一种频率大范围可重构的不等分功率分配器制造技术

本实用新型专利技术公开一种频率大范围可重构的不等分功率分配器，包括不等分Wilkinson功分器、基于电压调节的π形电路结构、微带传输线、介质基板和地板金属层。所述频率大范围可重构的不等分功率分配器在两个输出端口提供功率水平不等的信号，它具有结构简单、加工容易、易于集成和体积较小等特点。本实用新型专利技术提出的频率大范围可重构的不等分功率分配器在其工作频率区间能很好地满足功率分配器的性能要求。

【技术实现步骤摘要】


本技术涉及能作为第五代移动通信射频前端的功率分配和功率合成器件，具体涉及到一种工作频率大范围可调的可重构不等分功率分配器。

技术介绍

网络社会的发展必将带来移动数据流量的激增，预计在未来10年中数据流量将增加1000倍；与此同时，互联设备将呈现巨量增长，物联网和其它新型创新应用的出现将催生数百亿个互联设备出现，到2020年将有500亿的设备连接，并产生前所未有的多样性要求和无线连接性相关的应用场景。可以预见，5G将超越目前的移动接入架构，超越目前传统信息论指导下的宽带无线通信技术体系，成为通信技术的必然之选。而由于设备数量的增加，应用场景的多样性和需求的多样性也将必然要求第5代移动通信技术具有更多、更先进的功能，需要更有效，舒适和安全的接入和共享信息，并通过提高容量、能效、频谱使用效率等方面来进行。

技术实现思路

本技术的目的在于提供一种频率大范围可重构的不等分功率分配器，满足第5代移动通信技术的频率标准，同时兼容多种通信标准的无线信号。
本技术利用微带传输线实现了基于微带传输线的频率大范围可重构的单频不等分Wilkinson功分器，并在所述频率大范围可重构的不等分功率分配器的第二端口和第三端口之间实现了在所述两个端口上提供功率水平不同的电磁波信号的要求，在一定频率之间能很好地满足功率分配器的性能要求。此外，本技术还具有小型化、便于加工的特点。
本技术的目的通过如下技术方案实现：
一种频率大范围可重构的不等分功率分配器，包括单频不等分Wilkinson功分器、介质基板和地板金属层；所述不等分的Wilkinson功分器附着在介质基板的一侧，地板金属层附着在介质基板的另一侧；单频不等分Wilkinson功分器包括基于电压调节的π形电路结构。
进一步地，上述的频率大范围可重构的不等分功率分配器中，所述单频不等分Wilkinson功分器包括第一微带传输线、第二微带传输线、第三微带传输线、第四微带传输线、第五微带传输线、第一π形电路结构、第二π形电路结构和隔离电阻；第一微带传输线的一端作为所述频率大范围可重构的不等分功率分配器的第一端口，第一微带传输线的另一端连接第二微带传输线的一端和第三微带传输线的一端；第二微带传输线的另一端连接第一π形电路结构的一端，第一π形电路结构的另一端连接第四微带传输线的一端，第四微带传输线的另一端作为所述频率大范围可重构的不等分功率分配器的第二端口；第三微带传输线的另一端连接第二π形电路结构的一端，第二π形电路结构的另一端连接第五微带传输线的一端，第五微带传输线的另一端作为所述频率大范围可重构的不等分功率分配器的第三端口；隔离电阻R一端与第一π形电路和第四微带传输线的连接点相接，另一端与第二π形电路和第五微带传输线的连接点相接。
进一步地，上述的频率大范围可重构的不等分功率分配器中，所述第一π形电路结构中的第一变容二极管一端与第一电感一端和第一电容的一端连接形成第一π形电路结构的第一端口，第一电容的另一端接地；第一π形电路结构的变容二极管的另一端与第一电感的另一端以及第二电容的一端连接构成第一π形电路结构的第二端口，第二电容的另一端接地；所述第二π形电路结构中第二变容二极管一端与第二电感一端和第三电容的一端连接形成第二π形电路结构的第一端口，第三电容的另一端接地；第二π形电路结构的第二变容二极管的另一端与第二电感的另一端以及第四电容的一端连接构成第二π形电路结构的第二端口，第四电容的另一端接地。
进一步地，上述的频率大范围可重构的不等分功率分配器中，频率大范围可重构的不等分功率分配器的第二端口与第三端口的功率比例为K2:1；所述频率大范围可重构的不等分功率分配器的第一端口的输出阻抗为Z0，第二端口的输出阻抗为第三端口的输出阻抗为第一微带传输线的特征阻抗为Z0，第二微带传输线的特征阻抗为第三微带传输线的特征阻抗为第四微带传输线的特征阻抗为第五微带传输线的特征阻抗为隔离电阻R阻抗为这种设置使得所述频率大范围可重构的不等分功率分配器在第二端口和第三端口获得的功率比例为K2:1,并使得各端口的反射系数较小：第一端口至第二端口的插入损耗、第一端口至第三端口的插入损耗较小，第二端口与第三端口之间的隔离度较大。
进一步地，上述的频率大范围可重构的不等分功率分配器中，所述第一π形电路结构中变容二极管两端施加的反向控制电压为Vcc1，第二π形电路结构中变容二极管两端施加的反向控制电压为Vcc2；所述的频率大范围可重构的不等分功率分配器的工作频率通过调节第一π形电路结构中变容二极管两端的反向控制电压Vcc1和第二π形电路结构中变容二极管两端的反向控制电压Vcc2进行调节，其中心工作频率调节的频率范围能达最低工作频率的76％。
所述频率大范围可重构的不等分功率分配器，其特征在于所述的频率大范围可重构的不等分功率分配器的输入频率可以随第一变容二极管两端的反向控制电压Vcc1和第二变容二极管两端的反向控制电压Vcc2改变而改变。第一端口到第二端口的传输系数和第一端口到第三端口的传输系数不同。第二端口和第三端口在工作频率下的传输系数较小，即两个输出端口之间具有较大的隔离度。
与现有技术相比，本技术具有如下优点和技术效果：
(1)所述频率大范围可重构的不等分功率分配器，所述频率大范围可重构的不等分功率分配器第二端口和第三端口能提供功率水平之比为K2：1的电磁波信号。
(2)所述频率大范围可重构的不等分功率分配器在较大频率范围内可实时调节其工作频率并在该频率范围内满足功率分配器的工作要求。
(3)所述频率大范围可重构的不等分功率分配器采用微带传输线与集总元件相结合进行设计，实现了功率分配器的小型化。
(4)所述频率大范围可重构的不等分功率分配器采用了普通的印刷电路板工艺，具有易于集成、便于加工和成本低廉的特点。
附图说明
图1a为本技术的频率大范围可重构的不等分功率分配器的结构示意图；
图1b为本技术的频率大范围可重构的不等分功率分配器中的第一π形电路结构示意图；
图1c为本技术的频率大范围可重构的不等分功率分配器中的第二π形电路结构示意图；
图2a为本技术的频率大范围可重构的不等分功率分配器实例中第一端口的回波损耗；
图2b为本技术的频率大范围可重构的不等分功率分配器实例中第二端口的回波损耗；
图2c为本技术的频率大范围可重构的不等分功率分配器实例中第三端口的回波损耗；
图2d为本技术的频率大范围可重构的不等分功率分配器实例中第三端口和第二端口之间的隔离度；
图2e为本技术的频率大范围可重构的不等分功率分配器实例中第一端口到第二端口的传输系数；
图2f为本技术的频率大范围可重构的不等分功率分配器实例中第一端口到第三端口的传输系数；
图2g为本技术的频率大范围可重构的不等分功率分配器实例中第二端口和第三端口上所分配的电磁波信号的功率比例。
具体实施方式
下面结合附图对本技术的实施做详细说明，但本技术要求的保护范围不限于下述的实施方式。
如图1a所示，所述频率大范围可重构的不等分功率分配器采用微带电路的形式来实现，包括第一微带传输线1、第二微带传输线2、第本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种频率大范围可重构的不等分功率分配器，其特征在于包括单频不等分Wilkinson功分器、介质基板和地板金属层；所述不等分的Wilkinson功分器附着在介质基板的一侧，地板金属层附着在介质基板的另一侧；单频不等分Wilkinson功分器包括基于电压调节的π形电路结构；所述单频不等分Wilkinson功分器包括第一微带传输线、第二微带传输线、第三微带传输线、第四微带传输线、第五微带传输线、第一π形电路结构、第二π形电路结构和隔离电阻；第一微带传输线的一端作为所述频率大范围可重构的不等分功率分配器的第一端口，第一微带传输线的另一端连接第二微带传输线的一端和第三微带传输线的一端；第二微带传输线的另一端连接第一π形电路结构的一端，第一π形电路结构的另一端连接第四微带传输线的一端，第四微带传输线的另一端作为所述频率大范围可重构的不等分功率分配器的第二端口；第三微带传输线的另一端连接第二π形电路结构的一端，第二π形电路结构的另一端连接第五微带传输线的一端，第五微带传输线的另一端作为所述频率大范围可重构的不等分功率分配器的第三端口；隔离电阻R一端与第一π形电路和第四微带传输线的连接点相接，另一端与第二π形电路和第五微带传输线的连接点相接；所述频率大范围可重构的不等分功率分配器的第一端口的输出阻抗为Z0，第二端口的输出阻抗为第三端口的输出阻抗为第一微带传输线的特征阻抗为Z0，第二微带传输线的特征阻抗为第三微带传输线的特征阻抗为第四微带传输线的特征阻抗为第五微带传输线的特征阻抗为隔离电阻R阻抗为所述频率大范 围可重构的不等分功率分配器在第二端口和第三端口获得的功率比例为K2:1。...

【技术特征摘要】
1.一种频率大范围可重构的不等分功率分配器，其特征在于包括单频不等分Wilkinson功分器、介质基板和地板金属层；所述不等分的Wilkinson功分器附着在介质基板的一侧，地板金属层附着在介质基板的另一侧；单频不等分Wilkinson功分器包括基于电压调节的π形电路结构；所述单频不等分Wilkinson功分器包括第一微带传输线、第二微带传输线、第三微带传输线、第四微带传输线、第五微带传输线、第一π形电路结构、第二π形电路结构和隔离电阻；第一微带传输线的一端作为所述频率大范围可重构的不等分功率分配器的第一端口，第一微带传输线的另一端连接第二微带传输线的一端和第三微带传输线的一端；第二微带传输线的另一端连接第一π形电路结构的一端，第一π形电路结构的另一端连接第四微带传输线的一端，第四微带传输线的另一端作为所述频率大范围可重构的不等分功率分配器的第二端口；第三微带传输线的另一端连接第二π形电路结构的一端，第二π形电路结构的另一端连接第五微带传输线的一端，第五微带传输线的另一端作为所述频率大范围可重构的不等分功率分配器的第三端口；隔离电阻R一端与第一π形电路和第四微带传输线的连接点相接，另一端...

【专利技术属性】
技术研发人员：张洪林，高婷，胡斌杰，彭焱，
申请(专利权)人：华南理工大学，
类型：新型
国别省市：广东;44