一种基于多级分支结构的功分器及设计方法技术

本发明专利技术涉及微波技术领域，公开了一种基于多级分支结构的功分器及设计方法，包括：1个输入端口和N个输出端口，2N‑2条传输线，所述输入端口通过多级结构与所述输出端口连接，所述多级结构每一级节点，通过1条所述传输线连接上一级节点，通过2条所述传输线连接下一级的2个节点。本发明专利技术实施例通过多级级联的方式，对功率信号进行分配，结构简单，隔离性能好，输出功率大。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及微波
，尤其涉及一种基于多级分支结构的功分器及设计方法。
技术介绍
微波功分器/合成器是一种重要的微波无源元器件，是通信系统中不可缺少的关键元器件之一，广泛应用于天线阵的馈电网络、功率合成、RF混频等功能电路中。1960年，Wilkinson(威尔金森)提出一种等幅同相输出的功分结构，该结构原理清晰，设计参数简单明了，同时通过在输出端口之间跨接电阻，实现输出端口之间的高隔离度，因而在微波电路中广泛应用。但是现有技术中的Wilkinson功率分配器体积大，插入损耗大，而且具有二进制功率合成器明显的缺点，即如果要在已经合成上使输出功率稍微增加时，则需要按照二进制要求增加一系列的放大器和3dB的功分器。因此，现有的Wilkinson功率分配器获得的输出功率有限。
技术实现思路
本专利技术提供一种基于多级分支结构的功分器及设计方法，解决现有技术中Wilkinson功率分配器获得的输出功率有限的技术问题。本专利技术的目的是通过以下技术方案实现的：一种基于多级分支结构的功分器，包括：1个输入端口和N个输出端口，2N-2条传输线，所述输入端口通过多级结构与所述输出端口连接，所述多级结构每一级节点，通过1条所述传输线连接上一级节点，通过2条所述传输线连接下一级的2个节点。一种基于多级分支结构的功分器的设计方法，采用多级结构将1个输入端口分为N个输出端口，多级结构中每一级节点，通过1条所述传输线连接上一级节点，通过2条所述传输线连接下一级的2个节点，设计步骤包括：步骤a：确定功分器的工作频段；步骤b：根据特性阻抗、介电常数，计算传输线的宽厚比w/d；步骤c：确定传输线长度及隔离电阻阻抗。本专利技术提供一种基于多级分支结构的功分器及设计方法，包括：1个输入端口和N个输出端口，2N-2条传输线，所述输入端口通过多级结构与所述输出端口连接，所述多级结构每一级节点，通过1条所述传输线连接上一级节点，通过2条所述传输线连接下一级的2个节点。通过多级级联的方式，对功率信号进行分配，结构简单，隔离性能好，输出功率大。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可根据这些附图获得其他的附图。图1为本专利技术实施例的一种基于多级分支结构的功分器的结构示意图。具体实施方式为使本专利技术的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本专利技术作进一步详细的说明。如图1所示，为本专利技术实施例提供的一种基于多级分支结构的功分器，包括：1个输入端口和N个输出端口，2N-2条传输线，所述输入端口通过多级结构与所述输出端口连接，所述多级结构每一级节点，通过1条所述传输线连接上一级节点，通过2条所述传输线连接下一级的2个节点。其中，所述2N-2条传输线的长度均相同，且等于工作频段中心频率波长的四分之一。所述传输线的特性阻抗为Z0时，各传输线的阻抗为√2*Z0，隔离电阻阻抗为2*Z0。所述传输线为微带线，微带线的介质基片为聚四氟乙烯，介电常数为2.65，基片厚度0.96mm，导带厚度0.035mm。本专利技术提供一种基于多级分支结构的功分器，包括：1个输入端口和N个输出端口，2N-2条传输线，所述输入端口通过多级结构与所述输出端口连接，所述多级结构每一级节点，通过1条所述传输线连接上一级节点，通过2条所述传输线连接下一级的2个节点。通过多级级联的方式，对功率信号进行分配，结构简单，隔离性能好，输出功率大。本专利技术实施例还提供了一种基于多级分支结构的功分器的设计方法，采用多级结构将1个输入端口分为N个输出端口，多级结构中每一级节点，通过1条所述传输线连接上一级节点，通过2条所述传输线连接下一级的2个节点，设计步骤包括：步骤a：确定功分器的工作频段；步骤b：根据特性阻抗、介电常数，计算传输线的宽厚比w/d；步骤c：确定传输线长度及隔离电阻阻抗。其中，步骤b具体可以包括：当w/d大于2时，w/d等于当w/d小于等于2时，w/d等于其中，εr为介电常数， B = 377 π 2 Z 0 ϵ r . ]]>步骤c具体可以包括：确定传输线的长度等于工作频段中心频率波长的四分之一；确定各传输线的阻抗为√2*Z0，隔离电阻阻抗为2*Z0。以上对本专利技术进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本专利技术的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本专利技术的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本专利技术的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本专利技术的限制。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于多级分支结构的功分器，其特征在于，包括：1个输入端口和N个输出端口，2N‑2条传输线，所述输入端口通过多级结构与所述输出端口连接，所述多级结构每一级节点，通过1条所述传输线连接上一级节点，通过2条所述传输线连接下一级的2个节点。

【技术特征摘要】
1.一种基于多级分支结构的功分器，其特征在于，包括：1个输入端口和N个输出端口，2N-2条传输线，所述输入端口通过多级结构与所述输出端口连接，所述多级结构每一级节点，通过1条所述传输线连接上一级节点，通过2条所述传输线连接下一级的2个节点。2.根据权利要求1所述的基于多级分支结构的功分器，其特征在于，所述2N-2条传输线的长度均相同，且等于工作频段中心频率波长的四分之一。3.根据权利要求1所述的基于多级分支结构的功分器，其特征在于，所述传输线的特性阻抗为Z0时，各传输线的阻抗为，隔离电阻阻抗为2*Z0。4.根据权利要求1至3所述的任意一项基于多级分支结构的功分器，其特征在于，所述传输线为微带线，微带线的介质基片为聚四氟乙烯，介电常数为2.65，基片厚度0.96mm，导带厚度0.035mm。5.一种基于多级分支结构的功分器的设计方法...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈磊，
申请(专利权)人：陈磊，
类型：发明
国别省市：湖北;42