一種l波段微型平衡濾波功分器的制造方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及功分器技術領域，特別是一種L波段微型平衡濾波功分器。
【背景技術】
[0002]功率分配器(簡稱功分器)是一種重要的微波無源器件。功率分配器廣泛地應用在無線通信領域，主要包括微波功率放大、線性化電路等方面。20世紀50年代中期到60年代，世界上提出了第一種功分器，叫威爾金森(Wilkinson)功分器，它是利用四分之一波長傳輸線的阻抗變換特性來實現的。隨著通信技術的迅猛發展和通信行業競爭的加劇，對Wilkinson功分器的性能也提出了新的要求。而傳統的Wilkinson功分器只能工作在單一的頻段及其奇次諧波處，已經遠遠不能滿足現代無線通信的雙頻、多頻和寬帶的要求。
[0003]功率分配器發展趨勢是體積小、承受功率大、頻帶寬、分配損耗小插入損耗小、有良好的駐波比和隔離度等。然而在某些特殊場合，對功率分配器的要求也是越來越高。隨著功分器基本原理與設計技術的大量文獻德相繼出現，從六七十年代到上世紀末，提出了很多拓寬工作帶寬的方法，1967年，Sidney David引入了開路入/4傳輸線展寬帶寬；后來Cohn介紹了多節傳輸線結構來展寬帶寬并給出2節功率合成器的詳細設計的公式和表格。Tetarenko在他的文章中介紹采用漸變線阻抗變換器和薄膜電阻結構來實現展寬工作帶寬的目的。進入到21世紀己涌現了從立體結構到平面結構，從窄帶到寬帶器件的大量研宄成果，并且這些成果已廣泛應用于微波工程技術領域。2005年北京遙測技術研宄所提出了一種寬帶功率分配器結構，它是采用一個七節的二等分分路器來實現的。該方案實現了在I到12GHz的寬帶范圍內路間隔離度大于15.7dB? 2006年吳磊和孫增光提出了一種雙頻功分器的設計方案即在雙頻功分器在兩個輸出端口之間加入RLC諧振電路來實現整個功分器的雙頻特性，文中采用復合左右手材料來實現雙頻功分器。2007年電子科大宋開軍和樊勇提出了一種基于擴展同軸波導的探針插入式功率分配/合成電路結構。這種功率合成電路的特點是采用探針沿擴展同軸波導徑向插入來實現功率從波導到微帶的轉換和分配，由探針從波導中引出的功率信號經同軸波導外有源放大單元進行放大后，再由探針引入波導，在波導內實現功率合成。該方案實現了在5到20GHz的寬帶范圍內回波損耗小于一 15dB，而插入損耗小于0.57dB例。同年香港城市大學Leung Chiu提出了一種懸置微帶功分器結構，它可以獲得96.5%的一 1dB帶寬比，高于25dB的隔離度和小于0.7dB的插入損耗。2009年南京理工大學的唐萬春和王丹陽提出了一種由K(KlOpfenstein)漸變匹配節組成的新型寬帶功分器，該功分器的工作頻段為9倍頻(2 — 18GHz)，覆蓋了 S波段、C波段和X波段三個波段，其工作頻帶范圍大，實用性強。
[0004]但是到目前為止，功率分配器的技術依然存在一些問題，例如承受功率不夠大、頻帶不夠寬會影響功率分配器的使用范圍，限制功率分配器的發展。
【發明內容】
[0005]本發明的目的在于提供一種由帶狀線結構和平衡濾波器實現的體積小、可靠性高、電性能優異、造價低的L波段微型平衡濾波功分器。
[0006]實現本發明目的的技術方案是:一種L波段微型平衡濾波功分器，其特征在于:包括平衡濾波器和兩個微波功分器，其中平衡濾波器包括第一輸入端口、第一輸入電感、四級逐次相連的并聯諧振單元、第一輸出電感、第二輸出電感、Z形級間耦合帶狀線、第一輸出端口、第二輸出端口，平衡濾波器的第一輸出端口與第一微波功分器的輸入端口連接、第二輸出端口與第二微波功分器的輸入端口連接；所述平衡濾波器中各并聯諧振單元均由三層帶狀線組成，第二層帶狀線位于第三層帶狀線上方，第一層帶狀線位于第二層帶狀線上方，Z形級間耦合帶狀線位于并聯諧振單元的下方，其中第一輸入電感串接于第一輸入端口與第一級并聯諧振單元第二層帶狀線之間，第一輸出電感串接于第四級并聯諧振單元第二層帶狀線與第一輸出端口之間，第二輸出電感串接于第四級并聯諧振單元第一層帶狀線與第二輸出端口之間；
[0007]所述第一、二微波功分器的結構相同，每個微波功分器均包括第二輸入端口、第二輸入電感、第一螺旋電感、第二螺旋電感、接地電容、并聯電容、吸收電阻、第三輸出電感、第四輸出電感、第三輸出端口、第四輸出端口，其中第一螺旋電感共五層且從上往下依次為第一、二、三、四、五層，第二螺旋電感共四層且從上往下依次為第一、二、三、四層，第二輸入端口與第二輸入電感的一端連接，接地電容上極板、第一螺旋電感第五層、第二螺旋電感第四層均與第二輸入電感另一端連接，接地電容設置于第一螺旋電感和第二螺旋電感的下方，吸收電阻串接于第一螺旋電感第三層連接與第二螺旋電感第二層之間，并聯電容設置于吸收電阻的正上方，并聯電容上極板與第一螺旋電感第一層連接、下極板與第二螺旋電感第一層連接，第三輸出電感串接于第一螺旋電感第三層與第三輸出端口之間，第四輸出電感串接于第二螺旋電感第二層與第四輸出端口之間。
[0008]與現有技術相比，由于本發明采用低損耗低溫共燒陶瓷材料和三維立體集成，所帶來的顯著優點是:(I)帶內平坦；(2)可產生形狀相同，相位相差180度的信號波形；(3)體積小、可靠性高、電性能優異；(4)電路實現結構簡單，可實現大批量生產。
【附圖說明】
[0009]圖1本發明L波段微型平衡濾波功分器的結構示意圖，其中(a)是原理結構示意圖，(b)是平衡濾波器的立體機構示意圖，(C)是第一微波功分器的立體機構示意圖，(d)是第二微波功分器的立體結構示意圖。
[0010]圖2是本發明L波段微型平衡濾波功分器中各輸出端口的幅頻特性曲線圖。
[0011]圖3是本發明L波段微型平衡濾波功分器中第一輸入端口的駐波特性曲線圖。
[0012]圖4是本發明L波段微型平衡濾波功分器中第三、第四輸出端口的相位差曲線及第五、第六輸出端口的相位差曲線圖。
[0013]圖5是本發明L波段微型平衡濾波功分器的第三輸出端口與第五輸出端口的相位差曲線圖。
【具體實施方式】
[0014]下面結合附圖對本發明作進一步詳細描述。
[0015]本發明L波段微型平衡濾波功分器，包括平衡濾波器和兩個微波功分器，其中平衡濾波器包括第一輸入端口、第一輸入電感、四級逐次相連的并聯諧振單元、第一輸出電感、第二輸出電感、Z形級間耦合帶狀線、第一輸出端口、第二輸出端口，平衡濾波器的第一輸出端口與第一微波功分器的輸入端口連接、第二輸出端口與第二微波功分器的輸入端口連接；所述平衡濾波器中各并聯諧振單元均由三層帶狀線組成，第二層帶狀線位于第三層帶狀線上方，第一層帶狀線位于第二層帶狀線上方，Z形級間耦合帶狀線位于并聯諧振單元的下方，其中第一輸入電感串接于第一輸入端口與第一級并聯諧振單元第二層帶狀線之間，第一輸出電感串接于第四級并聯諧振單元第二層帶狀線與第一輸出端口之間，第二輸出電感串接于第四級并聯諧振單元第一層帶狀線與第二輸出端口之間；所述第一、二微波功分器的結構相同，每個微波功分器均包括第二輸入端口、第二輸入電感、第一螺旋電感、第二螺旋電感、接地電容、并聯電容、吸收電阻、第三輸出電感、第四輸出電感、第三輸出端口、第四輸出端口，其中第一螺旋電感共五層且從上往下依次為第一、二、三、四、五層，第二螺旋電感共四層且從上往下依次為第一、二、三、四層，第二輸入端口與第二輸入電感的一端連接，接地電容上極板、第一螺旋電感第五層、第二螺旋電感第四層均與第二輸入電感另一端連接，接地電容設置于第一螺旋電感和第二螺旋電感的下方，吸收電阻串接于第一螺旋電感第三層連接與第二螺旋電感第二層之間，并聯電容設置于吸收電阻的正上方，并聯電容上極板與第一螺旋電感第一層連接、下極板與第二螺旋電感第一層連接，第三輸出電感串接于第一螺旋電感第三層與第三輸出端口之間，第四輸出電感串接于第二螺旋電感第二層與第四輸出端口之間。
[0016]結合圖1中(a)?(d)，本發明L波段微型平衡濾波功分器，包括平衡濾波器和兩個微波功分器，所述平衡濾波器包括表面貼裝的50歐姆阻抗第一輸入端口 P1、第一輸入電感Linl、第一級并聯諧振單元Lll、L21、L31、第二級并聯諧振單元L12、L22、L32、第三級并聯諧振單元L13、L23、L33、第四級并聯諧振單元L14、L24、L34、第一輸出電感Loutl、第二輸出電感Lout2、Z形級間耦合帶狀線Z、表面貼裝的50歐姆阻抗第一輸出端口 P2、表面貼裝的50歐姆阻抗第二輸出端口 P3。
[0017]所述各級并聯諧振單元均由三層帶狀線組成，第二層帶狀線位于第三層帶狀線上方，第一層帶狀線位于第二層帶狀線上方，第一級并聯諧振單元Lll、L21、L31由第一層的第