一种可端接复数阻抗的新型Wilkinson功率分配器制造技术

本发明专利技术涉及一种可端接复数阻抗的新型Wilkinson功率分配器，包括：第一微带线TL1、第二微带线TL2、第三微带线TL3、第四微带线TL4、输入端P1、第一输出端P2、第二输出端P3以及隔离电路100，其中，第一微带线TL1串接于输入端P1和第一输出端P2之间；第二微带线TL2串接于输入端P1和第二输出端P3之间；第三微带线TL3、隔离电路100、第四微带线TL4依次串接于第一输出端P2和第二输出端P3之间。本发明专利技术实施例，可以实现功率分配器输入、输出端直接连接复数阻抗而不会产生阻抗失配，同时还可以满足功率分配的要求。

【技术实现步骤摘要】
一种可端接复数阻抗的新型Wilkinson功率分配器
本专利技术属于微波传输
，具体涉及一种可端接复数阻抗的新型Wilkinson功率分配器。
技术介绍
Wilkinson功率分配器是一种将一路射频信号等分为幅度相同、相位一致的N路射频信号的无源电路。由于其结构简单，设计复杂度低，工艺实现难度小，因此被广泛应用于功率放大器、混频器、倍频器等一系列射频与微波电路之中。在电路前级，利用Wilkinson功率分配器将一路信号等分为多路信号，这些信号经过中间级放大器放大后，在电路输出级再利用Wilkinson功率分配器进行合成，可以有效提高电路的输出功率。传统的Wilkinson功率分配器由两根1/4波长阻抗变换微带线和隔离电阻组成。由于Wilkinson功率分配器中的隔离电阻在高频时的尺寸较小，因此连接隔离电阻的两根1/4波长微带线之间的间隔不能过大，即功率分配器输出端的间距不能过大。然而，当功率分配器用于功率放大器电路中时，由于输出端一般都需要连接晶体管，因此必须保证功率分配器的输出端有一定的间距，而传统的Wilkinson功率分配器输出端口的间距必须较小以适应隔离电阻的尺寸，这就使得传统的Wilkinson适用性大大降低。其次，传统的Wilkinson功率分配器的输入、输出端口特征阻抗均为相同的实数阻抗，对应的1/4波长阻抗变换微带线的电长度为90°，因此其仅仅可以用于功率分配或合成，而不能对输入、输出端口的复数阻抗进行阻抗变换。所以当功率分配器直接连接功放晶体管时，可能会由于阻抗失配而造成放大器的性能下降。请参见图1，图1为本专利技术实施例提供的一种现有技术的功率分配器的结构示意图，申请号201310157862.0公开了一种新型的双频Wilkinson功率分配器。该Wilkinson功率分配器的两个输出端口远离隔离电阻，位于功率分配器的中间位置，而不是像传统结构一样输出端口直接连接隔离电阻。有效地解决了传统结构的Wilkinson功率分配器输出端口间隔过小导致在连接晶体管时出现的间距问题。在文献[LiJ,LiuY,LiS,etal.Anovelmulti-waypowerdividerdesignwitharbitrarycomplexterminatedimpedances[J].ProgressinElectromagneticsResearchB,2013,53(53):315-331.]中，作者提出了一种改进型的Wilkinson功率分配器。通过设计特殊的阻抗变换微带线以及隔离电阻，使得功率分配器的输入、输出端可以直接连接复数阻抗，且不会造成端口的阻抗失配。但是，该功率分配器没有能解决传统功率分配器的输出端微带线间距过小的问题，因此该功率分配器仍然存在一定的缺陷。但是上述技术方案，该功率分配器的输入、输出端口仍然只能连接实数阻抗，不具备进行复数阻抗变换的功能。因此，如何处理传统Wilkinson功率分配器输出端口间距过小的问题，同时可以使其具有复数阻抗变换的功能，成为目前研究的热点问题。
技术实现思路
为了解决现有技术中存在的上述问题，本专利技术提供了一种可端接复数阻抗的新型Wilkinson功率分配器。本专利技术要解决的技术问题通过以下技术方案实现：本专利技术实施例提供了一种可端接复数阻抗的新型Wilkinson功率分配器，包括第一微带线TL1、第二微带线TL2、第三微带线TL3、第四微带线TL4、输入端P1、第一输出端P2、第二输出端P3以及隔离电路100,其中，所述第一微带线TL1串接于所述输入端P1和所述第一输出端P2之间；所述第二微带线TL2串接于所述输入端P1和所述第二输出端P3之间；所述第三微带线TL3、所述隔离电路100、所述第四微带线TL4依次串接于所述第一输出端P2和所述第二输出端P3之间。在本专利技术的一个实施例中，所述隔离电路100包括：第一电阻R1和电容C，所述第一电阻R1和所述电容C串联。在本专利技术的一个实施例中，所述隔离电路100包括：第二电阻R2和电感L，所述第二电阻R2和所述电感L串联。在本专利技术的一个实施例中，所述第一微带线TL1与所述第二微带线TL2的长度相同，且所述第一微带线TL1与所述第二微带线TL2的宽度相同。在本专利技术的一个实施例中，所述第三微带线TL3和所述第四微带线TL4的长度相同，且所述第三微带线TL3和所述第四微带线TL4的宽度相同。在本专利技术的一个实施例中，所述第一微带线TL1、所述第二微带线TL2、所述第三微带线TL3、所述第四微带线TL4的特征阻抗、所述第一微带线TL1、所述第二微带线TL2、所述第三微带线TL3、所述第四微带线TL4的电长度、所述隔离电路100的等效阻抗满足：其中，Z1为所述第一微带线TL1和所述第二微带线TL2的特征阻抗，Z2为所述第三微带线TL3和所述第四微带线TL4的特征阻抗，θ1为所述第一微带线TL1和所述第二微带线TL2的电长度，θ2为所述第三微带线TL3和所述第四微带线TL4的电长度，RL为所述第一输出端P2和所述第二输出端P3的复数阻抗实部值，Rs为所述输入端P1的复数阻抗实部值，R为所述隔离电阻的复数阻抗实部值的1/2，XL为所述第一输出端P2和所述第二输出端P3的复数阻抗虚部值，Xs为所述输入端P1的复数阻抗虚部值，X为所述隔离电阻的复数阻抗虚部值的1/2。在本专利技术的一个实施例中，所述可端接复数阻抗的新型Wilkinson功率分配器为3-dB结构。与现有技术相比，本专利技术的有益效果如下：1、本专利技术的Wilkinson功率分配器可以实现复数阻抗的变换，功率分配与合成电路设计简单、功耗低。2、输出端口没有直接与隔离电路相连，避免了由于隔离电路尺寸过小而导致输出端口相距过近的缺点，从而使输出端可以与其他电路直接相连；3、仅仅需要微带线和电阻、电容以及电感，不需要其他特殊的器件，就可以完成电路设计，工艺实现难度低。附图说明图1为本专利技术实施例提供的一种现有技术的功率分配器的结构示意图；图2为本专利技术实施例提供的一种可端接复数阻抗的新型Wilkinson功率分配器的电路结构示意图；图3为本专利技术实施例提供的一种可端接复数阻抗的新型Wilkinson功率分配器的电路原理示意图；图4为本专利技术实施例提供的一种可端接复数阻抗的新型Wilkinson功率分配器的偶模分析原理示意图；图5为本专利技术实施例提供的一种可端接复数阻抗的新型Wilkinson功率分配器的奇模分析原理示意图；图6为本专利技术实施例提供的一种可端接复数阻抗的新型Wilkinson功率分配器隔离电路的结构示意图；图7为本专利技术实施例提供的另一种可端接复数阻抗的新型Wilkinson功率分配器隔离电路的结构示意图；图8为本专利技术实施例提供的一种可端接复数阻抗的新型Wilkinson功率分配器的版图结构示意图。具体实施方式下面结合具体实施例对本专利技术做进一步详细的描述，但本专利技术的实施方式不限于此。实施例一请参见图2，图2为本专利技术实施例提供的一种可端接复数阻抗的新型Wilkinson功率分配器的电路结构示意图，所述功率分配器包括第一微带线TL1、第二微带线TL2、第三微带线TL3、第四微带线TL4、输入端P1、第一输出端P2、第二输出端P3以及隔离电路100，其中，所述第一微带线TL1串接于本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种可端接复数阻抗的新型Wilkinson功率分配器，其特征在于，所述功率分配器包括：第一微带线(TL1)、第二微带线(TL2)、第三微带线(TL3)、第四微带线(TL4)、输入端(P1)、第一输出端(P2)、第二输出端(P3)以及隔离电路(100)，其中，所述第一微带线(TL1)串接于所述输入端(P1)和所述第一输出端(P2)之间；所述第二微带线(TL2)串接于所述输入端(P1)和所述第二输出端(P3)之间；所述第三微带线(TL3)、所述隔离电路(100)、所述第四微带线(TL4)依次串接于所述第一输出端(P2)和所述第二输出端(P3)之间。

【技术特征摘要】
1.一种可端接复数阻抗的新型Wilkinson功率分配器，其特征在于，所述功率分配器包括：第一微带线(TL1)、第二微带线(TL2)、第三微带线(TL3)、第四微带线(TL4)、输入端(P1)、第一输出端(P2)、第二输出端(P3)以及隔离电路(100)，其中，所述第一微带线(TL1)串接于所述输入端(P1)和所述第一输出端(P2)之间；所述第二微带线(TL2)串接于所述输入端(P1)和所述第二输出端(P3)之间；所述第三微带线(TL3)、所述隔离电路(100)、所述第四微带线(TL4)依次串接于所述第一输出端(P2)和所述第二输出端(P3)之间。2.根据权利要求1所述的功率分配器，其特征在于，所述隔离电路(100)包括：第一电阻(R1)和电容(C)，所述第一电阻(R1)和所述电容(C)串联。3.根据权利要求1所述的功率分配器，其特征在于，所述隔离电路(100)包括：第二电阻(R2)和电感(L)，所述第二电阻(R2)和所述电感(L)串联。4.根据权利要求1所述的功率分配器，其特征在于，所述第一微带线(TL1)与所述第二微带线(TL2)的长度相同，且所述第一微带线(TL1)和所述第二微带线(TL2)的宽度相同。5.根据权利要求1所述的功率分配器，其特征在于，所述第三微带线(TL3)和所述第四微带线(TL4)的长度相同，且所述第三微带线(TL3)和所述第四微带线(TL4)的宽度相同。6.根据权利要求1所述的功率分配器，其特征在于，所述第一微带线(TL1)、所述第二微带线(TL2)、所述第三微带线(TL3)、所述第四微带线(TL4)的特征阻抗、所述第一微带线(TL1)、所述第二微带线(TL2)、所...

【专利技术属性】
技术研发人员：吕红亮，张艳松，李少军，张玉明，张义门，武岳，
申请(专利权)人：西安电子科技大学，
类型：发明
国别省市：陕西,61