一种小型化宽带功分网络制造技术

本发明专利技术公开了一种小型化宽带功分网络，包含：壳体，设置在所述壳体内部的多层印制板；至少两个威尔金森功分器，每一所述威尔金森功分器分层印制在所述多层印制板上，多个地板层，其对应设置在每对所述威尔金森功分器之间；巴伦结构，其输出端对应与各个所述威尔金森功分器的输入端口连接并对每一所述威尔金森功分器馈电。本发明专利技术具有在宽频带上更低的损耗，结构简单，体积小，加工方便，具有很好的实用性的优点。

【技术实现步骤摘要】
一种小型化宽带功分网络
本专利技术涉及无线通信、雷达领域的设备，特别涉及了一种小型化宽带功分网络，更具体来说，是一种能够在相对较小的尺寸范围内实现多路宽带功率分配的功分网络。
技术介绍
功分网络是一种多端口微波器件，将一路微波信号分配给多路通道，一直以来就是微波
非常重要的组成部分，随着微波技术的不断发展，对功分器小型化及其宽带特性提出了越来越高的要求，由于现代微波技术还向着批量化生产发展，因此在兼顾性能的同时还要求功分器具有结构简单、低成本等特点，这就对功分器的实际提出了越来越高的要求。如图1所示，在已设计完成的一分二宽带功分器设计基础上进行一分四微带功分网络设计。即用三个一分二功分器进行级联组合，但是这样所占用的尺寸将会成倍增加，尤其对于工作频率需覆盖UHF/VHF频带的宽带功分器。
技术实现思路
本专利技术的目的提供一种小型化宽带功分网络，通过将两个宽带威尔金森功分器分别印刷在多层介质板上顶层和底层，通过共用口径的方法实现小型化。使用微带渐变巴伦对功分器馈电，巴伦结构是将不平衡的同轴单端口馈电，转化成平衡双端口馈电，同时巴伦还需要具备宽带的性能。根据唯一性定理和保角变换规则，平行双线的阻抗为其一半厚度同线宽微带线阻抗的一半，选择合适的阻抗变换结构来实现两个基板厚度h平行双线与基板厚度h微带线之间的匹配，降低功分网络的插入损耗。为了实现以上目的，本专利技术通过以下技术方案实现：一种小型化宽带功分网络，包含：壳体，设置在所述壳体内部的多层印制板；至少两个威尔金森功分器，每一所述威尔金森功分器分层印制在所述多层印制板上，多个地板层，其对应设置在每对所述威尔金森功分器之间；巴伦结构，其输出端对应与各个所述威尔金森功分器的输入端口连接并对每一所述威尔金森功分器馈电。优选地，所述宽带功分网络进一步设有过渡结构，所述过渡结构为平行双线结构转微带线结构的过渡结构，其输入端与所述巴伦结构的输出端连接；其输出端与每一所述威尔金森功分器的输入端口连接。优选地，所述巴伦结构为微带渐变式巴伦结构，其输出端为平行双线结构与所述过渡结构的输入端相匹配。优选地，每一所述威尔金森功分器的输入端为微带线结构，其与所述过渡结构的输出端相匹配。优选地，所述宽带功分网络进一步设有与所述威尔金森功分器相匹配的SMP转接端口，分别对应与每一所述威尔金森功分器的输出端连接。本专利技术与现有技术相比具有以下优点：能实现更小的体积，尤其对于工作频带较宽覆盖低频段的功分网络和规模较大功分网络，优势更加明显。能实现在宽频带上更低的损耗。结构简单，加工方便。具有很好的实用性。附图说明图1为传统的小型化宽带功分网络原理图；图2为本专利技术一种小型化宽带功分网络结构示意图；图3为本专利技术一种小型化宽带功分网络原理示意图；图4为本专利技术一种小型化宽带功分网络实例的回波损耗示意图；图5为本专利技术一种小型化宽带功分网络实例的插入损耗示意图。具体实施方式以下结合附图，通过详细说明一个较佳的具体实施例，对本专利技术做进一步阐述。如图2与3所示，本专利技术一种小型化宽带功分网络，包含：壳体1，设置在所述壳体1内部的多层印制板4，分别设置在所述多层印制板4顶层与底层的第一威尔金森功分器2与第二威尔金森功分器3，地板层5其对应设置在所述第一威尔金森功分器2与第二威尔金森功分器3之间；巴伦结构6，其输出端与平行双线转微带线过渡结构7的输入端连接，在本实施例中，所述巴伦结构6为微带渐变式巴伦结构，所述巴伦结构6的输出端为平行双线结构；所述第一威尔金森功分器2与第二威尔金森功分器3的输入端为微带线结构，通过所述平行双线转微带线过渡结构7进行匹配，使两者能够连接，即所述第一威尔金森功分器2与第二威尔金森功分器3的输入端与所述平行双线转微带线过渡结构7的输出端连接；从而实现通过所述巴伦结构6的单端口功分成两路分别给第一威尔金森功分器2与第二威尔金森功分器3的输入端口馈电。两对对称多处理(SymmetricalMulti-processing，简称SMP)转接端口8，呈相互对称设置，分别对应与所述第一威尔金森功分器2与第二威尔金森功分器3的输出端连接。在本实施例中，单节威尔金森功分器属于窄带结构，为了进一步加宽工作频带，可以用多节的宽频带功分器，根据功分器的带宽确定功分器的阶数，然后查表得到每节归一化阻抗换算成微带线的长度跟宽度。七节威尔金森功分器实现在0.4GHz-4.5GHz的频带范围内，其回波损耗小于-15dB，插损小于4.5dB，隔离度大于18dB。宽带的巴伦结构6通过双曲线渐变结构来实现，双曲线渐变线阻抗变换器可以等效成阶梯数目无限多的阶梯阻抗变换器，从而实现宽频带，同时也有利于本申请的小型化。在本实施例中，多层印制板4型号为FR4的介质基板，其相对介电常数为4.6，基板厚度h为2.4mm。在本实施例中，所述巴伦结构6可为50Ω非平衡到100Ω平衡馈电转换的宽带巴伦，在0.4GHz-10GHz的频带范围内，其回波损耗小于-15dB，插损小于0.7dB，在0.4GHz-4.5GHz的频带范围内插损小于0.5dB，比同频带一分二功分器的插损要减小1dB以上。在本实施例中，由于巴伦输出端为平行双线结构，而威尔金森功分器输入端为微带线结构7，根据唯一性定理和保角变换规则，平行双线的阻抗为其一半厚度同线宽微带线阻抗的一半，因此在所述平行双线和微带线同线宽时，微带线的阻抗只有平行双线阻抗的一半，为50Ω，严重失配；在本实施例中，为了降低匹配损耗，所述过渡结构7采用一个λ/4阻抗变换器，λ代表宽频带中心频率波长；实现100Ω到50Ω的阻抗变换。同时由于平行双线无地结构，为了降低地板对平行双线的影响，将过渡结构地板的宽度设置为微带线线宽的3～5倍。所述过渡结构7在工作频带内的插入损耗小于0.6dB。综上所述，将两个一分二威尔金森功分器共口径放置实现小型化，通过巴伦结构对其馈电，对过渡结构进行仿真优化，可以得到宽频带小型化的一分四功分网络。如图4和图5所示，本申请在0.4GHz～4.5GHz频带范围实现小型化功分网络。在工作频带范围内，回波损耗均在-15dB以下，典型插损值在7.5dB。尽管本专利技术的内容已经通过上述优选实施例作了详细介绍，但应当认识到上述的描述不应被认为是对本专利技术的限制。在本领域技术人员阅读了上述内容后，对于本专利技术的多种修改和替代都将是显而易见的。因此，本专利技术的保护范围应由所附的权利要求来限定。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种小型化宽带功分网络，其特征在于，包含：壳体，设置在所述壳体内部的多层印制板；至少两个威尔金森功分器，每一所述威尔金森功分器分层印制在所述多层印制板上，多个地板层，其对应设置在每对所述威尔金森功分器之间；巴伦结构，其输出端对应与各个所述威尔金森功分器的输入端口连接并对每一所述威尔金森功分器馈电。

【技术特征摘要】
1.一种小型化宽带功分网络，其特征在于，包含：壳体，设置在所述壳体内部的多层印制板；至少两个威尔金森功分器，每一所述威尔金森功分器分层印制在所述多层印制板上，多个地板层，其对应设置在每对所述威尔金森功分器之间；巴伦结构，其输出端对应与各个所述威尔金森功分器的输入端口连接并对每一所述威尔金森功分器馈电。2.如权利要求1所述一种小型化宽带功分网络，其特征在于，所述宽带功分网络进一步设有过渡结构，所述过渡结构为平行双线结构转微带线结构的过渡结构，其输入端与所述巴伦结构的输出端连接；其输出...

【专利技术属性】
技术研发人员：范姣婧，郑欢，李明亮，
申请(专利权)人：上海无线电设备研究所，
类型：发明
国别省市：上海,31