共面波导电路宽带不等分一分二功分器制造技术

本发明专利技术公开了一种共面波导电路宽带(功率比3:2)不等分一分二功分器：包括屏蔽盒和电路板；该电路板自上而下依次为：共面波导电路层、介质层和金属层；所述金属层有沟槽等电路；共面波导电路层包括：输入端口、二个输出端口、传输线电路以及设置在所述传输线电路中的多个电阻；该功分器中，阻抗较高的功率比为“2”电路：应用常规共面波导电路；功率比“3”电路：前级阻抗略高电路为常规共面波导电路，接地共面波导连接其余电路和输入、输出端口；屏蔽盒金属层下挖有替代常规共面波导“空气桥”的沟槽，减小常规共面波导接地不一致性和“空气桥”对电路板影响。共面波导电路损耗小、频带宽、端口匹配、隔离度高相位和幅度可以调整。

【技术实现步骤摘要】
共面波导电路宽带不等分一分二功分器
本专利技术涉及电子信息
，特别涉及一种共面波导电路宽带不等分一分二功分器。
技术介绍
功分器是将输入微波信号功率分成多路相等或不相等输出的一种多端口器件，经典电路形式是威尔金森功分器：是一种所有端口匹配、低损耗、高隔离度、同相的多端口功分器。现在广泛使用的宽带不等分一分二功分器是两路不同特性阻抗，多节阻抗变换器的威尔金森一分二功分器连接的多节级联微带电路结构，为了进一步加宽工作带宽，采用增加λg/4传输线段和相应的隔离电阻的数目。存在问题：(1)宽带(功率比3:2)不等分一分二功分器需要40Ω到124Ω阻抗变换，微带电路受制板工艺和成本限制，较难实现阻抗120Ω以上的传输线，导致不等分一分二功分器进一步拓展频率带宽和提高功率比受限制；(2)电路从输入的T形节电路从开始就是不对称结构；功率比为“2”的较高阻抗一路，前级阻抗变换微带传输线较细、空间耦合强、损耗大、承受功率小等；(3)宽带电路随着频率升高的“趋肤效应”更进一步减小了微带传输线导体的有效截面积，导体损耗增大，导致带内起伏较大，宽频带内的功率比变化；(4)功率比为“3”的相对低阻抗一路，微带线较宽，导体损耗小，占用面积大。(5)隔离电阻承受功率越大，要求电阻尺寸较大，电阻对地分布电容大，对较细的前级微带传输线影响较大；(6)两路结构不对称，幅度不一致，且相位差大，随频率升高，功分器各端口匹配变差、损耗显著增大。(7)选定板材后，微带电路阻抗随宽度W改变，相位随长度L改变，各只有一个变量。通常，先改变其中一路长度调相位，再外加衰减元件或者是略微改变功率分配比调整输出幅度，幅度和相位难以同时达到指标要求，需要加长增加相位的一路损耗本身就大。带状线电路威尔金森宽带不等分一分二功分器也有少量应用，相比微带电路功分器加工更加困难、成本更高，也无法直接把元件焊接到信号层，不适用同时存在高阻抗和低阻抗，且阻抗值相差较大的电路。除微带线和带状线外，共面波导(CPW、GCPW)也是一种性能优越、加工方便的微波平面电路，特性阻抗覆盖：20～250Ω，尤其在较高频率和较高阻抗电路应用，在损耗、串扰和宽频带范围内良好的带内平坦度方面共面波导传输线拥有微带线和带状线所不可比拟的性能优势。共面波导与微带线略有不同：在传输线两侧增加了大面积的接地平面。选定板材后，共面波导的特性阻抗由信号带线宽度(W)和槽线宽度(S)的比例决定，传输线导体宽度W、长度L和接地导体之间的间距S，各有两个变量改变电路阻抗和相位，需要增加长度(相位)的高阻抗一路本身损耗相对较小。目前的功分器电路设计，在传输损耗、幅度和相位一致性、承受功率和可靠性方面存在改进的空间。
技术实现思路
针对上述内容的缺陷，本专利技术的目的在于：(1)应用共面波导传输线具有的传输和辐射损耗低，高次模抑制好，在宽频带内特性阻抗及驻波波动小、变化连续平滑等特点；(2)共面波导的特性阻抗由信号带线宽度(W)和槽线宽度(S)的比例决定,传输线导体宽度W、长度L和接地导体之间的间距S，各有两个变量决定电路阻抗值、相位数值和控制传输线衰减值；(3)应用常规共面波导增加高阻抗传输线宽度，应用接地共面波导控制低阻抗传输线宽度，共面波导混合电路应用降低馈电端口的复杂性，使电路布局更加合理。实现不等分一分二功分器工作在微波较低频率、宽带、低损耗、高隔离度、良好的带内平坦度、高幅度和相位一致性、承受较大功率。本专利技术提供一种共面波导电路宽带(功率比3:2)不等分一分二功分器，包括：屏蔽盒和设置于屏蔽盒内部的共面波导传输线电路板；所述屏蔽盒的侧面分别设有输入端和两个输出端；所述共面波导传输线电路板上的相应端口电路分别与所述输入端和两个输出端连接；其中，所述所述共面波导传输线电路板的结构自上而下依次为：共面波导电路层、介质层和金属层；所述金属层有沟槽；所述共面波导电路层包括：输入端口、两个输出端口、传输线电路以及设置在所述传输线电路中的多个电阻；所述传输线电路为所述输入端口和两个输出端口之间的电路；所述两个输出端口分别为第一输出端口和第二输出端口。进一步地，所述输入端口和两个输出端口之间的输出电路特性阻抗不相同，核心电路阻抗比为3:2。进一步地，所述输入端口和第一输出端口之间的电路，包括：输入端口通过接地共面波导传输线与T形节电路一端连接；T形节电路另一端与第一输出端口的电路连接；所述第一输出端口的电路为接地共面波导50Ω阻抗传输线。进一步地，输入端口与T形节的第一口连接；T形节的第二口接一侧电路，T形节的第三口接另一侧电路；所述T形节包括六节电路，分别为：从左向右依次连接：端口1连接，接地共面波导传输线(L:6mm，W:2.1mm，S:1.5mm，和过渡段)，接T形节的1口，T形节电路，T形节2口接第一输出电路，T形节3口接第二输出电路。第一输出电路第一节(常规共面波导117Ω阻抗传输线，其中W：2.3mm,S：1.9mm)。传输线L:10mm，90°切角拐弯，传输线L:5.26mm，90°切角拐弯，传输线L:7mm，90°切角拐弯，传输线L:1mm，接T形节的2口，T形节的1口接电阻100Ω管脚1，接T形节的3口接第一输出电路(第二节)。第一输出电路第二节：(95Ω阻抗常规共面波导传输线,W：2.3mm，S：1mm)。传输线L:3mm，90°切角拐弯，传输线L:7.5mm，90°切角拐弯，传输线L:3.15mm，90°切角拐弯，传输线L:7.8mm，90°拐弯，传输线L:1mm，接T形节的2口，T形节的1口接电阻200Ω管脚1，接T形节的3口，第一输出电路(第三节)。第一输出电路第三节：(78Ω阻抗常规共面波导传输线,W：2.3mm，S：0.57mm)，传输线L:2.5mm，90°切角拐弯，传输线L:8mm，90°切角拐弯，传输线L:2.9mm，90°切角拐弯，传输线L:7.8mm，90°切角拐弯，传输线L:1mm，接T形节的2口，T形节的1口接电阻300Ω管脚1，接T形节的3口，第一输出电路(第四节)。第一输出电路第四节：(67Ω阻抗接地共面波导传输线，W：2.3mm，S：0.34mm)，传输线L:1.9mm，90°切角拐弯，传输线L:8.3mm，90°切角拐弯，传输线L:2.9mm，90°切角拐弯，传输线L:8.2mm，90°切角拐弯，传输线L:1mm，接T形节的2口，T形节的1口节、接电阻470Ω管脚1，接T形节的3口，第一输出电路(第五节)。第一输出电路第五节：(接地共面波导60到50Ω阻抗传输线，W：1.72，mm，S：1.2mm)，传输线L:2mm，90°切角拐弯，传输线L:10.59mm，90°切角拐弯，传输线L:2.98mm，90°切角拐弯，传输线L:6.11mm。第一输出电路(第六节)。第一输出电路第六节(接地共面波导60到50Ω阻抗传输线，W：1.92mm，S：1.2mm)，传输线L:2mm，90°切角拐弯，传输线L:2.5mm，L:2mm，90°切角拐弯，传输线L:6.3mm，90°本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.共面波导电路宽带不等分一分二功分器，其特征在于，包括屏蔽盒和设置于屏蔽盒内部的共面波导传输线电路板；所述屏蔽盒的侧面分别设有输入端和第一输出端、第二输出端；所述共面波导传输线电路板上的相应端口电路分别与所述输入端和第一输出端、第二输出端连接；/n其中，所述共面波导传输线电路板的结构自上而下依次为：共面波导电路层、介质层和金属层；所述金属层有沟槽；/n所述共面波导电路层包括：输入端口、第一输出端口、第二输出端口传输线电路以及设置在所述传输线电路中的多个电阻；所述传输线电路为所述输入端口和第一输出端口、第二输出端口之间的电路。/n

【技术特征摘要】
1.共面波导电路宽带不等分一分二功分器，其特征在于，包括屏蔽盒和设置于屏蔽盒内部的共面波导传输线电路板；所述屏蔽盒的侧面分别设有输入端和第一输出端、第二输出端；所述共面波导传输线电路板上的相应端口电路分别与所述输入端和第一输出端、第二输出端连接；
其中，所述共面波导传输线电路板的结构自上而下依次为：共面波导电路层、介质层和金属层；所述金属层有沟槽；
所述共面波导电路层包括：输入端口、第一输出端口、第二输出端口传输线电路以及设置在所述传输线电路中的多个电阻；所述传输线电路为所述输入端口和第一输出端口、第二输出端口之间的电路。


2.如权利要求1所述的共面波导电路宽带不等分一分二功分器，其特征在于：所述输入端口和第一输出端口、第二输出端口之间的电路特性阻抗不相同，核心电路阻抗比为3:2。


3.如权利要求1所述的共面波导电路宽带不等分一分二功分器，其特征在于：所述输入端口和第一输出端口之间的电路，包括：
输入端口通过接地共面波导传输线与T形节电路一端连接；
T形节电路另一端与第一输出端口的电路连接；所述第一输出端口的电路为接地共面波导50Ω阻抗传输线。


4.如权利要求3所述的共面波导电路宽带不等分一分二功分器，其特征在于：输入端口与T形节的第一口连接；T形节的第二口接一侧电路，T形节的第三口接另一侧电路；
所述含T形节包括六节电路，分别为：
从左向右依次连接：端口1连接，接地共面波导传输线(L:6mm，W:2.1mm，S:1.5mm，和过渡段)，接T形节的1口，T形节电路，T形节2口接第一输出电路，T形节3口接第二输出电路。
第一输出电路第一节(常规共面波导117Ω阻抗传输线，其中W：2.3mm,S：1.9mm)。传输线L:10mm，90°切角拐弯，传输线L:5.26mm，90°切角拐弯，传输线L:7mm，90°切角拐弯，传输线L:1mm，接T形节的2口，T形节的1口接电阻100Ω管脚1，接T形节的3口接第一输出电路(第二节)。
第一输出电路第二节：(95Ω阻抗常规共面波导传输线,W：2.3mm，S：1mm)。传输线L:3mm，90°切角拐弯，传输线L:7.5mm，90°切角拐弯，传输线L:3.15mm，90°切角拐弯，传输线L:7.8mm，90°拐弯，传输线L:1mm，接T形节的2口，T形节的1口接电阻200Ω管脚1，接T形节的3口，第一输出电路(第三节)。
第一输出电路第三节：(78Ω阻抗常规共面波导传输线,W：2.3mm，S：0.57mm)，传输线L:2.5mm，90°切角拐弯，传输线L:8mm，90°切角拐弯，传输线L:2.9mm，90°切角拐弯，传输线L:7.8mm，90°切角拐弯，传输线L:1mm，接T形节的2口，T形节的1口接电阻300Ω管脚1，接T形节的3口，第一输出电路(第四节)。
第一输出电路第四节：(67Ω阻抗接地共面波导传输线，W：2.3mm，S：0.34mm)，传输线L:1.9mm，90°切角拐弯，传输线L:8.3mm，90°切角拐弯，传输线L:2.9mm，90°切角拐弯，传输线L:8.2mm，90°切角拐弯，传输线L:1mm，接T形节的2口，T形节的1口节、接电阻470Ω管脚1，接T形节的3口，第一输出电路(第五节)。
第一输出电路第五节：(接地共面波导60到50Ω阻抗传输线，W：1.72，mm，S：1.2mm)，传输线L:2mm，90°切角拐弯，传输线L:10.59mm，90°切角拐弯，传输线L:2.98mm，90°切角拐弯，传输线L:6.11mm。第一输出电路(第六节)。
第一输出电路第六节(接地共面波导...

【专利技术属性】
技术研发人员：郝艺益，
申请(专利权)人：郝艺益，
类型：发明
国别省市：北京;11