CN117638444B - 波导滤波功分器 - Google Patents

Abstract

本申请提供一种波导滤波功分器，包括矩形波导、第一宽壁的输入结构和至少三个间隔设置的输出结构和滤波结构，输出结构的数量为奇数，矩形波导包括第一宽壁和第二宽壁，输入结构和输出结构均设置于第一宽壁，矩形波导沿第一方向延伸，且具有沿第一方向相对设置的第一端和第二端，输入结构朝向第一端设置，多个输出结构朝向第二端设置，第一端和第二端之间具有连接第一端中点和第二端中点的中线，至少两个输出结构到中线的距离不同，波导滤波功分器还包括滤波结构，矩形波导具有第一波导腔，滤波结构设置于第二宽壁朝向第一波导腔的一侧。本申请实施例提供的波导滤波功分器能够实现奇数路不等分比的功率输出。

Description

波导滤波功分器

技术领域

本申请涉及滤波功分器设备技术领域，尤其涉及一种波导滤波功分器。

背景技术

随着无线通信系统向小型化、多功能方向发展，滤波器和功率分配器在微波电路中分别用于抑制干扰信号和功率的分配与合并。由于这两个器件在射频前端都占用了相对较大的空间，因此滤波器和功分器的融合设计是非常必要的，这样不仅可以减小电路的整体尺寸，而且可以降低连接损耗，波导滤波功分器具有插入损耗低和功率容量高的特点，使其在雷达、相控阵天线等大功率系统中有着其他传输线滤波功分器无法替代的作用。不等功分比的滤波功分器不仅能够用于抑制天线旁瓣电平，还能抑制带外频率的干扰，奇数路输出在实际工程中也多有应用。

波导滤波功分器包括波导以及与波导电连接的输入结构、多个输出结构以及滤波结构，通过输入结构能够向波导输送功率，输送至波导的功率会通过各输出结构输出波导，滤波结构可以提高带外抑制水平。

然而，相关技术中缺乏奇数路不等分比的波导滤波功分器的设计方案。

发明内容

本申请实施例提供一种波导滤波功分器，用于解决相关技术中缺乏奇数路不等分的波导滤波功分器的设计方案的技术问题。

为了实现上述目的，本申请实施例提供如下技术方案：

本申请实施例提供一种波导滤波功分器，其包括矩形波导、第一宽壁的输入结构、至少三个间隔设置的输出结构和滤波结构，所述输出结构的数量为奇数；

所述矩形波导包括相对设置的第一宽壁和第二宽壁，所述输入结构和所述输出结构均设置于所述第一宽壁；

所述矩形波导沿第一方向延伸，且具有沿第一方向相对设置的第一端和第二端，所述输入结构朝向所述第一端设置，多个所述输出结构朝向所述第二端设置；

所述第一端和所述第二端之间具有连接所述第一端中点和所述第二端中点的中线，至少两个所述输出结构到所述中线的距离不同；

所述波导滤波功分器还包括滤波结构，所述矩形波导具有第一波导腔，所述滤波结构设置于所述第二宽壁朝向所述第一波导腔的一侧，所述滤波结构用于产生阻带。

在上述技术方案的基础上，本申请还可以做如下改进。

在一种可能的实现方式中，多个所述输出结构包括在第二方向上间隔排布的第一输出结构、第二输出结构和第三输出结构；

所述第二输出结构位于所述第一输出结构和所述第三输出结构之间；

所述第二输出结构到所述中线的距离，不等于所述第一输出结构和所述第三输出结构到所述中线的距离；

所述第二方向与所述第一方向相交。

在一种可能的实现方式中，所述滤波结构包括至少一组谐振结构对；

所述谐振结构对具有多组时，多组所述谐振结构对在所述第一方向上间隔排布；

多个所述谐振结构对均位于所述输入结构和所述输出结构之间；

每一组所述谐振结构对均设置于所述第一输出结构和所述第三输出结构之间。

在一种可能的实现方式中，每个所述谐振结构对均包括沿所述第二方向间隔排布的第一谐振结构和第二谐振结构；

所述第一谐振结构设置于所述第一输出结构和所述第二输出结构之间，所述第二谐振结构设置于所述第二输出结构和所述第三输出结构之间。

在一种可能的实现方式中，所述第一谐振结构包括相互电连接的第一结构和第二结构；

所述第一结构设置于所述第二宽壁，所述第二结构设置于所述第一结构背向所述第二宽壁的一侧；

和/或者，所述第二谐振结构包括第三结构和第四结构；

所述第三结构设置于所述第二宽壁，所述第四结构设置于所述第三结构背向所述第二宽壁的一侧。

在一种可能的实现方式中，所述第一结构为第一柱状结构，所述第一柱状结构的直径大于等于1mm且小于等于2mm，所述第一柱状结构的高度大于等于2mm且小于等于4mm；

所述第二结构为第一矩形金属板，所述第一矩形金属板在所述第二方向上延伸，所述第一矩形金属板的长度大于等于13mm且小于等于17mm，所述第一矩形金属板的宽度大于等于5mm且小于等于10mm；

和/或者，所述第三结构为第二柱状结构，所述第二柱状结构的直径大于等于1mm且小于等于2mm，所述第二柱状结构的高度大于等于2mm且小于等于4mm；

所述第四结构为第二矩形金属板，所述第二矩形金属板在所述第二方向上延伸，所述第二矩形金属板的长度大于等于13mm且小于等于17mm，所述第二矩形金属板的宽度大于等于5mm且小于等于10mm。

在一种可能的实现方式中，所述第二输出结构位于所述中线上，所述第一输出结构到所述中线的距离等于所述第三输出结构到所述中线的距离；

所述输入结构位于所述中线上。

在一种可能的实现方式中，所述输入结构输送至所述第一输出结构的功率为第一功率，所述输入结构输送至所述第二输出结构的功率为第二功率，所述输入结构输送至所述第三输出结构的功率为第三功率；

所述第二功率是所述第一功率的2倍，所述第二功率是所述第三功率的2倍，所述第一功率等于所述第三功率。

在一种可能的实现方式中，所述第二方向垂直于所述第一方向；

所述第一输出结构、所述第二输出结构和所述第三输出结构到所述第二端的距离相同；

和/或者，所述第一输出结构、所述第二输出结构和所述第三输出结构到所述第二端的距离均小于等于四分之一λ，所述λ为所述波导滤波功分器的中心频率对应的波长。

在一种可能的实现方式中，所述波导滤波功分器还包括渐变波导，所述渐变波导设置于所述矩形波导的第一端；

所述矩形波导具有第一波导腔，所述渐变波导具有第二波导腔，所述第二波导腔与所述第一波导腔连通；

所述渐变波导在所述矩形波导的所述第一宽壁的宽度方向延伸，所述渐变波导在所述第一宽壁的宽度方向上的长度等于所述第一宽壁的宽度。

在一种可能的实现方式中，所述渐变波导具有相对设置的第一壁面和第二壁面；

所述矩形波导具有与所述第一宽壁相对的第二宽壁，所述第一壁面与所述第一宽壁共面，所述第二壁面朝向所述第二宽壁，所述第二壁面与所述第二宽壁所在的平面之间具有间隔；

和/或者，所述渐变波导在所述第一方向上的宽度大于等于5mm且小于等于20mm；

所述第二壁面与所述第二宽壁所在的平面之间的间隔大于等于1mm且小于等于15mm。

在一种可能的实现方式中，所述输入结构包括同轴设置的第一输入导体和第二输入导体；

所述第一输入导体设置于所述第一宽壁的外表面，所述第二输入导体的一端穿设于所述第一输入导体，所述第二输入导体的另一端穿过所述第一宽壁并位于所述第一波导腔内，以通过所述第一输入导体和所述第二输入导体向所述矩形波导输入功率；

和/或者，所述第一输入导体为第一输入导体柱，所述第二输入导体为第二输入导体柱。

在一种可能的实现方式中，所述输入结构还包括第一匹配导体；

所述第一匹配导体设置于所述第一波导腔内，所述第二输入导体穿设于所述第一匹配导体内，所述第一匹配导体与所述第二输入导体同轴设置；

和/或者，所述第一匹配导体为第一匹配导体柱。

在一种可能的实现方式中，所述第一输出结构包括同轴设置的第一输出导体和第二输出导体；

所述第一输出导体设置于所述第一宽壁的外表面，所述第二输出导体的一端穿设于所述第一输出导体，所述第二输出导体的另一端穿过所述第一宽壁并位于所述第一波导腔内，以通过所述第一输出导体和所述第二输出导体输出功率；

和/或者，所述第一输出导体为第一输出导体柱，所述第二输出导体为第二输出导体柱。

在一种可能的实现方式中，所述第一输出结构还包括第二匹配导体；

所述第二匹配导体设置于所述第一波导腔内，所述第二输出导体穿设于所述第二匹配导体内，所述第二匹配导体与所述第二输出导体同轴设置；

和/或者，所述第二匹配导体为第二匹配导体柱。

在一种可能的实现方式中，所述第二输出结构包括同轴设置的第三输出导体和第四输出导体；

所述第三输出导体设置于所述第一宽壁的外表面，所述第四输出导体的一端穿设于所述第三输出导体，所述第四输出导体的另一端穿过所述第一宽壁并位于所述第一波导腔内，以通过所述第三输出导体和所述第四输出导体输出功率；

和/或者，所述第三输出导体为第三输出导体柱，所述第四输出导体为第四输出导体柱。

在一种可能的实现方式中，所述第二输出结构还包括第三匹配导体；

所述第三匹配导体设置于所述第一波导腔内，所述第四输出导体穿设于所述第三匹配导体内，所述第三匹配导体与所述第四输出导体同轴设置；

和/或者，所述第三匹配导体为第三匹配导体柱。

在一种可能的实现方式中，所述第三输出结构包括同轴设置的第五输出导体和第六输出导体；

所述第五输出导体设置于所述第一宽壁的外表面，所述第六输出导体的一端穿设于所述第五输出导体，所述第六输出导体的另一端穿过所述第一宽壁并位于所述第一波导腔内，以通过所述第五输出导体和所述第六输出导体输出功率；

和/或者，所述第五输出导体为第五输出导体柱，所述第六输出导体为第六输出导体柱。

在一种可能的实现方式中，所述第三输出结构还包括第四匹配导体；

所述第四匹配导体设置于所述第一波导腔内，所述第六输出导体穿设于所述第四匹配导体内，所述第四匹配导体与所述第六输出导体同轴设置；

和/或者，所述第四匹配导体为第四匹配导体柱。

本申请实施例提供一种波导滤波功分器，其包括矩形波导、第一宽壁的输入结构和至少三个间隔设置的输出结构，输出结构的数量为奇数，矩形波导包括相对设置的第一宽壁和第二宽壁，输入结构和输出结构均设置于第一宽壁，矩形波导沿第一方向延伸，且具有沿第一方向相对设置的第一端和第二端，输入结构朝向第一端设置，多个输出结构朝向第二端设置，第一端和第二端之间具有连接第一端中点和第二端中点的中线，至少两个输出结构到中线的距离不同，从而能够实现奇数路不等分比的功率输出的波导滤波功分器。而波导滤波功分器还包括滤波结构，矩形波导具有第一波导腔，滤波结构设置于第二宽壁朝向第一波导腔的一侧，滤波结构用于产生阻带，从而能够通过滤波结构产生阻带，以降低带外频率对波导滤波功分器的工作干扰，提高了波导滤波功分器的带外抑制能力，从而提高波导滤波功分器的工作性能。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本申请实施例提供的波导滤波功分器的结构示意图；

图2为图1中的波导滤波功分器的主视图；

图3为图1中波导滤波功分器的俯视图；

图4为图1中的波导滤波功分器中的输入结构、第一输出结构、第二输出结构和第三输出结构在不同频率下的S参数的变化图；

图5为图1中的波导滤波功分器中的输入结构、第一输出结构、第二输出结构和第三输出结构在不同频率下的相位变化图。

附图标记说明：

100-矩形波导；

110-第一宽壁；120-第二宽壁；130-第一波导腔；

111-第一端；112-第二端；

200-输入结构；

210-第一输入导体；220-第二输入导体；230-第一匹配导体；

300-输出结构；

310-第一输出结构；320-第二输出结构；330-第三输出结构；

311-第一输出导体；312-第二输出导体；313-第二匹配导体；

321-第三输出导体；322-第四输出导体；323-第三匹配导体；

331-第五输出导体；332-第六输出导体；333-第四匹配导体；

400-渐变波导；

410-第二波导腔；

411-第一壁面；412-第二壁面；

500-滤波结构；

510-第一谐振结构；520-第二谐振结构；

511-第一结构；512-第二结构；521-第三结构；522-第四结构。

具体实施方式

正如背景技术所述，相关技术中缺乏奇数路不等分的波导滤波功分器的设计方案。出现这种问题的原因在于，现有技术中的波导滤波功分器大多是偶路等功分比输出，一些具有不等分输出性能的设计主要是通过改变微带线的宽度，通过阻抗比来实现一定的功率比，随着阻抗越高，其微带线的宽度越窄，加工更加困难。

再有，滤波器和功分器在微波电路中分别用于抑制干扰信号和功率的分配与合并。由于这两个器件在射频前端都占用了相对较大的空间，因此滤波器和功分器的融合设计是非常必要的，这样不仅可以减小电路的整体尺寸，而且可以降低连接损耗。目前，滤波器和功分器的融合设计有直接将滤波器与功分器级联设计，但是采用级联结构设计的滤波器尺寸较大、插入损耗较高。使用滤波结构代替传统Wilkinson功率分配器1/4波长传输线的方法常用微带线设计，而由于其开放结构难以用于高频和大功率场景。融合设计方法多基于耦合谐振理论进行，但其滤波性能也多依赖于滤波器的阶数。此外，用多阶滤波器级联实现滤波性能会占据较大的面积，通过在波导中嵌入蘑菇型表面来设计滤波结构不免会带来介电损耗。

针对上述技术问题，本申请实施例提供一种波导滤波功分器，其包括矩形波导、第一宽壁的输入结构和至少三个间隔设置的输出结构，输出结构的数量为奇数，矩形波导包括相对设置的第一宽壁和第二宽壁，输入结构和输出结构均设置于第一宽壁，矩形波导沿第一方向延伸，且具有沿第一方向相对设置的第一端和第二端，输入结构朝向第一端设置，多个输出结构朝向第二端设置，第一端和第二端之间具有连接第一端中点和第二端中点的中线，至少两个输出结构到中线的距离不同，从而能够实现奇数路不等分比的功率输出的波导滤波功分器。而波导滤波功分器还包括滤波结构，矩形波导具有第一波导腔，滤波结构设置于第二宽壁朝向第一波导腔的一侧，滤波结构用于产生阻带，从而能够通过滤波结构产生阻带，以降低带外频率对波导滤波功分器的工作干扰，提高了波导滤波功分器的带外抑制能力，从而提高波导滤波功分器的工作性能。

为了使本申请实施例的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅仅是本申请的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动的前提下所获得的所有其它实施例，均属于本申请保护的范围。

参考图1，本申请实施例提供一种波导滤波功分器，波导滤波功分器可以包括矩形波导100，以及设置于矩形波导100的第一宽壁110的输入结构200和至少三个在第一宽壁110上间隔设置的输出结构300，输出结构300的数量为奇数，例如输出结构300的数量可以为3个、5个、7个甚至更多个，在具体实现时，输出结构300可以为三个，以形成三路输出的波导滤波功分器。功率通过输入结构200输入矩形波导100，并通过矩形波导100将功率按照一定比例传输至各输出结构300以实现多路输出的波导滤波功分器。

矩形波导100可以具有相对设置的两个宽壁，其中一个为第一宽壁110，其中另一个为第二宽壁120。以图1中的方位为依据，第一宽壁110朝向矩形波导100的顶部，第二宽壁120朝向矩形波导100的底部。输入结构200和输出结构300均设置于该第一宽壁110上。

矩形波导100沿第一方向（如图1中箭头X所示）延伸，使得第一宽壁110也能够沿第一方向延伸，第一宽壁110具有沿第一方向相对设置的第一端111和第二端112，输入结构200朝向第一端111设置，多个输出结构300朝向第二端112设置。第一端111和第二端112之间具有连接第一端111中点和第二端112中点的中线（如图3中的中线L所示）。可以理解的是，该中线只作为输入结构和各输出结构在第一宽壁上的相对位置的参考线段，并不是波导滤波功分器上的实体结构，且不存在任何电路连接作用。

在矩形波导100中，输入该输入结构200的电场方向与输入结构200的延伸方向平行，且电场强度沿矩形波导100的第一宽壁110的宽度方向的分布可以为E₀cos（πd/a），其中E₀为中线处（d=0）的场强，d为输出结构300到中线的距离，a为第一宽壁110的宽度。

由于电场与在第一宽壁110的宽度方向上的位置相关，沿第一宽壁110的宽度方向布置的多个输出结构300的输出功率可以表达为：P=P₀cos²（πd/a），其中P为各输出结构的输出功率，P₀为输出结构300位于矩形波导100的第一宽壁110中线上时的输出功率。由公式可知，当矩形波导100尺寸确定后，各输出结构300之间的功分比只与各输出结构300到中线的距离有关。因此，通过将至少两个输出结构300到中线的距离不同，从而能够使其中至少两个输出结构300接收到的功率不同，以形成不等功分比的波导滤波功分器。

参考图1和图2，波导滤波功分器还可以包括滤波结构500，矩形波导100具有第一波导腔130，滤波结构500设置于矩形波导100的第一波导腔130内，且滤波结构500设置于第二宽壁120朝向第一波导腔130的一侧，滤波结构500用于产生阻带，通过设置滤波结构500能够在输入结构200向输出结构300输出功率时，阻止带外频率的传输，从而能够降低带外频率对传输过程的干扰，从而提高了波导滤波功分器的工作性能。

本申请实施例提供一种波导滤波功分器，其包括矩形波导100，以及设置于矩形波导100的第一宽壁110的输入结构200和至少三个间隔设置的输出结构300，输出结构300的数量为奇数，矩形波导100沿第一方向延伸，第一宽壁110具有沿第一方向相对设置的第一端111和第二端112，输入结构200朝向第一端111设置，多个输出结构300朝向第二端112设置，第一端111和第二端112之间具有连接第一端111中点和第二端112中点的中线，至少两个输出结构300到中线的距离不同，从而能够实现奇数路不等分比的功率输出的波导滤波功分器。

参考图1，在一种可能的实现方式中，多个输出结构300可以包括在第二方向（如图1中箭头Y所示）上间隔排布的第一输出结构310、第二输出结构320和第三输出结构330，第二方向与第一方向相交，以形成三路输出的不等分比的波导滤波功分器。在一些示例中，第一方向能够与第二方向相垂直，此时第二方向为第一宽壁110的宽度方向。

第二输出结构320位于第一输出结构310和第三输出结构330之间，第二输出结构320到中线的距离，不等于第一输出结构310和第三输出结构330到中线的距离，从而至少能够使输入第二输出结构320的功率不同于输入第一输出结构310的功率，或者使输入第二输出结构320的功率不同于输入第三输出结构330的功率，并形成三路不等分比的波导滤波功分器。

参考图1和图2，在一种可能的实现方式中，第二输出结构320位于中线上，即第二输出结构320到中线的距离为零。第一输出结构310到中线的距离（如图2中的d1所示）等于第三输出结构330到中线的距离（如图2中的d2所示），以使输入第一输出结构310和输入第三输出结构330的功率相同，从而实现输入第二输出结构320的功率不同于输入第一输出结构310和第二输出结构320的功率。

在一些实施例中，输入结构200能够设置于第一宽壁110在宽度方向上的任意位置，而将输入结构200设置于中线上时，比设置于第一宽壁110上的其他位置时的电场强度更强，从而能够提高矩形波导100的激励效果。

在一种可能的实现方式中，输入结构200输送至第一输出结构310的功率为第一功率，输入结构200输送至第二输出结构320的功率为第二功率，输入结构200输送至第三输出结构330的功率为第三功率，第二功率是第一功率的2倍，第二功率是第三功率的2倍，第一功率等于第三功率，此时第一输出结构、第二输出结构和第三输出结构三者的功率比为1:2:1，而当能量成1:2:1时，波导滤波功分器能够达到降低天线旁瓣的效果，并能够降低电磁干扰。

参考图2，在具体实现时，第二方向垂直于第一方向，第一输出结构310、第二输出结构320和第三输出结构330到第二端112的距离（如图3中S所示）相同。第一输出结构310、第二输出结构320和第三输出结构330到第二端112的距离均小于等于四分之一λ，λ为所述波导滤波功分器的中心频率对应的波长。通过使第一输出结构310、第二输出结构320和第三输出结构330到第二端112的距离相同，且均小于等于四分之一λ，能够可以抵消输入矩形波导100的输入电纳，使得矩形波导100的归一化输入导纳为1，从而获得良好的匹配。

参考图1至图3，在一些实施例中，输入结构200可以包括同轴设置的第一输入导体210和第二输入导体220，第一输入导体210设置于第一宽壁110的外表面，矩形波导100具有第一波导腔130，第二输入导体220的一端穿设于第一输入导体210，第二输入导体220的另一端穿过第一宽壁110并位于第一波导腔130内，以通过第一输入导体210和第二输入导体220向矩形波导100输入功率。

参考图1，在具体实现时，第一输入导体210可以为第一输入导体210柱，第二输入导体220可以为第二输入导体220柱，第一输入导体210柱和第二输入导体220柱均可以为圆柱形结构。

参考图1和图3，在一些实施例中，输入结构200还可以包括第一匹配导体230，第一匹配导体230设置于第一波导腔130内，第二输入导体220位于第一波导腔130内的一端穿设于第一匹配导体230内，第一匹配导体230与第二输入导体220同轴设置，通过设置第一匹配导体230能够改善第一输入导体210和第二输入导体220工作时与矩形波导100的阻抗匹配，提高波导滤波功分器的工作性能。

参考图1和图3，在具体实现时，第一匹配导体230可以为第一匹配导体柱，第一匹配导体柱可以为圆柱形结构。

参考图1，在一些实施例中，第一输出结构310可以包括同轴设置的第一输出导体311和第二输出导体312，第一输出导体311设置于第一宽壁110的外表面，第二输出导体312的一端穿设于第一输出导体311，第二输出导体312的另一端穿过第一宽壁110并位于第一波导腔130内，以通过第一输出导体311和第二输出导体312输出功率。

参考图1，在具体实现时，第一输出导体311为第一输出导体柱，第二输出导体312为第二输出导体柱。第一输出导体柱和第二输出导体柱均可以为圆柱形结构。

参考图1和图3，在一种可能的实现方式中，第一输出结构310还可以包括第二匹配导体313，第二匹配导体313设置于第一波导腔130内，第二输出导体312位于第一波导腔130内的一端穿设于第二匹配导体313内，第二匹配导体313与第二输出导体312同轴设置。通过设置第二匹配导体313能够改善第一输出导体311和第二输出导体312工作时与矩形波导100的阻抗匹配，提高波导滤波功分器的工作性能。

参考图1和图3，在具体实现时，第二匹配导体313为第二匹配导体柱。第二匹配导体柱可以为圆柱形结构。

参考图1，在一些实施例中，第二输出结构320可以包括同轴设置的第三输出导体321和第四输出导体322，第三输出导体321设置于第一宽壁110的外表面，第四输出导体322的一端穿设于第三输出导体321，第四输出导体322的另一端穿过第一宽壁110并位于第一波导腔130内，以通过第三输出导体321和第四输出导体322输出功率。

参考图1，在具体实现时，第三输出导体321为第三输出导体柱，第四输出导体322为第四输出导体柱。第三输出导体柱和第四输出导体柱均可以为圆柱形结构。

参考图1和图3，在一种可能的实现方式中，第二输出结构320还可以包括第三匹配导体323，第三匹配导体323设置于第一波导腔130内，第四输出导体322位于第一波导腔130内的一端穿设于第三匹配导体323内，第三匹配导体323与第四输出导体322同轴设置。通过设置第三匹配导体323能够改善第三输出导体321和第四输出导体322工作时与矩形波导100的阻抗匹配，提高波导滤波功分器的工作性能。

参考图1和图3，在具体实现时，第三匹配导体323为第三匹配导体柱。第三匹配导体柱可以为圆柱形结构。

参考图1，在一些实施例中，第三输出结构330可以包括同轴设置的第五输出导体331和第六输出导体332，第五输出导体331设置于第一宽壁110的外表面，第六输出导体332的一端穿设于第五输出导体331，第六输出导体332的另一端穿过第一宽壁110并位于第一波导腔130内，以通过第五输出导体331和第六输出导体332输出功率；

参考图1，在具体实现时，第五输出导体331为第五输出导体柱，第六输出导体332为第六输出导体柱。第五输出导体柱和第六输出导体柱均可以为圆柱形结构。

参考图1和图3，在一种可能的实现方式中，第三输出结构330还可以包括第四匹配导体333，第四匹配导体333设置于第一波导腔130内，第六输出导体332位于第一波导腔130内的一端穿设于第四匹配导体333内，第四匹配导体333与第六输出导体332同轴设置。通过设置第四匹配导体333能够改善第五输出导体331和第六输出导体332工作时与矩形波导100的阻抗匹配，提高波导滤波功分器的工作性能。

参考图1和图3，在具体实现时，第四匹配导体333为第四匹配导体柱。第四匹配导体柱可以为圆柱形结构。

参考图1，在一示例性实施例中，若波导滤波功分器为上述的三路不等功分比的波导滤波功分器，该波导滤波功分器中的矩形波导100的第一宽壁110的宽度可以为60mm，第一输入结构200和第三输出结构330到中线的距离均可以为15.2mm，第二输出结构320设置于中线，第一输出结构310、第二输出结构320和第三输出结构330之间的功分比可以为1:2:1时，第一输出结构310、第二输出结构320和第三输出结构330的理论传输系数分别为-6.02dB、-3.01dB、-6.02dB，以形成三路不等分滤波功分器。

进一步参考图4，图4示意性示出了输入该波导滤波功分器的输入结构200的电磁波的谐振频率为4.1GHz，且工作频率范围为2.95GHz-5.25GHz时，该波导滤波功分器的输入结构200的反射系数随频率变化的曲线（如图4中S11所示），且示意性示出了第一输出结构310的传输系数随频率变化的曲线（如图4中S21所示），又示意性示出了第二输出结构320的传输系数随频率变化的曲线（如图4中S31所示），还示意性示出了第三输出结构330的传输系数随频率变化的曲线（如图4中S41所示）。由图4可知，在工作频段内输入结构200出的回波损耗值明显低于-15dB，且在工作频段内第一输出结构310、第二输出结构320和第三输出结构330的插入损耗也均低于0.3dB。

参考图5，图5示意性示出了上述该波导滤波功分器的相位图，图中曲线L11为第一输出结构310的相位随频率变化的曲线，曲线L21第二输出结构320的相位随频率变化的曲线，曲线L31第三输出结构330的相位随频率变化的曲线。由图5可知，曲线L11、L21和L31基本重合，从而可知该波导滤波功分器具有良好的平衡性，并拥有三路同相输出的性能。

参考图1至图3，在一些实施例中，在一些实施例中，滤波结构500能够设置于输入结构200和输出结构300之间，滤波结构500可以包括至少一组谐振结构对，例如滤波结构500可以包括一组谐振结构对、两组谐振结构对、三组谐振结构对。谐振结构对具有多组时，多组谐振结构对在第一方向上间隔排布，多个谐振结构对均位于输入结构200和输出结构300之间，每一组谐振结构对均设置于第一输出结构310和第三输出结构330之间。

在具体实现时，波导滤波功分器能够具有三组谐振结构对，三组谐振结构对在第一方向上间隔排布。通过设置多组谐振结构对能够相对于设置一组谐振结构对具有更好的滤波效果，能够进一步提高波导滤波功分器的抗带外频率干扰的能力。由图4可知，通过设置滤波结构500，使得第一输出结构310、第二输出结构320和第三输出结构330在5.5GHz-6.5GHz的阻带抑制大于20dB，从而提高了波导滤波功分器的带外频率的滤波性能，进而提高了波导滤波功分器的工作性能。

参考图1和图3，在一示例性实施例中，每个谐振结构对均可以包括沿第二方向间隔排布的第一谐振结构510和第二谐振结构520，第一谐振结构510与第二谐振结构520的排布方向与多个输出结构300的排布方向相同。第一谐振结构510能够设置于第一输出结构310和第二输出结构320之间，第二谐振结构520能够设置于第二输出结构320和第三输出结构330之间，从而能够使第一输出结构310、第二输出结构320和第三输出结构330均靠近滤波结构500，从而有利于通过第一谐振结构510与第二谐振结构520对输入结构200输送至第一输出结构310、第二输出结构320和第三输出结构330的电磁波进行带外频率的过滤。

参考图1、图2和图3，在具体实现时，第一谐振结构510可以包括相互电连接的第一结构511和第二结构512，第一结构511设置于第二宽壁120，第二结构512设置于第一结构511背向第二宽壁120的一侧，第一结构511垂直于第二结构512，以使第一谐振结构510形成T型谐振器，可以理解的是，第一结构511可以为T型谐振器的电感元件，第二结构512可以为T型谐振器的电容元件。

同理，第二谐振结构520可以包括第三结构521和第四结构522，第三结构521设置于第二宽壁120，第四结构522设置于第三结构521背向第二宽壁120的一侧，第三结构521垂直于第四结构522，以使第二谐振结构520也能够形成T型谐振器，可以理解的是，第三结构521可以为T型谐振器的电感元件，第四结构522可以为T型谐振器的电容元件。在一些实施例中，谐振结构对可以由两个尺寸相同的T型谐振器组成。

参考图2和图3，在一种可能的实现方式中，第一结构511为第一柱状结构，第一柱状结构的直径（图中未示出）大于等于1mm且小于等于2mm，例如，第一柱状结构的直径可以为1.2mm或者1.7mm。第一柱状结构的高度（图中未示出）大于等于2mm且小于等于4mm，例如第一柱状结构的高度可以为2.5mm、2.7mm、3.1mm或者3.6mm。第二结构512为第一矩形金属板，第一矩形金属板在第二方向上延伸，第一矩形金属板的长度L1大于等于13mm且小于等于17mm，例如，第一矩形金属板的长度L1可以为14mm、15mm或者16.5mm。第一矩形金属板的宽度W1大于等于5mm且小于等于10mm，例如第一矩形金属板的宽度W1可以为5mm、6mm、7mm或者9mm。

参考图2和图3，在一些实施例中，第三结构521为第二柱状结构，第二柱状结构的直径D2大于等于1mm且小于等于2mm，第二柱状结构的高度H2大于等于2mm且小于等于4mm。第二柱状结构的尺寸可以与第一柱状结构的尺寸相同。第四结构522为第二矩形金属板，第二矩形金属板在第二方向上延伸，第二矩形金属板的长度L2大于等于13mm且小于等于17mm，第二矩形金属板的宽度W2大于等于5mm且小于等于10mm。第二矩形金属板的尺寸可以与第一矩形金属板的尺寸相同。

参考图1至图3，在一种可能的实现方式中，波导滤波功分器还可以包括渐变波导400，渐变波导400设置于矩形波导100的第一端111，矩形波导100具有第一波导腔130，渐变波导400具有第二波导腔410，第二波导腔410与第一波导腔130连通，渐变波导400在矩形波导100的第一宽壁110的宽度方向延伸，渐变波导400在第一宽壁110的宽度方向上的长度等于第一宽壁110的宽度。通过设置渐变波导400能够用于输入结构200到矩形波导100的过渡，从而能够提高阻抗匹配和传输带宽。

参考图1和图2，在一些实施例中，渐变波导400具有相对设置的第一壁面411和第二壁面412，矩形波导100具有与第一宽壁110相对的第二宽壁120，第一壁面411与第一宽壁110共面，第二壁面412朝向第二宽壁120，第二壁面412与第二宽壁120所在的平面之间具有间隔，渐变波导400在第一方向上的宽度（如图2中h1所示）大于等于5mm且小于等于20mm，例如，渐变波导400在第一方向的宽度可以为7mm、13mm或者16mm。

渐变波导400在第二方向上的长度可以与矩形波导100的第一宽壁110的宽度相同。在一些示例中，渐变波导400在第一方向上的长度与第一宽壁110的宽度均60mm。

参考图3，第二壁面412与第二宽壁120所在的平面之间的间隔大于等于1mm且小于等于15mm。例如，第二壁面412与第二宽壁120所在的平面之间的间隔（如图3中h2所示）可以为3mm、5mm、8mm、11mm或者13mm。

参考图4，由图4中的曲线S11可知，通过设置渐变波导400，使得输入结构200的相对拓宽为56.1%，从而显著拓宽了波导滤波功分器的传输带宽。

本说明书中各实施例或实施方式采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分相互参见即可。

应当指出，在说明书中提到的“在具体实现时”、“在一些实施例中”、“在本实施例中”、“示例性地”等表示所述的实施例可以包括特定特征、结构或特性，但未必每个实施例都包括该特定特征、结构或特性。此外，这样的短语未必是指同一实施例。此外，在结合实施例描述特定特征、结构或特性时，结合明确或未明确描述的其他实施例实现这样的特征、结构或特性处于本领域技术人员的知识范围之内。

一般而言，应当至少部分地由语境下的使用来理解术语。例如，至少部分地根据语境，文中使用的术语“一个或多个”可以用于描述单数的意义的任何特征、结构或特性，或者可以用于描述复数的意义的特征、结构或特性的组合。类似地，至少部分地根据语境，还可以将诸如“一”或“所述”的术语理解为传达单数用法或者传达复数用法。

应当容易地理解，应当按照最宽的方式解释本公开中的“在……上”、“在……以上”和“在……之上”，以使得“在……上”不仅意味着“直接处于某物上”，还包括“在某物上”且其间具有中间特征或层的含义，并且“在……以上”或者“在……之上”不仅包括“在某物以上”或“之上”的含义，还可以包括“在某物以上”或“之上”且其间没有中间特征或层（即，直接处于某物上）的含义。

此外，文中为了便于说明可以使用空间相对术语，例如，“下面”、“以下”、“下方”、“以上”、“上方”等，以描述一个元件或特征相对于其他元件或特征的如图所示的关系。空间相对术语意在包含除了附图所示的取向之外的处于使用或操作中的器件的不同取向。装置可以具有其他取向（旋转90度或者处于其他取向上），并且文中使用的空间相对描述词可以同样被相应地解释。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本申请的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本申请进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本申请各实施例技术方案的范围。

Claims (19)

1.一种波导滤波功分器，其特征在于，包括矩形波导、输入结构和至少三个间隔设置的输出结构，所述输出结构的数量为奇数；

所述矩形波导包括相对设置的第一宽壁和第二宽壁，所述输入结构和所述输出结构均设置于所述第一宽壁；

所述矩形波导沿第一方向延伸，且具有沿第一方向相对设置的第一端和第二端，所述输入结构朝向所述第一端设置，多个所述输出结构朝向所述第二端设置；

所述第一端和所述第二端之间具有连接所述第一端中点和所述第二端中点的中线，至少两个所述输出结构到所述中线的距离不同；

所述波导滤波功分器还包括滤波结构，所述矩形波导具有第一波导腔，所述滤波结构设置于所述第二宽壁朝向所述第一波导腔的一侧，所述滤波结构用于产生阻带；

所述滤波结构包括至少一组谐振结构对，至少一组所述谐振结构对位于所述输入结构和所述输出结构之间，且至少一组所述谐振结构对设置于所述至少三个输出结构之间。

2.根据权利要求1所述的波导滤波功分器，其特征在于，多个所述输出结构包括在第二方向上间隔排布的第一输出结构、第二输出结构和第三输出结构；

所述第二输出结构位于所述第一输出结构和所述第三输出结构之间；

所述第二输出结构到所述中线的距离，不等于所述第一输出结构和所述第三输出结构到所述中线的距离；

所述第二方向与所述第一方向相交。

3.根据权利要求2所述的波导滤波功分器，其特征在于，

所述谐振结构对具有多组时，多组所述谐振结构对在所述第一方向上间隔排布；

多个所述谐振结构对均位于所述输入结构和所述输出结构之间；

每一组所述谐振结构对均设置于所述第一输出结构和所述第三输出结构之间。

4.根据权利要求3所述的波导滤波功分器，其特征在于，每个所述谐振结构对均包括沿所述第二方向间隔排布的第一谐振结构和第二谐振结构；

所述第一谐振结构设置于所述第一输出结构和所述第二输出结构之间，所述第二谐振结构设置于所述第二输出结构和所述第三输出结构之间。

5.根据权利要求4所述的波导滤波功分器，其特征在于，所述第一谐振结构包括相互电连接的第一结构和第二结构；

所述第一结构设置于所述第二宽壁，所述第二结构设置于所述第一结构背向所述第二宽壁的一侧；

和/或者，所述第二谐振结构包括第三结构和第四结构；

所述第三结构设置于所述第二宽壁，所述第四结构设置于所述第三结构背向所述第二宽壁的一侧。

6.根据权利要求5所述的波导滤波功分器，其特征在于，所述第一结构为第一柱状结构，所述第一柱状结构的直径大于等于1mm且小于等于2mm，所述第一柱状结构的高度大于等于2mm且小于等于4mm；

所述第二结构为第一矩形金属板，所述第一矩形金属板在所述第二方向上延伸，所述第一矩形金属板的长度大于等于13mm且小于等于17mm，所述第一矩形金属板的宽度大于等于5mm且小于等于10mm；

和/或者，所述第三结构为第二柱状结构，所述第二柱状结构的直径大于等于1mm且小于等于2mm，所述第二柱状结构的高度大于等于2mm且小于等于4mm；

所述第四结构为第二矩形金属板，所述第二矩形金属板在所述第二方向上延伸，所述第二矩形金属板的长度大于等于13mm且小于等于17mm，所述第二矩形金属板的宽度大于等于5mm且小于等于10mm。

7.根据权利要求2所述的波导滤波功分器，其特征在于，所述第二输出结构位于所述中线上，所述第一输出结构到所述中线的距离等于所述第三输出结构到所述中线的距离；

所述输入结构位于所述中线上。

8.根据权利要求7所述的波导滤波功分器，其特征在于，所述输入结构输送至所述第一输出结构的功率为第一功率，所述输入结构输送至所述第二输出结构的功率为第二功率，所述输入结构输送至所述第三输出结构的功率为第三功率；

所述第二功率是所述第一功率的2倍，所述第二功率是所述第三功率的2倍，所述第一功率等于所述第三功率。

9.根据权利要求8所述的波导滤波功分器，其特征在于，所述第二方向垂直于所述第一方向；

所述第一输出结构、所述第二输出结构和所述第三输出结构到所述第二端的距离相同；

和/或者，所述第一输出结构、所述第二输出结构和所述第三输出结构到所述第二端的距离均小于等于四分之一λ，所述λ为所述波导滤波功分器的中心频率对应的波长。

10.根据权利要求2至9中任一项所述的波导滤波功分器，其特征在于，所述波导滤波功分器还包括渐变波导，所述渐变波导设置于所述矩形波导的第一端；

所述矩形波导具有第一波导腔，所述渐变波导具有第二波导腔，所述第二波导腔与所述第一波导腔连通；

所述渐变波导在所述矩形波导的所述第一宽壁的宽度方向延伸，所述渐变波导在所述第一宽壁的宽度方向上的长度等于所述第一宽壁的宽度。

11.根据权利要求10所述的波导滤波功分器，其特征在于，所述渐变波导具有相对设置的第一壁面和第二壁面；

所述矩形波导具有与所述第一宽壁相对的第二宽壁，所述第一壁面与所述第一宽壁共面，所述第二壁面朝向所述第二宽壁，所述第二壁面与所述第二宽壁所在的平面之间具有间隔；

和/或者，所述渐变波导在所述第一方向上的宽度大于等于5mm且小于等于20mm；

所述第二壁面与所述第二宽壁所在的平面之间的间隔大于等于1mm且小于等于15mm。

12.根据权利要求11所述的波导滤波功分器，其特征在于，所述输入结构包括同轴设置的第一输入导体和第二输入导体；

所述第一输入导体设置于所述第一宽壁的外表面，所述第二输入导体的一端穿设于所述第一输入导体，所述第二输入导体的另一端穿过所述第一宽壁并位于所述第一波导腔内，以通过所述第一输入导体和所述第二输入导体向所述矩形波导输入功率；

和/或者，所述第一输入导体为第一输入导体柱，所述第二输入导体为第二输入导体柱。

13.根据权利要求12所述的波导滤波功分器，其特征在于，所述输入结构还包括第一匹配导体；

所述第一匹配导体设置于所述第一波导腔内，所述第二输入导体穿设于所述第一匹配导体内，所述第一匹配导体与所述第二输入导体同轴设置；

和/或者，所述第一匹配导体为第一匹配导体柱。

14.根据权利要求13所述的波导滤波功分器，其特征在于，所述第一输出结构包括同轴设置的第一输出导体和第二输出导体；

所述第一输出导体设置于所述第一宽壁的外表面，所述第二输出导体的一端穿设于所述第一输出导体，所述第二输出导体的另一端穿过所述第一宽壁并位于所述第一波导腔内，以通过所述第一输出导体和所述第二输出导体输出功率；

和/或者，所述第一输出导体为第一输出导体柱，所述第二输出导体为第二输出导体柱。

15.根据权利要求14所述的波导滤波功分器，其特征在于，所述第一输出结构还包括第二匹配导体；

所述第二匹配导体设置于所述第一波导腔内，所述第二输出导体穿设于所述第二匹配导体内，所述第二匹配导体与所述第二输出导体同轴设置；

和/或者，所述第二匹配导体为第二匹配导体柱。

16.根据权利要求15所述的波导滤波功分器，其特征在于，所述第二输出结构包括同轴设置的第三输出导体和第四输出导体；

所述第三输出导体设置于所述第一宽壁的外表面，所述第四输出导体的一端穿设于所述第三输出导体，所述第四输出导体的另一端穿过所述第一宽壁并位于所述第一波导腔内，以通过所述第三输出导体和所述第四输出导体输出功率；

和/或者，所述第三输出导体为第三输出导体柱，所述第四输出导体为第四输出导体柱。

17.根据权利要求16所述的波导滤波功分器，其特征在于，所述第二输出结构还包括第三匹配导体；

所述第三匹配导体设置于所述第一波导腔内，所述第四输出导体穿设于所述第三匹配导体内，所述第三匹配导体与所述第四输出导体同轴设置；

和/或者，所述第三匹配导体为第三匹配导体柱。

18.根据权利要求17所述的波导滤波功分器，其特征在于，所述第三输出结构包括同轴设置的第五输出导体和第六输出导体；

所述第五输出导体设置于所述第一宽壁的外表面，所述第六输出导体的一端穿设于所述第五输出导体，所述第六输出导体的另一端穿过所述第一宽壁并位于所述第一波导腔内，以通过所述第五输出导体和所述第六输出导体输出功率；

和/或者，所述第五输出导体为第五输出导体柱，所述第六输出导体为第六输出导体柱。

19.根据权利要求18所述的波导滤波功分器，其特征在于，所述第三输出结构还包括第四匹配导体；

所述第四匹配导体设置于所述第一波导腔内，所述第六输出导体穿设于所述第四匹配导体内，所述第四匹配导体与所述第六输出导体同轴设置；

和/或者，所述第四匹配导体为第四匹配导体柱。