具有二十路功分網絡的裝置制造方法
【專利摘要】本實用新型提供一種具有二十路功分網絡的裝置，包含了二端口不等分功分器、二端口二等分功分器、移相器、變壓器式功分器和匹配電路。有益的技術效果：本實用新型可以實現大功率信號的功率分配或合成，具有成本低廉、容易設計制造的特點，承受功率大，功率損耗小，并且端口駐波比、隔離度都比較好，結構緊湊，容易實現。
【專利說明】具有二十路功分網絡的裝置
【技術領域】
[0001]本實用新型涉屬于功率分配【技術領域】，具體涉及適用于通信、雷達等微波設備的具有二十路功分網絡的裝置。
【背景技術】
[0002]目前，功分網絡種類分為分布參數式和集總參數式，分布參數式功分網絡一般有微帶、同軸、腔體、LTCC等實現方式，集總參數式功分網絡一般用電感電容等集總參數器件實現，如變壓器式功分器。在P波段工作頻率，由于工作波長較長，功分網絡如果采用分布參數式功分網絡實現，外形尺寸會很大，為使用安裝帶來不便，所以一般都會采用集中參數器件實現，但變壓器式功分器的承受功率一般在2W以下，而且級聯后損耗也較大，低頻大功率、低損耗的多路功分器市場上比較少。
實用新型內容
[0003]針對現有功分網絡體積大、承受功率小、級聯損耗大、功分的路數少的不足，本實用新型提供一種具有二十路功分網絡的裝置，其具體結構如下:
[0004]具有二十路功分網絡的裝置:由2個二端口不等分功分器、2個二端口二等分功分器、4個移相器、15個變壓器式功分器和10個匹配電路構成，且集成在同一塊PCB板上。其中，2個二端口不等分功分器依次記為第1 二端口不等分功分器101和第2 二端口不等分功分器102。2個二端口二等分功分器依次記為第1 二端口二等分功分器201和第2 二端口二等分功分器202。4個移相器依次記為第1移相器301、第2移相器302、第3移相器303和第4移相器304。15個變壓器式功分器構成2級變壓功分模塊，其中，第一級變壓功分模塊由5個變壓器式功分器組成，且依次記為第1變壓器式功分器401至第5變壓器式功分器405。余下的10個變壓器式功分器組成第二級變壓功分模塊；第1 二端口不等分功分器101的信號輸入端為本裝置的信號輸入端。第1 二端口不等分功分器101的第一信號輸出端與第2 二端口不等分功分器102的信號輸入端相連接，第1 二端口不等分功分器101的第二信號輸出端與第1 二端口二等分功分器201的信號輸入端相連接。
[0005]進一步說，第1 二端口不等分功分器(101)的第一信號輸出端的輸出功率與其第二信號輸出端的輸出功率的比值為3:2。第2 二端口不等分功分器(102)第一信號輸出端的輸出功率與其第二信號輸出端的輸出功率的比值為2:1 ;第2 二端口不等分功分器102的第一信號輸出端與第5變壓器式功分器405的信號輸入端相連接。第2 二端口不等分功分器102的第二信號輸出端經第4移相器304與第4變壓器式功分器404的信號輸入端相連接；第1 二端口二等分功分器201的第一信號輸出端經第3移相器303與與第3變壓器式功分器403的信號輸入端相連接。第1 二端口二等分功分器201的第二信號輸出端與第2 二端口二等分功分器202的信號輸入端相連接。
[0006]第2 二端口二等分功分器202的第一信號輸出端經第2移相器302與與第2變壓器式功分器402的信號輸入端相連接。第2 二端口二等分功分器202的第二信號輸出端經第1移相器301與與第1變壓器式功分器401的信號輸入端相連接。
[0007]第1變壓器式功分器401至第5變壓器式功分器405的每個信號輸出端均與1個匹配電路的信號輸入端相連接。匹配電路的信號輸出端分別與第二級變壓功分模塊中的1個變壓器式功分器相連接。第二級變壓功分模塊中的每個變壓器式功分器的輸出端均為本裝置的信號輸出端。
[0008]本實用新型內包含有2個二端口不等分功分器、2個二端口二等分功分器、4個移相器、15個變壓器式功分器和10個匹配電路，其中，第1 二端口不等分功分器101的第一信號輸出端的輸出功率與其第二信號輸出端的輸出功率的比值為3:2。第2 二端口不等分功分器102第一信號輸出端的輸出功率與其第二信號輸出端的輸出功率的比值為2:1。二端口二等分功分器的兩個輸出端口的輸入功率為1:1。4個移相器分別將相應通道的相位移相與基準相位相同，保證到后端的相位保持一致。15個變壓器式功分器通過級聯的方式，將信號等幅度和等相位分配。10個匹配電路用于調節變壓器式功分器之間由于級聯而導致的不匹配現象。本實用新型內部器件使用集總參數元件電感、電容、功率電阻和變壓器式功分器，根據具體使用要求，選取合適額定功率的電容、電感、功率電阻和變壓器式功分器，可以實現大功率信號的功率分配或合成。
[0009]本實用新型的優點是:
[0010]本實用新型是由電感、電容、功率電阻和變壓器式功分器構成，它主要應用于P波段的功率分配，具有成本低廉、容易設計制造的特點，承受功率大，功率損耗小，并且端口駐波比、隔離度都比較好，結構緊湊，容易實現，可以廣泛應用于通信、雷達等微波設備的大功率分配或合成；通過級聯，可以實現更多功分比的功分器，也可通過更改內部二端口功分器的電感、電容和功率電阻器件值，可以實現不同功分比的不等功分器本實用新型可以實現大功率信號的功率分配或合成，且具有成本低廉、容易設計制造的特點，承受功率大，功率損耗小，并且端口駐波比、隔離度都比較好，結構緊湊，容易實現。
[0011]具體表現如下方面:
[0012]本實用新型目的前級功分采用阻容感等分立的集總參數器件實現，后級采用變壓器式功分器，前級功分承受大功率，通過移相器調整相位一致性，后級功分級聯匹配，最終提供一種輸出端口信號幅相一致，端口駐波比、隔離度好，能承受較大功率，功率損耗低、性能穩定可靠的二十路功分網絡。
[0013]本實用新型的產品設計完成后的尺寸只有260mm*60mm*15mm，承受功率大于10W，級聯后損耗小于ldB，端口駐波均小于1.3，隔離度大于25dB，各個端口之間幅度一致性小于±0.3dB，相位一致性小于±3°，電性能指標優異。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0014]圖1為本實用新型的結構電路示意圖。
[0015]圖2為圖1中二端口不等分功分器的電路圖。
[0016]圖3為圖1中二端口二等分功分器的電路圖。
[0017]圖4為圖1中第1移相器301的電路圖。
[0018]圖5為圖1第2至4移相器的電路圖。
[0019]圖6為圖1中匹配電路的電路圖。
【具體實施方式】
[0020]現結合附圖詳細說明本實用新型的結構特點。
[0021]參見圖1，具有二十路功分網絡的裝置:由2個二端口不等分功分器、2個二端口二等分功分器、4個移相器、15個變壓器式功分器和10個匹配電路構成，且集成在同一塊PCB板上；其中，2個二端口不等分功分器依次記為第1 二端口不等分功分器101和第2 二端口不等分功分器102 ;2個二端口二等分功分器依次記為第1 二端口二等分功分器201和第2二端口二等分功分器202 ；4個移相器依次記為第1移相器301、第2移相器302、第3移相器303和第4移相器304 ；15個變壓器式功分器分為2組，第一級變壓功分模塊由5個變壓器式功分器組成，且依次記為第1變壓器式功分器401至第5變壓器式功分器405 ;余下的10個組成第二級變壓功分模塊。
[0022]參見圖1，第1 二端口不等分功分器101的信號輸入端為本裝置的信號輸入端；第1 二端口不等分功分器101的第一信號輸出端與第2 二端口不等分功分器102的信號輸入端相連接，第1 二端口不等分功分器101的第二信號輸出端與第1 二端口二等分功分器201的信號輸入端相連接；參見圖1，第2 二端口不等分功分器102的第一信號輸出端與第5變壓器式功分器405的信號輸入端相連接；第2 二端口不等分功分器102的第二信號輸出端經第4移相器304與第4變壓器式功分器404的信號輸入端相連接；
[0023]參見圖1，第1 二端口二等分功分器201的第一信號輸出端經第3移相器303與與第3變壓器式功分器403的信號輸入端相連接；第1 二端口二等分功分器201的第二信號輸出端與第2 二端口二等分功分器202的信號輸入端相連接；
[0024]參見圖1，第2 二端口二等分功分器202的第一信號輸出端經第2移相器302與與第2變壓器式功分器402的信號輸入端相連接；第2 二端口二等分功分器202的第二信號輸出端經第1移相器301與第1變壓器式功分器401的信號輸入端相連接；
[0025]參見圖1，第1變壓器式功分器401至第5變壓器式功分器405的每個信號輸出端均與1個匹配電路的信號輸入端相連接；匹配電路的信號輸出端分別與第二級變壓功分模塊中的1個變壓器式功分器相連接；第二級變壓功分模塊中的每個變壓器式功分器的輸出端均為本裝置的信號輸出端。
[0026]參見圖1，進一步說，二端口不等分功分器由電容C1、電容C2、電容C3、電容C4、電感L1、電感L2和功率電阻R1構成；其中，所述的電容C1的一端為本二端口不等分功分器的信號輸入端，電容C1的另一端分別與電容C2的一端、電感L1的一端和電感L2的一端相連接；電容C2的另一端接地；電感L1的另一端分別與電容C3的一端、功率電阻R1的一端相連接；電容C3的另一端接地；電感L2的另一端分別與功率電阻R1的另一端、電容C4的一端相連接，電容C4的另一端接地；功率電阻R1與電感L2、電容C4相連的節點為本二端口不等分功分器的第一信號輸出端；功率電阻R1與電感L1、電容C3相連的節點為本二端口不等分功分器的第二信號輸出端，如圖2所示。
[0027]參見圖1，進一步說，二端口二等分功分器由電容C8、電容C9、電容C10、電感L5、電感L6和功率電阻R3組成；所述電容C8的一端、電感L5的一端和L6的一端共同連接在一起，且為二端口二等分功分器的信號輸入端；電容C8的另一端接地；電感L5的另一端分別與電容C10的一端、功率電阻R3的一端相連接，電容C10的另一端接地；電感L6的另一端分別與功率電阻R3的另一端、電容C9的一端相連接，電容C9的另一端接地；功率電阻R3與電感L6、電容C9相連的節點為本二端口等分功分器的第一信號輸出端；功率電阻R3與電感L5、電容C1相連的節點為本二端口等分功分器的第二信號輸出端，如圖3所示。
[0028]參見圖1，進一步說，第1移相器(301)由電容C20、電感L12和電感L13構成，所述的電容C20的一端和電感L12的一端連接在一起,且為本移相器的信號輸入端；電感L12的另一端接地；電容C20的另一端與電感L13的一端相連接，且為本移相器的信號輸出端；電感L13的另一端接地，如圖4所示。
[0029]參見圖1，進一步說，第2移相器(302)、第3移相器(303)和第4移相器(304)的結構相同，均由電感LI 1、電容L18和電容L19構成，所述的電感LI 1的一端和電容L18的一端連接在一起，且為本移相器的信號輸入端；電容L18的另一端接地；電感L11的另一端與電感電容L19的一端相連接，且為本移相器的信號輸出端；電感電容L19的另一端接地，如圖5所示；參見圖1，進一步說，變壓器式功分器的型號為JPS-2-1N+ ;每個變壓器式功分器均含有2個信號輸出端。
[0030]參見圖1，進一步說，匹配電路由電感L14和電容C21構成；電感L14 一端為本匹配電路的信號輸入端，電感L14的另一端與電容C21的一端相連，電容C21另一端接地；電感L14與電容C21相連的節點為本匹配電路的信號輸出端，如圖6所示。
[0031]進一步說，二端口不等分功分器、二端口二等分功分器、移相器、變壓器式功分器和匹配電路之間通過微帶連接。
[0032]參見圖1，進一步說，構成第二級變壓功分模塊的10個變壓器式功分器依次記為第6變壓器式功分器406、……、第14變壓器式功分器414和第15變壓器式功分器415 ；10個匹配電路依次記為第1匹配電路501、第2匹配電路502、第3匹配電路503、……、第9匹配電路509和第10匹配電路510 ;第1變壓器式功分器401的第1信號輸出端經第1匹配電路501與第6變壓器式功分器406的信號輸入端相連接；第1變壓器式功分器401的第2信號輸出端經第2匹配電路502與第7變壓器式功分器407的信號輸入端相連接；第2變壓器式功分器402的第1信號輸出端經第3匹配電路503與第8變壓器式功分器408的信號輸入端相連接；第2變壓器式功分器402的第2信號輸出端經第4匹配電路504與第9變壓器式功分器409的信號輸入端相連接；第3變壓器式功分器403的第1信號輸出端經第5匹配電路505與第10變壓器式功分器410的信號輸入端相連接；第3變壓器式功分器403的第2信號輸出端經第6匹配電路506與第11變壓器式功分器411的信號輸入端相連接;第4變壓器式功分器404的第1信號輸出端經第1匹配電路507與第12變壓器式功分器412的信號輸入端相連接；第4變壓器式功分器404的第2信號輸出端經第8匹配電路508與第13變壓器式功分器413的信號輸入端相連接；第5變壓器式功分器405的第1信號輸出端經第9匹配電路509與第14變壓器式功分器414的信號輸入端相連接；第5變壓器式功分器405的第2信號輸出端經第10匹配電路510與第15變壓器式功分器415的信號輸入端相連接；第6變壓器式功分器406至第15變壓器式功分器415的輸出端共同構成本裝置的信號輸出端。
【權利要求】
1.具有二十路功分網絡的裝置，其特征在于:由2個二端口不等分功分器、2個二端口二等分功分器、第I移相器(301)、第2移相器(302)、第3移相器(303)、第4移相器(304)、15個變壓器式功分器和10個匹配電路構成，且集成在同一塊PCB板上；其中，2個二端口不等分功分器依次記為第I 二端口不等分功分器(101)和第2 二端口不等分功分器(102) ;2個二端口二等分功分器依次記為第I 二端口二等分功分器(201)和第2 二端口二等分功分器(202) ； 15個變壓器式功分器構成2級變壓功分模塊，第一級變壓功分模塊由5個變壓器式功分器組成，該5個變壓器式功分器依次記為第I變壓器式功分器(401)至第5變壓器式功分器(405);第二級變壓功分模塊由余下的10個變壓器式功分器組成； 第I 二端口不等分功分器(101)的信號輸入端為本裝置的信號輸入端；第I 二端口不等分功分器(101)的第一信號輸出端與第2 二端口不等分功分器(102)的信號輸入端相連接，其第二信號輸出端與第I 二端口二等分功分器(201)的信號輸入端相連接； 第2 二端口不等分功分器(102)的第一信號輸出端與第5變壓器式功分器(405)的信號輸入端相連接，其第二信號輸出端經第4移相器(304)與第4變壓器式功分器(404)的信號輸入端相連接； 第I 二端口 二等分功分器(201)的第一信號輸出端經第3移相器(303)與與第3變壓器式功分器(403)的信號輸入端相連接，其第二信號輸出端與第2 二端口二等分功分器(202)的信號輸入端相連接； 第2 二端口二等分功分器(202)的第一信號輸出端經第2移相器(302)與與第2變壓器式功分器(402)的信號輸入端相連接，其第二信號輸出端經第I移相器(301)與第I變壓器式功分器(401)的信號輸入端相連接； 第I變壓器式功分器(401)至第5變壓器式功分器(405)的每個信號輸出端均與I個匹配電路的信號輸入端相連接；匹配電路的信號輸出端分別與第二級變壓功分模塊中的I個變壓器式功分器相連接；第二級變壓功分模塊中的每個變壓器式功分器的輸出端均為本裝置的信號輸出端。
2.如權利要求1所述的具有二十路功分網絡的裝置，其特征在于:二端口不等分功分器由電容Cl、電容C2、電容C3、電容C4、電感L1、電感L2和功率電阻Rl構成；其中，所述的電容Cl的一端為本二端口不等分功分器的信號輸入端，電容Cl的另一端分別與電容C2的一端、電感LI的一端和電感L2的一端相連接；電容C2的另一端接地；電感LI的另一端分別與電容C3的一端、功率電阻Rl的一端相連接；電容C3的另一端接地；電感L2的另一端分別與功率電阻Rl的另一端、電容C4的一端相連接，電容C4的另一端接地；功率電阻Rl與電感L2、電容C4相連的節點為本二端口不等分功分器的第一信號輸出端；功率電阻Rl與電感L1、電容C3相連的節點為本二端口不等分功分器的第二信號輸出端。
3.如權利要求1所述的具有二十路功分網絡的裝置，其特征在于:二端口二等分功分器由電容C8、電容C9、電容C10、電感L5、電感L6和功率電阻R3組成；所述電容C8的一端、電感L5的一端和L6的一端共同連接在一起,且為二端口 二等分功分器的信號輸入端；電容C8的另一端接地；電感L5的另一端分別與電容ClO的一端、功率電阻R3的一端相連接，電容ClO的另一端接地；電感L6的另一端分別與功率電阻R3的另一端、電容C9的一端相連接，電容C9的另一端接地；功率電阻R3與電感L6、電容C9相連的節點為本二端口等分功分器的第一信號輸出端；功率電阻R3與電感L5、電容ClO相連的節點為本二端口等分功分器的第二信號輸出端。
4.如權利要求1所述的具有二十路功分網絡的裝置，其特征在于--第I移相器(301)由電容C20、電感L12和電感L13構成，所述的電容C20的一端和電感L12的一端連接在一起，且為本移相器的信號輸入端；電感L12的另一端接地；電容C20的另一端與電感L13的一端相連接，且為本移相器的信號輸出端；電感L13的另一端接地。
5.如權利要求1所述的具有二十路功分網絡的裝置，其特征在于--第2移相器(302)、第3移相器(303)和第4移相器(304)的結構相同，均由電感L11、電容L18和電容L19構成，所述的電感Lll的一端和電容L18的一端連接在一起,且為本移相器的信號輸入端；電容L18的另一端接地；電感Lll的另一端與電感電容L19的一端相連接，且為本移相器的信號輸出端；電感電容L19的另一端接地。
6.如權利要求1所述的具有二十路功分網絡的裝置，其特征在于:變壓器式功分器的型號為 JPS-2-1N+。
7.如權利要求1所述的具有二十路功分網絡的裝置，其特征在于:匹配電路由電感L14和電容C21構成；電感L14 一端為本匹配電路的信號輸入端，電感L14的另一端與電容C21的一端相連，電容C21另一端接地；電感L14與電容C21相連的節點為本匹配電路的信號輸出端。
8.如權利要求1所述的具有二十路功分網絡的裝置，其特征在于:二端口不等分功分器、二端口二等分功分器、移相器、變壓器式功分器和匹配電路之間通過微帶連接。
9.如權利要求1所述的具有二十路功分網絡的裝置，其特征在于:構成第二級變壓功分模塊的10個變壓器式功分器依次記為第6變壓器式功分器(406)、……、第14變壓器式功分器(414)和第15變壓器式功分器(415);10個匹配電路依次記為第I匹配電路(501)、第2匹配電路(502)、第3匹配電路(503)、……、第9匹配電路(509)和第10匹配電路(510);第I變壓器式功分器(401)的第I信號輸出端經第I匹配電路(501)與第6變壓器式功分器(406)的信號輸入端相連接;第I變壓器式功分器(401)的第2信號輸出端經第2匹配電路(502)與第7變壓器式功分器(407)的信號輸入端相連接；第2變壓器式功分器(402)的第I信號輸出端經第3匹配電路(503)與第8變壓器式功分器(408)的信號輸入端相連接；第2變壓器式功分器(402)的第2信號輸出端經第4匹配電路(504)與第9變壓器式功分器(409)的信號輸入端相連接；第3變壓器式功分器(403)的第I信號輸出端經第5匹配電路(505)與第10變壓器式功分器(410)的信號輸入端相連接；第3變壓器式功分器(403)的第2信號輸出端經第6匹配電路(506)與第11變壓器式功分器(411)的信號輸入端相連接；第4變壓器式功分器(404)的第I信號輸出端經第I匹配電路(507)與第12變壓器式功分器(412)的信號輸入端相連接;第4變壓器式功分器(404)的第2信號輸出端經第8匹配電路(508)與第13變壓器式功分器(413)的信號輸入端相連接；第5變壓器式功分器(405)的第I信號輸出端經第9匹配電路(509)與第14變壓器式功分器(414)的信號輸入端相連接；第5變壓器式功分器(405)的第2信號輸出端經第10匹配電路(510)與第15變壓器式功分器(415)的信號輸入端相連接;第6變壓器式功分器(406)至第15變壓器式功分器(415)的輸出端共同構成本裝置的信號輸出端。
10.如權利要求1所述的具有二十路功分網絡的裝置，其特征在于--第I二端口不等分功分器(101)的第一信號輸出端的輸出功率與其第二信號輸出端的輸出功率的比值為3:2 ;第2 二端口不等分功分器(102)第一信號輸出端的輸出功率與其第二信號輸出端的輸出功率的比值為2:1。
【文檔編號】H01P5/12GK204179195SQ201420629496
【公開日】2015年2月25日 申請日期:2014年10月29日 優先權日:2014年10月29日
【發明者】蔡寧霞, 王立, 劉學武, 李慶, 金瑾, 趙瑋, 冉亮, 朱小三 申請人:安徽四創電子股份有限公司