基于并联短截线的T型功分器及其任意功分比实现方法技术

本发明专利技术公开了一种基于并联短截线的T型功分器及其任意功分比实现方法，该T型功分器包括采用等特性阻抗的微带线构成两条支路，两条支路的一端通过并联线相连接，两条支路的另一端分别为T型功分器的两个端口P2和P3，所述并联线中部引出有T型功分器的另一个端口P1，所述并联线中部向两侧的四分之一波长处均设置一根开路短截线，两根开路短截线与并联线实现功率分配，调节各根短截线的长度实现T型功分器的任意功分比输出。本发明专利技术传输线仅使用一种特性阻抗为50Ω的阻抗微带线即可完成，而且，只需要调节两根开路短截线的长度就可以实现不同的功分比，操作简单，可靠性高，加工方便，具有良好的应用前景。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及阵列天线馈电网络
，具体涉及一种基于并联短截线的Τ型功 分器及其任意功分比实现方法。
技术介绍
目前，微带Τ型功分器，是阵列天线馈电网络中最常见的微带功分器，容易实现各 种形式的复杂馈电网络，但是大功分比条件下需要用到高阻抗微带线，但是，高阻抗微带线 的线宽非常窄，难以加工，制作成本高。在《缺陷地结构在不等分威尔金森功分器中的应 用》文献中，采用缺陷地结构也实现了高阻抗线，取得了一定的成果，但是也存在一些明显 问题，缺陷地结构相对复杂，加工困难，调试难度大，而且，不便于小型化，批量生产一致性 难以控制等；在《一种任意功分比的微带Τ型不等功分器》文献中使用的短路短截线实现， 会产生较大的辐射损耗，而且，对于微带线这种印制电路板来说，在印制电路板上使用需要 配置过孔的短路短截线，也比较麻烦，加工复杂。
技术实现思路
本专利技术的目的是为了克服现有的采用缺陷地结构也实现了高阻抗线，缺陷地结构 相对复杂，加工困难，调试难度大，而且，不便于小型化，批量生产一致性难以控制的问题。 本专利技术的基于并联短截线的任意功分比的微带Τ型功分器，传输线仅使用一种特性阻抗为 50Ω的阻抗微带线即可完成，而且，只需要调节两根开路短截线的长度就可以实现不同的 功分比，操作简单，可靠性高，加工方便，具有良好的应用前景。 为了达到上述的目的，本专利技术所采用的技术方案是： -种基于并联短截线的Τ型功分器，其特征在于：包括采用等特性阻抗的微带线 构成两条支路，两条支路的一端通过并联线相连接，两条支路的另一端分别为Τ型功分器 的两个端口Ρ2和Ρ3,所述并联线中部引出有Τ型功分器的另一个端口Ρ1，所述并联线中部 向两侧的四分之一波长处均设置一根开路短截线，所述波长为Τ型功分器工作频率下对应 的工作波长，两根开路短截线与并联线实现功率分配，调节各根短截线的长度实现Τ型功 分器的任意功分比输出， 前述的基于并联短截线的τ型功分器，其特征在于：所述等特性阻抗的微带线的 阻抗为50Ω。 基于前述的基于并联短截线的Τ型功分器的任意功分比实现方法，其特征在于： 包括以下步骤， 步骤（Α)，根据传输线理论，得到并联线上的第一开路短截线AC1的输入阻抗 Zina(：1，如公式⑴所示， zinacl=-jZ〇coteli(1) 第一开路短截线AC1的输入导纳Υιη^，如公式（2)所示， Υιη3〇ι= jY〇tan0 li (2) 其中，Z。为传输线的特性阻抗，该T型功分器均使用特性阻抗为Z。的微带传输线； β为相位常数，β= 2π/λ，λ为T型功分器的工作波长山为第一开路短截线AC1的物 理长度；Υ。为传输线的特性导纳，Υ。= 1/Ζ。； 步骤⑶，设开路短截线AC1的电角度θ1=β?，并联线上的第二开路短截线BC2 的电角度爲=6? + |=與2其中，4=/ι 12的第二开路短截线BC2的物理长度，则第 二开路短截线BC2的输入阻抗Zinte2，如公式（3)所示， ，\ (3) 第二开路短截线BC2的输入导纳Yinte2，如公式（4)所示，Yinbc2= -jY〇c〇t Θ J(4) 步骤（C)，50Ω等特性阻抗的并联线与第一开路短截线AC1连接处Α点的输入导 纳ΥΑιη，如公式（5)所示， YAin=Y〇+Yinacl=Y〇+jY〇tanΘ! (5) 步骤（D)，经过p阻抗变换后，从并联线中部的0点往连接处A点看去的输入导 4 纳Υωιη，如公式（6)所示， (@)步骤（Ε)，50Ω等特性阻抗的并联线与第二开路短截线BC2连接处Β点的输入导 纳ΥΒιηΥΑιη，如公式⑵所示， YBln= Y 0+Ylnbc2= Y〇-jY〇C〇t θ ! (7) 步骤（F)，经过p阻抗变换后，从并联线中部的0点往连接处B点看去的输入导 纳Υ(]Βιη，如公式（8)所示，(8) 步骤（G)，并联线中部的0点输入导纳Υ。^，如公式（9)所示， 步骤⑶，由于并联线中部的0点输入导纳YQBin=Y。，则0点引出的T型功分器的 端口Ρ1是匹配的；步骤（I)，Τ型功分器的端口Ρ2、Ρ3的输出功分比f，如公式（10)所示，f .. γ -ψ / . v 其中，1/ 和y 为功率定义计算公式，0*表示对括号内数据取共辄 \ ) \^OBin) 运算；U为T型功分器在0点处的输入电压；Ζωιη为从0点往A看上去的输入阻抗；Z为 从0点往B看下去的输入阻抗； (π \ 步骤（J)，当《e亏，0 |τ型功分器的端口Ρ2、Ρ3的输出功分比i=c〇t2 0e(0,〇c)， 则Τ型功分器实现任意功分比。 本专利技术的有益效果是：本专利技术的基于并联短截线的Τ型功分器及其任意功分比实 现方法，具体优点如下， (1)该结构的Τ型功分器比缺陷地结构的Τ型功分器更容易设计大功分比的功分 器，传输线仅使用一种特性阻抗为50Ω的阻抗微带线即可完成，解决了大功分比条件下需 要用到高阻抗微带线，但是高阻抗微带线线宽非常窄，难以加工的问题。 (2)该结构的Τ型功分器只需要调节两根开路短截线的长度就可以实现不同的功 分比，操作简单，可靠性高。 (3)该结构的Τ型功分器还避免了《一种任意功分比的微带Τ型不等功分器》文献 中使用的短路短截线，对于微带线这种印制电路板来说，采用开路短截线更加方便，因为开 路不需要配置过孔，过孔在短路短截线终端形成接地状态是必须的，而且过孔加工比较麻 烦，加工复杂。【附图说明】 图1是本专利技术的基于并联短截线的任意功分比的微带Τ型功分器的结构示意图。 图2是本专利技术等功率分配Τ型功分器的幅度仿真图。 图3是本专利技术等功率分配Τ型功分器的相位仿真图。 图4是本专利技术1 :10的Τ型功分器的幅度仿真图。 图5是本专利技术1 :10的Τ型功分器的相位仿真图。 图6是本专利技术1 :20的T型功分器的幅度仿真图。 图7是本专利技术1 :20的Τ型功分器的相位仿真图。【具体实施方式】 下面将结合说明书附图，对本专利技术作进一步的说明。 如图1所示，本专利技术的基于并联短截线的Τ型功分器，包括采用等特性阻抗的微带 线构成两条支路，两条支路的一端通过并联线相连接，两条支路的另一端分别为Τ型功分 器的两个端口Ρ2和Ρ3,所述并联线中部引出有Τ型功分器的另一个端口Ρ1，所述并联线中 部向两侧的四分之一波长处均设置一根开路短截线，所述波长为Τ型功分器工作频率下对 应的工作波长，两根开路短截线与并联线实现功率分配，调节各根短截线的长度实现Τ型 功分器的任意功分比输出。所述等特性阻抗的微带线的阻抗为50Ω，传输线仅使用一种特性阻抗为50Ω的 阻抗微带线即可完成，解决了大功分比条件下需要用到高阻抗微带线，但是高阻抗微带线 线宽非常窄，难以加工的问题，而且，该结构的Τ型功分器只需要调节两根开路短截线的长 度就可以实现不同的功分比，操作简单，可靠性高。 基于并联短截线的Τ型功分器的任意功分比实现方法，包括以下步骤， 步骤（Α)，根据传输线理论，得到并联线上的第一开路短截线AC1的输入阻抗 Zina(：1，如公式⑴所示，Zinacl=-jZ〇cot0li(1) 第一开路短截线AC1的输入导纳Υιη^，如公式（2)所示，Yinaci=jY〇tan0li(2) 其中，Z。为传输线的特性阻抗，该T型功分器均使用特性阻抗为Z。的微本文档来自技高网...

【技术保护点】
基于并联短截线的T型功分器，其特征在于：包括采用等特性阻抗的微带线构成两条支路，两条支路的一端通过并联线相连接，两条支路的另一端分别为T型功分器的两个端口P2和P3，所述并联线中部引出有T型功分器的另一个端口P1，所述并联线中部向两侧的四分之一波长处均设置一根开路短截线，所述波长为T型功分器工作频率下对应的工作波长，两根开路短截线与并联线实现功率分配，调节各根短截线的长度实现T型功分器的任意功分比输出。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：杨凌升，朱勇安，
申请(专利权)人：南京信息工程大学，
类型：发明
国别省市：江苏;32