个耦合段的最大宽度比另一个耦合段的最大宽度大10%。耦合段中的至少有一个耦合段与另一个耦合段的中心横向错位大于该耦合段的最小宽度的10%。所述四端口微波网络的上表面都齐平。本发明的四端口微波网络具有宽带、结构简单、体积小，加工难度低的特点。本发明可以广泛用于天线阵、相控阵雷达和功率合成、导弹制导、通信等军事及民用领域。
【IPC分类】H01P5-12
【公开号】CN104577285
【申请号】CN201410800442
【发明人】王清源
【申请人】成都赛纳赛德科技有限公司
【公开日】2015年4月29日
【申请日】2014年12月22日