一種基于t型分支的超寬帶功分器的制造方法
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及射頻通信技術領域，尤其涉及一種基于Τ型分支的超寬帶功分器。
【背景技術】
[0002]現有功率分配器時將輸入信號功率分成相等或不相等的幾路輸出的一種多端口微波網絡。隨著無線通信技術的快速發展，各種通訊系統的載波頻率不斷提高，小型化低功耗的高頻電子器件及電路設計使微波技術發揮了優勢，為了使系統的增益達到實際要求，必須實現多波傳輸，也就是將功率進行分配。功分器廣泛應用于天線的饋電系統中，受到了國內外廣泛研究。在過去的幾十年，有大量關于功率分配器的研究。研究的焦點在于拓寬頻帶，減小面積，雙頻響應以及諧波抑制。
[0003]1960 年，EmestJ.Wilkinson 發表了名為 An N-way hybrid Power Divider 的論文中介紹了一種在所有端口均匹配、低損耗、高隔離度、同相的N端口功分器即威爾金森功分器。它的演變過程經歷了最初的同軸形式，到現在廣泛使用的微帶線和帶狀線的形式，另外還有在大功率下回用到的空氣帶狀線和空氣同軸線形式。
[0004]然而現在通信技術日新月異，軍事科技迅猛發展，再加上當今通信行業之間激勵競爭，傳統意義上的Wilkinson功分器由于僅能工作于單一頻段或者奇次諧波，已經遠遠達不到要求。
[0005]傳統的威爾金森功分器的狹窄帶寬限制了其在寬帶系統中的應用。為了進一步加寬工作帶寬，可以用多節的寬頻功率分配器，即增加λ g/4線段和相應的隔離電阻的數目。但是這樣設計的后果就是導致電路的尺寸過于龐大，為以后器件的集成帶來不便，不利于后期的加工。
【發明內容】
[0006]為解決上述技術問題，本實用新型的目的是提供一種基于T型分支的超寬帶功分器，該功分器尺寸小、帶寬為1.7GHz到3.5GHz，工作頻率內隔離度大于15dB，輸出信號功率等分相位相同。
[0007]本實用新型的目的通過以下的技術方案來實現:
[0008]—種基于T型分支的超寬帶功分器，包括:上層微帶結構、隔離元件、中間介質基板和底層金屬地板，上層微帶結構設置在中間介質基板的上表面，底層金屬地板設置在中間介質基板的下表面；
[0009]所述上層微帶結構包括輸入傳輸線、T型分支、短路支節線和輸入/輸出端口 ；所述輸入傳輸線的中間部分設置為寬度較大的低阻抗線；所述短路支節線設置在輸入傳輸線與T型分支的連接處；所述輸出端口間設置有隔離元件。
[0010]與現有技術相比，本實用新型的一個或多個實施例可以具有如下優點:
[0011]利用輸入部分設置寬度較大的低阻抗線，實現雙模功分器，增加了帶寬，減小了電路尺寸；
[0012]輸出端口間連接的隔離元件包括電容和電阻，增加了隔離度。
【附圖說明】
[0013]圖1是基于T型分支的超寬帶功分器的結構示意圖；
[0014]圖2是基于T型分支的超寬帶功分器的尺寸標注圖；
[0015]圖3是S23參數，S ^參數，S 31參數和S 21參數的實驗結果圖；
[0016]圖4是S31參數和S 21參數相位差和幅度差的實驗結果圖。
【具體實施方式】
[0017]為使本實用新型的目的、技術方案和優點更加清楚，下面將結合實施例及附圖對本實用新型實施方式作進一步詳細的描述。
[0018]如圖1所示，為基于T型分支的超寬帶功分器結構，包括上層微帶結構、隔離元件、中間介質基板和底層金屬地板，上層微帶結構設置在中間介質基板的上表面，底層金屬地板設置在中間介質基板的下表面；
[0019]所述上層微帶結構包括輸入傳輸線、T型分支、短路支節線和輸入/輸出端口 ；所述輸入傳輸線的中間部分設置為寬度較大的低阻抗線；所述短路支節線設置在輸入傳輸線與T型分支的連接處；所述輸出端口間設置有隔離元件。
[0020]上述較大的低阻抗線，可以用來實現雙模功分器，增加帶寬；上述短路支線設置在輸入傳輸線與T型分支的連接處，用來產生傳輸零點，實現對帶寬的控制。
[0021]上述輸入傳輸線與T型分支的主傳輸線相連，其中有兩個輸出端口位于T型分支的兩條分支線上，并上下對稱。
[0022]上述輸入傳輸線由第一微帶線1、第二微帶線2、第三微帶線3、第四微帶線4和第五微帶線5順次連接而成；
[0023]所述短路支節線由第六微帶線6、第七微帶線7、第八微帶線8和第九微帶線9順次連接而成，其中第九微帶線的一端通過金屬化過孔18接地；
[0024]所述T型分支由主傳輸線和兩條對稱的分支線組成，包括第十一微帶線11、第十二微帶線12、第十三微帶線13、第十四微帶線14、第十五微帶線15、第十六微帶線16和第十七微帶線17 ;第十六微帶線的一端與第一輸出端口相連接，第十七微帶線的一端與第二輸出端口相連接。
[0025]上述隔離元件連接在第十二微帶線和第十三微帶線之間，隔離元件包括兩個電阻阻值相同的電阻19和一個電容20 ;所述電阻分別設置在電容的兩端。
[0026]上述短路支節線的長度為該短路支節線所產生的傳輸零點的頻率所對應的波導波長的一半。
[0027]如圖2所示，為本實施例提供的寬帶等分功器的設計，具體電路尺寸選擇如下(但并不僅限于該尺寸):^ = W3= W5= W 8= W 10= 1.86mm，W2= 1.8mm，W4= 3.4mm,ff 6= 2mm，ff7= 0.6mm，ff 9= 1.6mm，L != 8.1mm，L 2= 4.5mm，L 3= 0.1mm，L 4= 9.78mm，L 5= 0.6mm，L6= 1mm，L 7= 2.4mm，L 8= 10mm，L 9= 2.1mm，L 10= 6.2mm，L n= 2mm，L 12= 9.64mm，L 13 =4.46mm，L14= 3.4mm，r丨=0.15mm。本設計中隔離元件的加載電容值C為1.3pF，電阻值R ι=R2為30 Ω，所用的介質基板為Rogers 4003。電路整體尺寸為32.5mmX 14.6mm。
[0028]如圖3所示為S23參數，S η參數，S31參數和S21參數的實驗結果圖，可知，帶寬為
1.7GHz到3.5GHz且隔離度大于15dB。在通帶內兩端口輸出信號等分。
[0029]如圖4所示，為為S31參數和S 21參數相位差的實驗結果圖，可知，兩輸出信號同相。
[0030]上述實施例提供的基于T型分支的超寬帶功分器，具有寬帶、隔離度高、體積小的優異性能，適合應用于無線通信系統的射頻前端中。
[0031]雖然本實用新型所揭露的實施方式如上，但所述的內容只是為了便于理解本實用新型而采用的實施方式，并非用以限定本實用新型。任何本實用新型所屬技術領域內的技術人員，在不脫離本實用新型所揭露的精神和范圍的前提下，可以在實施的形式上及細節上作任何的修改與變化，但本實用新型的專利保護范圍，仍須以所附的權利要求書所界定的范圍為準。
【主權項】
1.一種基于T型分支的超寬帶功分器，包括上層微帶結構、隔離元件、中間介質基板和底層金屬地板，上層微帶結構設置在中間介質基板的上表面，底層金屬地板設置在中間介質基板的下表面；其特征在于， 所述上層微帶結構包括輸入傳輸線、T型分支、短路支節線和輸入/輸出端口 ；所述輸入傳輸線的中間部分設置為寬度較大的低阻抗線；所述短路支節線設置在輸入傳輸線與T型分支的連接處；所述輸出端口間設置有隔離元件。2.如權利要求1所述的基于T型分支的超寬帶功分器，其特征在于，所述輸入傳輸線與T型分支的主傳輸線相連，其中有兩個輸出端口位于T型分支的兩條分支線上，并上下對稱。3.如權利要求1所述的基于T型分支的超寬帶功分器，其特征在于， 所述輸入傳輸線由第一微帶線、第二微帶線、第三微帶線、第四微帶線和第五微帶線順次連接而成； 所述短路支節線由第六微帶線、第七微帶線、第八微帶線和第九微帶線順次連接而成，其中第九微帶線的一端通過金屬化過孔接地； 所述T型分支由主傳輸線和兩條對稱的分支線組成，包括第十一微帶線、第十二微帶線、第十三微帶線、第十四微帶線、第十五微帶線、第十六微帶線和第十七微帶線；第十六微帶線的一端與第一輸出端口相連接，第十七微帶線的一端與第二輸出端口相連接。4.如權利要求1所述的基于T型分支的超寬帶功分器，其特征在于，所述隔離元件連接在第十二微帶線和第十三微帶線之間，隔離元件包括一個電容和兩個電阻阻值相同的電阻；所述電阻分別設置在電容的兩端。5.如權利要求1所述的基于T型分支的超寬帶功分器，其特征在于，所述短路支節線的長度為該短路支節線所產生的傳輸零點頻率所對應的波導波長的一半。
【專利摘要】本實用新型公開了一種基于T型分支的超寬帶功分器，該功分器包括上層微帶結構、隔離元件、中間介質基板和底層金屬地板；上層微帶結構由輸入部分的傳輸線，T型分支，三個輸入/輸出(I/O)端口組成；所述功分器通過增加一個傳輸模式，使帶寬變寬，得到通帶范圍為1.7GHz到3.5GHz；在兩輸出端口加電阻和電容使隔離度大于15dB；通過使用短路枝節線，額外產生一個傳輸零點；對稱結構使得功分器輸出等分同相。
【IPC分類】H01P5/16
【公開號】CN205028994
【申請號】CN201520830564
【發明人】趙小蘭, 章秀銀, 徐金旭, 唐敏
【申請人】華南理工大學
【公開日】2016年2月10日
【申請日】2015年10月22日