一种宽带、混合型一分四功分器制造技术

本发明专利技术公开了一种宽带、混合型一分四功分器，涉及电子信息技术领域，电路采用N节级联直接一分四形式，电路板自上而下依次为：顶层电路、介质层、底层电路；输入电路直接连接位于顶层的两路分支线电路输入端，底层两路分支线电路通过垂直互联电路与顶层的输入电路连接；每一节阻抗变换电路输出均通过一个隔离电阻与公共点连接，顶层和底层公共点由垂直互联电路连接；底层输出电路通过垂直互联电路与顶层电路输出电路连接；N节级联阻抗变换电路采用常规共面波导电路，接地共面波导电路连接输出端口和其临近电路；顶层和底层的四路分支线电路参数相同或接近；本发明专利技术电路具有宽带、节数少、总尺寸小、损耗小、隔离度高、端口匹配良好等优点。点。点。

【技术实现步骤摘要】
一种宽带、混合型一分四功分器


[0001]本专利技术涉及电子信息
，特别涉及一种宽带、混合型一分四功分器。

技术介绍

[0002]功分器是将输入微波信号功率分成多路输出的一种多端口器件。现有微带线、带状线宽带威尔金森一分四功分器产品，结构是50Ω阻抗传输线连接的2级(3个一样)一分二宽带功分器，具有设计简单、幅度、相位一致、阻抗范围合适微带电路等特点。存在问题是：级联后带宽变窄、端口1的匹配变差、频率较低时尺寸大、损耗大、空间辐射、耦合强。前级四分之一波长阻抗变换传输线阻抗较高，微带传输线较细，电路承受功率小、可靠性差、隔离电阻的分布电容对传输线影响大。
[0003]目前的宽带一分四功分器电路设计，在工作频率带宽、各端口匹配、传输损耗、占用面积、电路可靠性等方面还存在改进的空间。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于提出一种宽带、混合型一分四功分器，整体级联的宽带、直接一分四功分器设计，可实现一分四功分器可以工作在微波较低频率、占用面积小、宽带、低损耗、良好的带内平坦度、高幅度一致性、高相位一致性、功分和合成承受较大功率。
[0005]本专利技术采用的技术方案为：
[0006]一种宽带、混合型一分四功分器，电路采用N节级联直接一分四形式，双层电路板的结构自上而下依次为：顶层电路、介质层、底层电路；
[0007]所述顶层电路包括：输入端口和输入电路、两路N节级联的分支线电路、输出电路、四个输出端口和顶层大面积接地电路；所述底层电路包括：连接顶层电路输入电路的垂直互联电路、两路N节级联的分支线电路、输出电路、连接顶层电路中两个输出端的垂直互联电路、底层大面积接地电路。
[0008]输入电路直接连接位于顶层电路的两路分支线电路输入端，底层两路分支线电路通过垂直互联电路与位于顶层电路的输入电路连接；四个输出端口分别为第一输出端口、第二输出端口、第三输出端口、第四输出端口；所述N节级联的分支线电路的输入阻抗为200欧姆，输出阻抗为50欧姆；每一节阻抗变换电路长度为中心频率的四分之一波长；每一节阻抗变换电路的输出端均通过一个隔离电阻与公共点连接；所述级联的分支线电路为阻抗变换电路；顶层电路和底层电路的公共点由垂直互联电路连接；N节级联阻抗变换器的每一节阻抗值由查表或功分器仿真软件计算得出；N节级联阻抗变换电路采用常规共面波导电路，N为正整数；接地共面波导电路连接输出端口和其相邻电路；顶层电路和底层电路的四路分支线电路参数相同或相近。
[0009]进一步地，分支线电路采用N节级联直接一分四形式，采用切比雪夫阻抗匹配传输线电路，分支线电路的输入阻抗为200欧姆，输出阻抗为50欧姆，每一节阻抗变换电路阻抗值由查表或功分器仿真软件计算得出。
[0010]进一步地，四路N节级联阻抗变换电路采用常规共面波导电路；连接输出端口和其相邻电路应用接地共面波导电路。
[0011]进一步地，顶层电路的输入电路通过一路垂直互联电路与底层电路的两路分支线电路的输入端连接；垂直互联电路的阻抗为分支线输入电路阻抗值，阻抗值为100欧姆。
[0012]进一步地，底层电路的两路分支线电路的两个输出电路分别通过两路垂直互联电路与顶层电路的两个输出电路连接，垂直互联电路的阻抗为分支线输出电路阻抗，阻抗值为50欧姆。
[0013]进一步地，分支线电路中每一节的阻抗变换电路输出端均通过一个隔离电阻与公共点连接；顶层电路和底层电路的公共点由垂直互联电路连接，垂直互联电路的阻抗为低阻抗；每一节有4个隔离电阻，并且电阻值相等；功分器共有4
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N个隔离电阻。
[0014]进一步地，顶层电路的两路N节级联的分支线电路，分别连接第二输出端口和第三输出端口；底层电路的两路N节级联的分支线电路，通过垂直互联电路分别连接顶层电路的第一输出端口和第四输出端口。
[0015]进一步地，顶层大面积接地电路通过垂直互联电路穿过电路板的介质层和底层大面积接地电路连接；底层大面积接地电路连接金属屏蔽盒，在工作频率范围内，顶层大面积接地电路和底层大面积接地电路中任意点到金属屏蔽盒任意点的电阻值小于0.5欧姆。
[0016]本专利技术的有益效果为：
[0017](1)电路采用N节级联混合型一分四形式，直接采用一分四形式大幅度简化了电路结构，减小了占用面积；电路分为上下两层：顶层电路、介质层、底层电路，提高了空间利用率，减小了占用面积；占用面积比现有微带电路减少67％以上；
[0018](2)共面波导电路特性阻抗覆盖：20～250Ω，满足宽带、混合型一分四功分器需要阻抗50Ω～200Ω变换要求；
[0019](3)当板材确定后，常规共面波导的特性阻抗由信号带线宽度和槽线宽度的比例决定，在条件允许下，设计可增大传输线宽度，传输线导体损耗低，尤其是较高阻抗传输线，传输线较宽，损耗大幅降低；
[0020](4)混合型一分四功分器设计，减少节数，减小尺寸；带宽和各端口反射系数大幅度改善，频率为：1000MHz～3000MHz，图4可见，传输损耗减小，S21、S31、S41、S51＞
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6.22dB；图5可见，S11＜
‑
29dB，S22、S33、S44、S55＜
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33dB；图6可见，隔离度提升，端口S32、S42、S43、S52＞30dB；
[0021](5)应用常规共面波导传输线空间辐射低和耦合弱，高次模抑制好，实际电路输出端口隔离度提高2dB以上；
[0022](6)共面波导宽频带范围内良好的带内平坦度，在宽频带内特性阻抗及驻波波动小、变化连续平滑等特点，带内起伏下降0.2dB；
[0023](7)电路中隔离电阻的影响减小；
[0024](8)接地共面波导连接各输出端口，降低了馈电端口的复杂性，电路布局和设计更加合理；
[0025](9)电路中传输线较宽，对板材和制版工艺要求降低，可靠性提升；
[0026](10)设计顶层和底层大面积接地，传输电路板的正、反面大面积覆铜，增强了电路板机械强度和电路散热性；
[0027](11)电路板底层金属层挖有沟槽等电路，如图2所示，可以使常规共面波导传输线下面电路不接地；电路采用沉铜通孔来连接顶层共面波导电路和接地面；当沉铜通孔放置于电路中时通孔的布局对于特性阻抗和损耗重要。
[0028]综上，本专利技术提供一种宽带、混合型一分四功分器，整体级联的共面波导传输线低损耗、宽带、混合型一分四功分器设计，可实现一分四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、高幅度一致性、高相位一致性和承受较大功率，最关键是大幅度减小了占用面积，本专利技术电路具有宽带、节数少、总尺寸小、损耗小、隔离度高、端口匹配良好等优点。
附图说明
[0029]构成本申请的一部分的附图用来提供对本专利技术的进一步理解，本专利技术的示意性实施例及其说明用于解释本专利技术，并不构成对本专利技术的不当限定。在附图中：
[0030]图1为本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种宽带、混合型一分四功分器，其特征在于，电路采用N节级联直接一分四形式，双层电路板的结构自上而下依次为：顶层电路、介质层、底层电路；所述顶层电路包括：输入端口和输入电路、两路N节级联的分支线电路、输出电路、四个输出端口和顶层大面积接地电路；所述底层电路包括：连接顶层电路输入电路的垂直互联电路、两路N节级联的分支线电路、输出电路、连接顶层电路中两个输出端的垂直互联电路、底层大面积接地电路；输入电路直接连接位于顶层电路的两路分支线电路输入端，底层两路分支线电路通过垂直互联电路与位于顶层电路的输入电路连接；四个输出端口分别为第一输出端口、第二输出端口、第三输出端口、第四输出端口；所述N节级联的分支线电路的输入阻抗为200欧姆，输出阻抗为50欧姆；每一节阻抗变换电路长度为中心频率的四分之一波长；每一节阻抗变换电路的输出端均通过一个隔离电阻与公共点连接；顶层电路和底层电路的公共点由垂直互联电路连接；N节级联阻抗变换电路采用常规共面波导电路，N为正整数；接地共面波导电路连接输出端口和其相邻电路；顶层电路和底层电路的四路分支线电路参数相同或相近。2.根据权利要求1所述的一种宽带、混合型一分四功分器，其特征在于，分支线电路采用N节级联直接一分四形式，采用切比雪夫阻抗匹配传输线电路，分支线电路的输入阻抗为200欧姆，输出阻抗为50欧姆。3.根据权利要求1所述的一种宽带、混合型一分四功分器，其特征在于，四路N节级联阻抗变换电路采用常规共面波导电路；连接输出端口和其相邻电路应...

【专利技术属性】
技术研发人员：郝艺益，张卫彬，李业振，刘燕峰，王洁，于洋，尚琳，王浩泽，
申请(专利权)人：河北宏宇泰科技有限公司，
类型：发明
国别省市：