宽带多端口移相功分馈电网络制造技术

本发明专利技术公开了宽带多端口移相功分馈电网络，涉及天线阵列馈电网络技术领域，包括自上而下依次设置的第一电路层、介质基板以及第二电路层，其中，第一电路层印刷有集成一体化的移相功分馈电网络单元，移相功分馈电网络单元包括一分多功分器组件，一分二功分器的输入端口通过连接微带线连接到上一层功分层的一分二功分器的输出端口，从而形成了宽带一分多的一分多功分器组件，各连接微带线设计成折叠的形式；以及移相器组件，参考线包括第一微带传输线，第一微带传输线设计成弯折形状，相位延长线包括第二微带传输线，第二微带传输线设计成弯折形状，第一微带传输线和第二微带传输线分别与匹配的一分二功分器的输出端口连接。分别与匹配的一分二功分器的输出端口连接。分别与匹配的一分二功分器的输出端口连接。

【技术实现步骤摘要】
宽带多端口移相功分馈电网络


[0001]本专利技术涉及无线通信方面的天线阵列馈电网络
，特别涉及一种宽带多端口移相功分馈电网络。

技术介绍

[0002]为了给相控阵天线进行馈电，需设计一种同时具有移相和功率分配功能的馈电网络。目前广泛使用不同长度的微带线作为移相器与功分器级联来同时实现移相和功率分配的功能。但是由不同长度的微带线构成的移相器带宽较窄，馈电网络相邻输出端口之间的相位差无法在宽频带内保持稳定。
[0003]天线阵列带宽的不断拓展给馈电网络的设计带来了挑战。而因为移相功分馈电网络的性能在很大程度上会影响天线阵列的扫描范围和增益等重要指标，所以设计一种宽带多端口移相功分馈电网络是一个亟需解决的问题。
[0004]已有的研究主要集中于宽带功分器和宽带移相器的分离设计。文献《S.Ochoa,R.Haro
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Baez,I.P.Vizca
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no and D.S.Ben
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tez,"New design of T
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type power divider network in microstrip technology for C
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band downlink,"2017IEEE URUCON,pp.1
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4,2017.》中设计了一个
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10dB阻抗带宽超过85％的一分八的T枝节功分器，但是该功分器端口隔离度较低，不适于与移相器集成，若按照原布局将T枝节功分器换成威尔金森功分器可改善隔离度但会使功分器面积增大。文献《Q.Dong,Y.Wu,Y.Zheng,W.Wang and Y.Liu,"A Compact Single
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Layer Ultra
‑
Wideband Phase Shifter Using Weakly Coupled Lines,"IEEE Access,vol.7,pp.12575
‑
12583,2019.》中设计了宽频的移相器，但是无法在小型化的情况下保持宽带特性，并且不易拓展成多个等相位差移相器。通过外部传输线将功分器和移相器相连即可构成移相功分馈电网络，但是连接处会带来额外的损耗且分离式的设计会导致馈电网络体积较大。
[0005]目前，几乎没有将宽带功分器和移相器一体化设计成多端口馈电网络的报道。主要原因是无法同时保持馈电网络的小型化和宽带特性。所以设计一个宽带多端口移相功分馈电网络具有极大的价值。

技术实现思路

[0006]本专利技术旨在至少在一定程度上解决现有技术中的上述技术问题之一。为此，本专利技术实施例提供一种宽带多端口移相功分馈电网络，该馈电网络相比于现有的方案带宽更宽、功分器和移相器一体化设计面积更小。
[0007]根据本专利技术实施例的宽带多端口移相功分馈电网络，包括自上而下依次设置的第一电路层、介质基板以及第二电路层，所述第二电路层为金属地板，其中，所述第一电路层印刷有集成一体化的移相功分馈电网络单元，所述移相功分馈电网络单元包括一分多功分器组件，所述一分多功分器包括依次连接的若干层功分层，每层功分层设置有至少一个一分二功分器，所述一分二功分器的输入端口通过连接微带线连接到上一层所述功分层的所
述一分二功分器的输出端口，从而形成了宽带一分多的所述一分多功分器组件，各所述连接微带线设计成折叠的形式，以使所述一分多功分器组件的结构更加紧凑；以及移相器组件，所述移相器组件包括至少一个参考线以及不同相位的多个相位延长线，所述参考线包括第一微带传输线，所述第一微带传输线设计成弯折形状，以减小所述移相器组件的面积，所述相位延长线包括第二微带传输线，所述第二微带传输线设计成弯折形状，以减小所述移相器组件的面积，所述第一微带传输线和所述第二微带传输线分别与匹配的所述一分二功分器的输出端口级联，以使所述移相功分馈电网络单元具有N个移相输出端口，N≥2，且为自然数。
[0008]在可选或优选的实施例中，所述一分多功分器组件的所述一分二功分器共设七个，所述一分二功分器分别为第一功分器、第二功分器、第三功分器、第四功分器、第五功分器、第六功分器以及第七功分器，所述第一功分器的输入端口为所述宽带多端口移相功分馈电网络的输入端口，所述第二功分器和第三功分器的输入端口分别通过所述连接微带线连接到所述第一功分器的两个输出端口，所述第四功分器和所述第五功分器的输入端口分别通过所述连接微带线连接到所述第二功分器的两个输出端口，所述第六功分器和所述第七功分器的输入端口分别通过所述连接微带线所述第三功分器的两个输出端口，从而形成了宽带一分八的等幅等相输出的所述一分多功分器组件。
[0009]在可选或优选的实施例中，所述第一功分器位于所述第一电路层的中部，所述第四功分器、所述第五功分器以及所述第二功分器位于所述第一功分器的一侧，所述第六功分器、所述第七功分器以及所述第三功分器位于所述第一功分器的另一侧。
[0010]在可选或优选的实施例中，各所述一分二功分器为宽带一分二威尔金森功分器，宽带一分二威尔金森功分器利用多节阻抗匹配来实现宽带特性。
[0011]在可选或优选的实施例中，所述移相器组件包括六个移相器，所述移相功分馈电网络单元具有六个移相输出端口，六个所述移相器分别为两个所述参考线和四个所述相位延长线，六个所述移相器分别为第一0
°
参考线、第一90
°
相位延长线、180
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相位延长线、270
°
相位延长线、第二0
°
参考线以及第二90
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相位延长线，所述第一0
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参考线和所述第一90
°
相位延长线分别与所述第四功分器的两个输出端口直接相连，所述180
°
相位延长线和所述270
°
相位延长线分别与所述第五功分器的两个输出端口直接相连，所述第二0
°
参考线与所述第六功分器的其中一个输出端口直接相连，所述第二90
°
相位延长线所述第七功分器的其中一个输出端口直接相连。
[0012]在可选或优选的实施例中，所述相位延长线通过改变各所述第二微带传输线的长度以形成不同相位差。
[0013]在可选或优选的实施例中，所述第二微带传输线加载有三段短路线，所述短路线的末端与所述第二电路层连接。
[0014]在可选或优选的实施例中，六个所述移相输出端口分别为所述第一0
°
参考线输出的端口二、所述第一90
°
相位延长线输出的端口三、所述180
°
相位延长线输出的端口四、所述270
°
相位延长线输出的端口五、所述第二0
°
参考线输出的端口六以及所述第二90
°
相位延长线输出的端口九，所述端口三与所述端口二之间的相位差为90
°±
8.5
°
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种宽带多端口移相功分馈电网络，其特征在于：包括自上而下依次设置的第一电路层、介质基板以及第二电路层，所述第二电路层为金属地板，其中，所述第一电路层印刷有集成一体化的移相功分馈电网络单元，所述移相功分馈电网络单元包括一分多功分器组件，所述一分多功分器包括依次连接的若干层功分层，每层功分层设置有至少一个一分二功分器，所述一分二功分器的输入端口通过连接微带线连接到上一层所述功分层的所述一分二功分器的输出端口，从而形成了宽带一分多的所述一分多功分器组件，各所述连接微带线设计成折叠的形式，以使所述一分多功分器组件的结构更加紧凑；以及移相器组件，所述移相器组件包括至少一个参考线以及不同相位的多个相位延长线，所述参考线包括第一微带传输线，所述第一微带传输线设计成弯折形状，以减小所述移相器组件的面积，所述相位延长线包括第二微带传输线，所述第二微带传输线设计成弯折形状，以减小所述移相器组件的面积，所述第一微带传输线和所述第二微带传输线分别与匹配的所述一分二功分器的输出端口级联，以使所述移相功分馈电网络单元具有N个移相输出端口，N≥2，且为自然数。2.根据权利要求1所述的宽带多端口移相功分馈电网络，其特征在于：所述一分多功分器组件的所述一分二功分器共设七个，所述一分二功分器分别为第一功分器、第二功分器、第三功分器、第四功分器、第五功分器、第六功分器以及第七功分器，所述第一功分器的输入端口为所述宽带多端口移相功分馈电网络的输入端口，所述第二功分器和第三功分器的输入端口分别通过所述连接微带线连接到所述第一功分器的两个输出端口，所述第四功分器和所述第五功分器的输入端口分别通过所述连接微带线连接到所述第二功分器的两个输出端口，所述第六功分器和所述第七功分器的输入端口分别通过所述连接微带线所述第三功分器的两个输出端口，从而形成了宽带一分八的等幅等相输出的所述一分多功分器组件。3.根据权利要求2所述的宽带多端口移相功分馈电网络，其特征在于：所述第一功分器位于所述第一电路层的中部，所述第四功分器、所述第五功分器以及所述第二功分器位于所述第一功分器的一侧，所述第六功分器、所述第七功分器以及所述第三功分器位于所述第一功分器的另一侧。4.根据权利要求2所述的宽带多端口移相功分馈电网络，其特征在于：各所述一分二功分器为宽带一分二威尔金森功分器，宽带一分二威尔金森功分器利用多节阻抗匹配来实现宽带特性。5.根据权利要求2至4任意一项所述的宽带多端口移相功分馈电网络，其特征在于：所述移相器组件包括六个移相器，所述移相功分馈电网络单元具有六个移相输出端口，六...

【专利技术属性】
技术研发人员：曹云飞，兰煜，林佳盛，萧制京，
申请(专利权)人：华南理工大学，
类型：发明
国别省市：