一种分配路数和分配比可重构功分器制造技术

本发明专利技术公开了一种分配路数和分配比可重构功分器，包括n个分支线耦合器、2n+1个π型等效传输线、2n+1个端口微带线和n‑1条连接微带线；第一级分支线耦合器的射频信号输入接口连接射频信号输入端口微带线P1，其余分支线耦合器的射频信号输入接口均各通过一条连接微带线连接在上一个分支线耦合器的一个射频信号输出接口上；分支线耦合器的其余射频信号输出接口各通过一个π型等效传输线连接一条端口微带线；π型等效传输线的变容二极管上还并联有直流偏置电压接入模块。本发明专利技术的功率分配器分配路数和分配比同时可调，且分配比例在一定范围内连续可调，具有易于实现的优点，解决了传统功分器的难以实现分配路数和分配比同时可调的问题。

A reconfigurable power divider with the number of distribution paths and distribution ratio

【技术实现步骤摘要】
一种分配路数和分配比可重构功分器
本专利技术属于射频与微波通信
，具体涉及一种分配路数和分配比可重构功分器，主要应用于阵列天线、混频器以及实时功率分配与合成。
技术介绍
作为射频电路前端的重要组成部分，功率分配器的研究与设计正越来越受到人们的重视。功率分配器简称为功分器，在大规模阵列天线系统和相控阵列雷达系统以及功率合成器中，都需要使用多个功率分配比例不同的功分器。而由于射频功分器的工作原理决定了其体积较大的缺点，多个射频功分器级联的应用会进一步使得射频前端体积庞大，且生产成本增加。而功率分配路数和分配比多功能可重构功分器可以用一个器件代替多个器件，所以它能降低成本，提高性能和集成度，使通信系统的设备尺寸小型化。目前，关于分配比可重构功分器的研究主要是关于功率分配比的离散可重构。不但结构复杂，而且分配比例离散，应用受限。而分配比连续可重构功分器可调范围低，实用性低。同时由于传统微带线功分器都是单一的调节分配路数和分配比的功分器，没有做成多功能的一体化功分器。所以多个单功能的射频功分器级联的应用的功分器制造成本过高。
技术实现思路
本专利技术的目的是提出一种分配路数和分配比可重构功率分配器，能实现分配路数可调且每一路分配比例连续可调。本专利技术通过下述技术方案实现：一种分配路数和分配比可重构功分器，包括金属接地板和介质基板，所述介质基板设置在金属接地板上，还包括分别设置在介质基板上的n个分支线耦合器、2n+1个π型等效传输线、2n+1个端口微带线和n-1条连接微带线，n为不小于1的整数；每个分支线耦合器具有一个射频信号输入接口和3个射频信号输出接口；第一级分支线耦合器的射频信号输入接口连接射频信号输入端口微带线P1，其余分支线耦合器的射频信号输入接口均各通过一条连接微带线连接在上一个分支线耦合器的射频信号输出接口上；所述分支线耦合器的其余射频信号输出接口射频信号输出接口是指分支线耦合器的未连接在射频信号输入端口微带线P1且未连接在上一级分支线耦合器上的射频信号输出接口；所述π型等效传输线包括微带线、2个隔离电容和2个变容二极管；所述微带线的两端各经一个隔离电容和一个变容二极管后接地，微带线的两端还一端连接所在π型等效传输线连接的分支线耦合器，另一端连接所在π型等效传输线连接的端口微带线；所述π型等效传输线的变容二极管上还并联有直流偏置电压接入模块。所述直流偏置电压接入模块连接外部电源时向变容二极管的两端施加反向直流偏置电压。为了实现功分器的分配路数可重构，核心问题是将一个端口的功率传输到任意多个端口，为了实现该目标，可以有功率分配比可调和反射功率可调两种途径，本技术方案中的功率分配器正是一种功率分配比可调和反射功率可调两种途径可重构功率分配器，其各π型等效传输线构成了可调反射器，通过调整可调反射器的变容二极管上施加的电压，实现了分配路数和分配比同时可调，且分配比例在一定范围内连续可调，具有易于控制分配路数和分配比、易于实现的优点，解决了传统功分器的难以实现分配路数和分配比同时可调的问题。作为本专利技术的进一步改进，所述分支线耦合器的个数为2个，分别为：第一3dB分支线耦合器、第二3dB分支线耦合器；所述π型等效传输线有5个，分别为：第一π型等效传输线、第四π型等效传输线、第二π型等效传输线、第五π型等效传输线和第三π型等效传输线；所述端口微带线有5个，分别为：端口微带线P2、端口微带线P3、端口微带线P4、端口微带线P5、端口微带线P6，所述连接微带线仅有一条，为第九微带线；所述第一3dB分支线耦合器包括第一微带线、第二微带线、第三微带线和第四微带线，第一微带线的两端分别与第二微带线的左端、第三微带线的左端连接，第四微带线的两端分别与第二微带线的右端、第三微带线的右端连接，第二微带线的左端还与射频信号输入端口微带线P1的右端连接，第二微带线的右端还与第九微带线的左端连接，第三微带线的左端还通过第一π型等效传输线连接端口微带线P3，第三微带线的右端还还通过第四π型等效传输线连接端口微带线P4，端口微带线P3、端口微带线P4作为射频信号输出的输出端；所述第二3dB分支线耦合器包括第五微带线、第六微带线、第七微带线和第八微带线，第五微带线的两端分别与第六微带线的左端、第七微带线的左端连接，第八微带线的两端分别与第六微带线的右端、第七微带线的右端连接，第六微带线的左端还与第九微带线的右端连接，第六微带线的右端还与第三π型等效传输线左端连接，第三π型等效传输线右端与端口微带线P2的左端连接，第七微带线的左端还通过第二π型等效传输线与端口微带线P5连接，第七微带线的右端还通过第五π型等效传输线连接端口微带线P6，端口微带线P2、端口微带线P5、端口微带线P6也作为射频信号输出的输出端。上述技术方案中的功率分配器，具有2个分支线耦合器和5个π型等效传输线，可以将输入的射频信号分为5路输出，能实现分配路数1-5路可调且每一路分配比例大范围内连续可调，且调整非常方便。所述第一π型等效传输线包括第十微带线、隔离电容C1、隔离电容C2、变容二极管D1和变容二极管D2；所述第十微带线的上端经隔离电容C1、变容二极管D1后接地，第十微带线的上端还与第三微带线的左端连接；第十微带线的右端经隔离电容C2、变容二极管D2后接地，第十微带线的下端还与端口微带线P3连接；所述第四π型等效传输线包括第十一微带线、隔离电容C3、隔离电容C4、变容二极管D3和变容二极管D4；第十一微带线的上端经隔离电容C3、变容二极管D3后接地，第十一微带线的上端还与第三微带线的右端连接；第十一微带线的右端经隔离电容C4、变容二极管D4后接地，第十一微带线的下端还与端口微带线P4连接；所述第二π型等效传输线包括第十二微带线、隔离电容C5、隔离电容C6、变容二极管D5和变容二极管D6；所述第十二微带线的上端经隔离电容C5、变容二极管D5后接地，第十二微带线的上端还与第七微带线的左端连接；第十二微带线的下端经隔离电容C6、变容二极管D6后接地，第十二微带线的下端还与端口微带线P5连接；所述第五π型等效传输线包括第十三微带线、隔离电容C7、隔离电容C8、变容二极管D7和变容二极管D8；第十三微带线的上端经隔离电容C7、变容二极管D7后接地，第十三微带线的上端还与第七微带线的右端连接；第十三微带线的下端经隔离电容C8、变容二极管D8后接地，第十三微带线的下端还与端口微带线P6微带线连接；所述第三π型等效传输线包括第十四微带线、隔离电容C9、隔离电容C10、变容二极管D9和变容二极管D10；所述第十四微带线的左端经隔离电容C9、变容二极管D9后接地，第十四微带线的左端还与第八微带线的右端连接；第十四微带线的右端经隔离电容C10、变容二极管D10后接地，第十四微带线的右端还与端口微带线P2连接。所述变容二极管D1、D2、D3和D4的两端分别施加有反向直流偏置电压V1；所述变容二极管D5、D6、D7和D8的两端分别有施加反向直流偏置电压V2；所述变容二极管D9和D10的两端分别施加有反本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种分配路数和分配比可重构功分器，包括金属接地板(8)和介质基板(9)，所述介质基板(9)设置在金属接地板(8)上，其特征在于：还包括分别设置在介质基板(9)上的n个分支线耦合器、2n+1个π型等效传输线、2n+1个端口微带线和n-1条连接微带线，n为不小于1的整数；每个分支线耦合器具有1个射频信号输入接口和3个射频信号输出接口；第一级分支线耦合器的射频信号输入接口连接射频信号输入端口微带线P1，其余分支线耦合器的射频信号输入接口均各通过一条连接微带线连接在上一个分支线耦合器的一个射频信号输出接口上；所述分支线耦合器的其余射频信号输出接口各通过一个π型等效传输线连接一条端口微带线；所述分支线耦合器的其余射频信号输出接口是指分支线耦合器的未连接在射频信号输入端口微带线P1上且未连接在上一级分支线耦合器上的射频信号输出接口；/n所述π型等效传输线包括微带线、2个隔离电容和2个变容二极管；所述微带线的两端各经一个隔离电容和一个变容二极管后接地，微带线的两端还一端连接所在π型等效传输线连接的分支线耦合器，另一端连接所在π型等效传输线连接的端口微带线；/n所述π型等效传输线的变容二极管上还并联有直流偏置电压接入模块。/n...

【技术特征摘要】
1.一种分配路数和分配比可重构功分器，包括金属接地板(8)和介质基板(9)，所述介质基板(9)设置在金属接地板(8)上，其特征在于：还包括分别设置在介质基板(9)上的n个分支线耦合器、2n+1个π型等效传输线、2n+1个端口微带线和n-1条连接微带线，n为不小于1的整数；每个分支线耦合器具有1个射频信号输入接口和3个射频信号输出接口；第一级分支线耦合器的射频信号输入接口连接射频信号输入端口微带线P1，其余分支线耦合器的射频信号输入接口均各通过一条连接微带线连接在上一个分支线耦合器的一个射频信号输出接口上；所述分支线耦合器的其余射频信号输出接口各通过一个π型等效传输线连接一条端口微带线；所述分支线耦合器的其余射频信号输出接口是指分支线耦合器的未连接在射频信号输入端口微带线P1上且未连接在上一级分支线耦合器上的射频信号输出接口；
所述π型等效传输线包括微带线、2个隔离电容和2个变容二极管；所述微带线的两端各经一个隔离电容和一个变容二极管后接地，微带线的两端还一端连接所在π型等效传输线连接的分支线耦合器，另一端连接所在π型等效传输线连接的端口微带线；
所述π型等效传输线的变容二极管上还并联有直流偏置电压接入模块。


2.根据权利要求1所述的一种分配路数和分配比可重构功分器，其特征在于，所述直流偏置电压接入模块连接外部电源向变容二极管的两端施加反向直流偏置电压。


3.根据权利要求1或2所述的一种分配路数和分配比可重构功分器，其特征在于，所述分支线耦合器的个数为2个，分别为：第一3dB分支线耦合器(1)、第二3dB分支线耦合器(2)；所述π型等效传输线有5个，分别为：第一π型等效传输线(3)、第四π型等效传输线(4)、第二π型等效传输线(5)、第五π型等效传输线(6)和第三π型等效传输线(7)；所述端口微带线有5个，分别为：端口微带线P2、端口微带线P3、端口微带线P4、端口微带线P5、端口微带线P6，所述连接微带线仅有一条，为第九微带线(91)；
所述第一3dB分支线耦合器(1)包括第一微带线(11)、第二微带线(12)、第三微带线(13)和第四微带线(14)，第一微带线(11)的两端分别与第二微带线(12)的左端、第三微带线(13)的左端连接，第四微带线(14)的两端分别与第二微带线(12)的右端、第三微带线(13)的右端连接，第二微带线(12)的左端还与射频信号输入端口微带线P1的右端连接，第二微带线(12)的右端还与第九微带线(91)的左端连接，第三微带线(13)的左端还通过第一π型等效传输线(3)连接端口微带线P3，第三微带线(13)的右端还还通过第四π型等效传输线(4)连接端口微带线P4；
所述第二3dB分支线耦合器(2)包括第五微带线(21)、第六微带线(22)、第七微带线(23)和第八微带线(24)，第五微带线(21)的两端分别与第六微带线(22)的左端、第七微带线(23)的左端连接，第八微带线(24)的两端分别与第六微带线(22)的右端、第七微带线(23)的右端连接，第六微带线(22)的左端还与第九微带线(91)的右端连接，第六微带线(22)的右端还与第三π型等效传输线(7)左端连接，第三π型等效传输线(7)右端与端口微带线P2的左端连接，第七微带线(23)的左端还通过第二π型等效传输线(5)与端口微带线P5连接，第七微带线(23)的右端还通过第五π型等效传输线(6)连接端...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨虹，雷鹏，张红升，赵世巍，彭洪，
申请(专利权)人：重庆邮电大学，
类型：发明
国别省市：重庆;50