基于垂直椭圆耦合结构的高隔离宽带功分器制造技术

本发明专利技术公开了一种基于多层椭圆缺陷地结构的高隔离宽带功分器，该功分器包括三层结构，自上而下依次是顶层信号层、中间金属地层和底层信号层，顶层信号层包括顶层介质基片和第一输入端口、第一输出端口、第二输出端口、第一椭圆传输单元、第二椭圆传输单元、第三椭圆传输单元和第一T型功分结构及阻抗匹配电路；中间金属地层包括第一椭圆缺陷地单元、第二椭圆缺陷地单元和第三椭圆缺陷地单元；底层信号层包括底层介质基片、第二输入端口、第三输出端口、第四输出端口、第四椭圆传输单元、第五椭圆传输单元、第六椭圆传输单元和第二T型功分结构及阻抗匹配电路。本发明专利技术的高隔离宽带功分器结构简单，性能优异。

High Isolation Broadband Power Divider Based on Vertical Elliptical Coupling Structure

【技术实现步骤摘要】
基于垂直椭圆耦合结构的高隔离宽带功分器
本专利技术属于微波传输器件
，具体涉及一种基于垂直椭圆耦合结构的高隔离宽带功分器。
技术介绍
功分器在无线通信和相控阵系统中作为一种至关重要的元件，目前已在功率放大器、天线馈电和其他多通道分配网络中得到了广泛的应用。在现代雷达通信中，大规模阵列天线的使用以及信号更高的传输速率导致迫切需求一种能应用在大功率场合下的高隔离宽带功分器，而传统的威尔金森功分器由于散热问题和相对带宽的限制，已无法满足当代技术需求，Gysel功分器解决了散热问题，但相对带宽仅仅只有20％，如何实现高隔离宽带功分器成为人们目前研究的热点之一。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种满足大功率应用场合的基于垂直椭圆耦合结构的高隔离宽带功分器。实现本专利技术目的的技术解决方案：一种基于垂直椭圆耦合结构的高隔离宽带功分器，包括顶层信号层、中间金属地层和底层信号层；顶层信号层包括顶层介质基板、第一输入端口、第一椭圆传输单元、第一传输线、第一T型功分结构及其阻抗匹配电路、第二传输线、第三传输线、第二椭圆传输单元、第三椭圆传输单元、第一输出端口、第二输出端口；中间金属地层包括第一椭圆缺陷地单元、第二椭圆缺陷地单元和第三椭圆缺陷地单元；底层信号层包括底层介质基板、第二输入端口、第四椭圆传输单元、第四传输线、第二T型功分结构及其阻抗匹配电路、第五传输线、第五椭圆传输单元、第三输出端口、第六传输线、第六椭圆传输单元、第四输出端口；所述顶层信号层和底层信号层关于中间金属地层镜像对称；所述第一椭圆传输单元和第四椭圆传输单元分别位于第一椭圆缺陷地单元的上方和下方，第二椭圆传输单元和第五椭圆传输单元分别位于第二椭圆缺陷地单元的上方和下方，第三椭圆传输单元和第六椭圆传输单元分别位于第三椭圆缺陷地单元的上方和下方。与现有技术相比，本专利技术的显著优点为：(1)本专利技术的高隔离宽带功分器采用垂直椭圆耦合结构，能够实现传输线之间的强耦合，在较小的插入损耗下实现超过较宽的相对带宽，且中心频率可控；(2)本专利技术的高隔离宽带功分器由于隔离电阻的缺少，具有相对较低的插入损耗；(3)本专利技术的高隔离宽带功分器结构简单，加工方便。附图说明图1为本专利技术的高隔离宽带功分器的顶层信号层结构示意图。图2为本专利技术的高隔离宽带功分器的中间金属地层结构示意图。图3为本专利技术的高隔离宽带功分器的底层信号层结构示意图。图4为本专利技术的高隔离宽带功分器的频率响应图。具体实施方式一种基于垂直椭圆耦合结构的高隔离宽带功分器，包括顶层信号层、中间金属地层和底层信号层；如图1所示，顶层信号层包括顶层介质基板1、第一输入端口2、第一椭圆传输单元3、第一传输线4、第一T型功分结构及其阻抗匹配电路5、第二传输线6、第三传输线9、第二椭圆传输单元7、第三椭圆传输单元10、第一输出端口8、第二输出端口11；如图2所示，中间金属地层包括第一椭圆缺陷地单元13、第二椭圆缺陷地单元15和第三椭圆缺陷地单元14；如图3所示，底层信号层包括底层介质基板16、第二输入端口17、第四椭圆传输单元18、第四传输线19、第二T型功分结构及其阻抗匹配电路20、第五传输线26、第五椭圆传输单元25、第三输出端口24、第六传输线23、第六椭圆传输单元22、第四输出端口21；所述顶层信号层和底层信号层关于中间金属地层镜像对称；所述第一椭圆传输单元3和第四椭圆传输单元18分别位于第一椭圆缺陷地单元13的上方和下方，第二椭圆传输单元7和第五椭圆传输单元25分别位于第二椭圆缺陷地单元15的上方和下方，第三椭圆传输单元10和第六椭圆传输单元22分别位于第三椭圆缺陷地单元14的上方和下方。第一输入端口2、第一椭圆传输单元3、第一传输线4依次连接，第一传输线4通过第一T型功分结构及其阻抗匹配电路5与第二传输线6和第三传输线9相连，第二传输线6与第二椭圆传输单元7、第一输出端口8依次连接，第三传输线9与第三椭圆传输单元10、第二输出端口11依次连接；第二输入端口17、第四椭圆传输单元18、第四传输线19依次连接，第四传输线19通过第二T型功分结构及其阻抗匹配电路20与第五传输线26、第六传输线23连接，第五传输线26与第五椭圆传输单元25、第三输出端口24依次连接，第六传输线23与第六椭圆传输单元22、第四输出端口21依次连接。所述第一椭圆传输单元3、第二椭圆传输单元7、第三椭圆传输单元10、第四椭圆传输单元18、第五椭圆传输单元25和第六椭圆传输单元22具有完全相同的形状和大小，且相同长度的枝节位于椭圆传输单元两侧；第一T型功分结构与第二功分结构及其匹配电路具有完全相同的形状和大小，匹配电路位于T型功分结构输出端后。顶层介质基板1、底层介质基板16均为介电常数为3.66的RO4350B,厚度为0.254mm。第一椭圆缺陷地单元、第二椭圆缺陷地单元和第三椭圆缺陷地单元为在金属地层蚀刻而成的椭圆单元。椭圆传输单元和椭圆缺陷地单元具有相同的长轴宽度。信号从第一输入端口流入，则信号从第三输出端口和第四输出端口流出；信号从第二输入端口流入，则信号从第一输出端口和第二输出端口流出。通过改变所述椭圆传输单元尺寸来改变该功分器S参数性能，而耦合系数又通过改变中心频率和椭圆传输单元长短轴长度与椭圆缺陷地单元长短轴长度而变化。通过调节开路枝节的长度来优化该功分器S参数性能。下面结合实施例对本专利技术进行详细说明。实施例基于垂直椭圆耦合结构的高隔离宽带功分器，包括顶层信号层，中间金属地层，底层信号层。如图1所示，顶层信号层包括顶层介质基板1，第一输入端口2，第一椭圆传输单元3，第一传输线4，第一功分结构及其匹配电路5，第二传输线6和第三传输线9，第二椭圆传输单元7和第三椭圆传输单元10，第一输出端口8和第二输出端口11。第一椭圆传输单元3两端分别第一输入端口2和第一传输线4相连，第一传输线4连至第一功分结构及其匹配电路5，再与第二传输线6和第三传输线9相连，第二传输线6和第三传输线9分别与第二椭圆传输单元7和第三椭圆传输10连至第一输出端口8和第二输出端口11，顶层介质基板1为介电常数为3.66的RO4350B,厚度为0.254mm。如图2所示，中间金属地层包括第一椭圆缺陷地单元13，第二椭圆缺陷地单元15和第三椭圆缺陷地单元14，分别位于第一椭圆传输单元3与第四椭圆传输单元18之间，第二椭圆传输单元7与第五椭圆传输单元25之间，第三椭圆传输单元10与第六椭圆传输单元22之间。如图3所示，底层信号层包括底层介质基板16，第二输入端口17，第四椭圆传输单元18，第四传输线19，第二功分结构及其匹配电路20，第五传输线21和第六传输线26，第五椭圆传输单元25和第六椭圆传输单元22，第三输出端口24和第四输出端口21。第四椭圆传输单元18两端分别第二输入端口17和第四传输线19相连，第四传输线19连至第二功分结构及其匹配电路20，再与第五传输线21和第六传输线26相连，第五传输线21和第六传输线26分别与第五椭圆传输单元25和第六椭圆传输22连至第三输出端口24和第四输出端口21，底层介质基板16为介电常数为3.66的RO4350B,厚度为0.254mm。本实施例中采用的第一椭圆缺陷地单元13，第二椭圆缺陷地单元15和第三椭圆缺陷地单元14是在本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于垂直椭圆耦合结构的高隔离宽带功分器，其特征在于，包括顶层信号层、中间金属地层和底层信号层；顶层信号层包括顶层介质基板(1)、第一输入端口(2)、第一椭圆传输单元(3)、第一传输线(4)、第一T型功分结构及其阻抗匹配电路(5)、第二传输线(6)、第三传输线(9)、第二椭圆传输单元(7)、第三椭圆传输单元(10)、第一输出端口(8)和第二输出端口(11)；中间金属地层包括第一椭圆缺陷地单元(13)、第二椭圆缺陷地单元(15)和第三椭圆缺陷地单元(14)；底层信号层包括底层介质基板(16)、第二输入端口(17)、第四椭圆传输单元(18)、第四传输线(19)、第二T型功分结构及其阻抗匹配电路(20)、第五传输线(26)、第五椭圆传输单元(25)、第三输出端口(24)、第六传输线(23)、第六椭圆传输单元(22)和第四输出端口(21)；所述顶层信号层和底层信号层关于中间金属地层镜像对称；所述第一椭圆传输单元(3)和第四椭圆传输单元(18)分别位于第一椭圆缺陷地单元(13)的上方和下方，第二椭圆传输单元(7)和第五椭圆传输单元(25)分别位于第二椭圆缺陷地单元(15)的上方和下方，第三椭圆传输单元(10)和第六椭圆传输单元(22)分别位于第三椭圆缺陷地单元(14)的上方和下方。...

【技术特征摘要】
1.一种基于垂直椭圆耦合结构的高隔离宽带功分器，其特征在于，包括顶层信号层、中间金属地层和底层信号层；顶层信号层包括顶层介质基板(1)、第一输入端口(2)、第一椭圆传输单元(3)、第一传输线(4)、第一T型功分结构及其阻抗匹配电路(5)、第二传输线(6)、第三传输线(9)、第二椭圆传输单元(7)、第三椭圆传输单元(10)、第一输出端口(8)和第二输出端口(11)；中间金属地层包括第一椭圆缺陷地单元(13)、第二椭圆缺陷地单元(15)和第三椭圆缺陷地单元(14)；底层信号层包括底层介质基板(16)、第二输入端口(17)、第四椭圆传输单元(18)、第四传输线(19)、第二T型功分结构及其阻抗匹配电路(20)、第五传输线(26)、第五椭圆传输单元(25)、第三输出端口(24)、第六传输线(23)、第六椭圆传输单元(22)和第四输出端口(21)；所述顶层信号层和底层信号层关于中间金属地层镜像对称；所述第一椭圆传输单元(3)和第四椭圆传输单元(18)分别位于第一椭圆缺陷地单元(13)的上方和下方，第二椭圆传输单元(7)和第五椭圆传输单元(25)分别位于第二椭圆缺陷地单元(15)的上方和下方，第三椭圆传输单元(10)和第六椭圆传输单元(22)分别位于第三椭圆缺陷地单元(14)的上方和下方。2.根据权利要求1所述的基于垂直椭圆耦合结构的高隔离宽带功分器，其特征在于，第一输入端口(2)、第一椭圆传输单元(3)、第一传输线(4)依次连接，第一传输线(4)通过第一T型功分结构及其阻抗匹配电路(5)与第二传输线(6)和第三传输线...

【专利技术属性】
技术研发人员：崔杰，王陈浩，王禹，包丽平，盛卫星，韩玉兵，张仁李，郭山红，
申请(专利权)人：南京理工大学，
类型：发明
国别省市：江苏,32