一種s波段微型平衡濾波功分器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種功分器，特別是一種S波段微型平衡濾波功分器。
【背景技術(shù)】
[0002]功率分配器(簡(jiǎn)稱功分器)是一種重要的微波無(wú)源器件。功率分配器廣泛地應(yīng)用在無(wú)線通信領(lǐng)域，主要包括微波功率放大、線性化電路等方面。20世紀(jì)50年代中期到60年代，世界上提出了第一種功分器，叫威爾金森(Wilkinson)功分器，它是利用四分之一波長(zhǎng)傳輸線的阻抗變換特性來(lái)實(shí)現(xiàn)的。隨著通信技術(shù)的迅猛發(fā)展和通信行業(yè)競(jìng)爭(zhēng)的加劇，對(duì)Wilkinson功分器的性能也提出了新的要求。而傳統(tǒng)的Wilkinson功分器只能工作在單一的頻段及其奇次諧波處，已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足現(xiàn)代無(wú)線通信的雙頻、多頻和寬帶的要求。
[0003]功率分配器發(fā)展趨勢(shì)是體積小、承受功率大、頻帶寬、分配損耗小插入損耗小、有良好的駐波比和隔離度等。然而在某些特殊場(chǎng)合，對(duì)功率分配器的要求也是越來(lái)越高。隨著功分器基本原理與設(shè)計(jì)技術(shù)的大量文獻(xiàn)德相繼出現(xiàn)，從六七十年代到上世紀(jì)末，提出了很多拓寬工作帶寬的方法，1967年，Sidney David引入了開(kāi)路入/4傳輸線展寬帶寬；后來(lái)Cohn介紹了多節(jié)傳輸線結(jié)構(gòu)來(lái)展寬帶寬并給出2節(jié)功率合成器的詳細(xì)設(shè)計(jì)的公式和表格。Tetarenko在他的文章中介紹采用漸變線阻抗變換器和薄膜電阻結(jié)構(gòu)來(lái)實(shí)現(xiàn)展寬工作帶寬的目的。進(jìn)入到21世紀(jì)己涌現(xiàn)了從立體結(jié)構(gòu)到平面結(jié)構(gòu)，從窄帶到寬帶器件的大量研究成果，并且這些成果已廣泛應(yīng)用于微波工程技術(shù)領(lǐng)域。2005年北京遙測(cè)技術(shù)研究所提出了一種寬帶功率分配器結(jié)構(gòu)，它是采用一個(gè)七節(jié)的二等分分路器來(lái)實(shí)現(xiàn)的。該方案實(shí)現(xiàn)了在I到12GHz的寬帶范圍內(nèi)路間隔離度大于15.7dB0 2006年吳磊和孫增光提出了一種雙頻功分器的設(shè)計(jì)方案即在雙頻功分器在兩個(gè)輸出端口之間加入RLC諧振電路來(lái)實(shí)現(xiàn)整個(gè)功分器的雙頻特性，文中采用復(fù)合左右手材料來(lái)實(shí)現(xiàn)雙頻功分器。2007年電子科大宋開(kāi)軍和樊勇提出了一種基于擴(kuò)展同軸波導(dǎo)的探針插入式功率分配/合成電路結(jié)構(gòu)。這種功率合成電路的特點(diǎn)是采用探針沿?cái)U(kuò)展同軸波導(dǎo)徑向插入來(lái)實(shí)現(xiàn)功率從波導(dǎo)到微帶的轉(zhuǎn)換和分配，由探針從波導(dǎo)中引出的功率信號(hào)經(jīng)同軸波導(dǎo)外有源放大單元進(jìn)行放大后，再由探針引入波導(dǎo)，在波導(dǎo)內(nèi)實(shí)現(xiàn)功率合成。該方案實(shí)現(xiàn)了在5到20GHz的寬帶范圍內(nèi)回波損耗小于一 15dB，而插入損耗小于0.57dB例。同年香港城市大學(xué)Leung Chiu提出了一種懸置微帶功分器結(jié)構(gòu)，它可以獲得96.5%的一 1dB帶寬比，高于25dB的隔離度和小于0.7dB的插入損耗。2009年南京理工大學(xué)的唐萬(wàn)春和王丹陽(yáng)提出了一種由K(KlOpfenstein)漸變匹配節(jié)組成的新型寬帶功分器，該功分器的工作頻段為9倍頻(2 — 18GHz)，覆蓋了 S波段、C波段和X波段三個(gè)波段，其工作頻帶范圍大，實(shí)用性強(qiáng)。
[0004]但是到目前為止，功率分配器的技術(shù)依然存在很大的發(fā)展空間，現(xiàn)代通訊的發(fā)展需要更高性能的功分器。例如，承受功率不夠大、頻帶不夠?qū)挄?huì)影響功率分配器的使用范圍，限制功率分配器的發(fā)展。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的在于提供一種由帶狀線結(jié)構(gòu)和平衡濾波器實(shí)現(xiàn)體積小、可靠性高、電性能優(yōu)異的S波段微型平衡濾波功分器。
[0006]實(shí)現(xiàn)本發(fā)明目的的技術(shù)解決方案是:包括平衡濾波器和兩個(gè)微波功分器，其中平衡濾波器包括第一輸入端口、第一輸入電感、六級(jí)逐次相連的并聯(lián)諧振單元、第一輸出電感、第二輸出電感、Z形級(jí)間耦合帶狀線、第一輸出端口、第二輸出端口，平衡濾波器的第一輸出端口與第一微波功分器的輸入端口連接、第二輸出端口與第二微波功分器的輸入端口連接；所述平衡濾波器中各并聯(lián)諧振單元均由三層帶狀線組成，第二層帶狀線位于第三層帶狀線上方，第一層帶狀線位于第二層帶狀線上方，Z形級(jí)間耦合帶狀線位于并聯(lián)諧振單元的下方，其中第一輸入電感串接于第一輸入端口與第一級(jí)并聯(lián)諧振單元第二層帶狀線之間，第一輸出電感串接于第四級(jí)并聯(lián)諧振單元第二層帶狀線與第一輸出端口之間，第二輸出電感串接于第四級(jí)并聯(lián)諧振單元第一層帶狀線與第二輸出端口之間；
[0007]所述第一、二微波功分器的結(jié)構(gòu)相同，每個(gè)微波功分器均包括第二輸入端口、第二輸入電感、第一 λ/4帶狀線、第二 λ/4帶狀線、100 Ω電阻、第三輸出電感、第四輸出電感、第三輸出端口、第四輸出端口，其中第一 λ/4帶狀線、第二 λ/4帶狀線分別由三段帶狀線組成U型，且第一 λ/4帶狀線、第二 λ/4帶狀線的始端相連接，第一 λ/4帶狀線的末端與100 Ω電阻一端連接，第二 λ/4帶狀線的末端與100Ω電阻另一端連接；第二輸入端口與第二輸入電感的一端連接，第二輸入電感的另一端與第一 λ/4帶狀線、第二 λ/4帶狀線的公共始端連接，第三輸出電感串接于第一 λ/4帶狀線的末端與第三輸出端口之間，第四輸出電感串接于第二 λ/4帶狀線的末端與第四輸出端口之間。
[0008]本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，其顯著優(yōu)點(diǎn)在于:(I)帶內(nèi)平坦；(2)可產(chǎn)生形狀相同，相位相差180度的信號(hào)波形；(3)體積小、可靠性高、電性能優(yōu)異；(4)電路實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，可實(shí)現(xiàn)大批量生產(chǎn)。
【附圖說(shuō)明】
[0009]圖1是本發(fā)明S波段微型平衡濾波功分器的結(jié)構(gòu)示意圖，其中(a)是原理結(jié)構(gòu)示意圖，(b)是平衡濾波器的立體機(jī)構(gòu)示意圖，(C)是第一微波功分器的立體機(jī)構(gòu)示意圖，(d)是第二微波功分器的立體結(jié)構(gòu)示意圖。
[0010]圖2是本發(fā)明S波段微型平衡濾波功分器各輸出端口的幅頻特性曲線。
[0011]圖3是本發(fā)明S波段微型平衡濾波功分器輸入端口的駐波特性曲線。
[0012]圖4是本發(fā)明S波段微型平衡濾波功分器中第三、第四輸出端口的相位差曲線及第五、第六輸出端口的相位差曲線圖。
[0013]圖5是本發(fā)明S波段微型平衡濾波功分器的第三輸出端口與第五輸出端口的相位差曲線圖。
【具體實(shí)施方式】
[0014]下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)描述。
[0015]本發(fā)明S波段微型平衡濾波功分器，包括平衡濾波器和兩個(gè)微波功分器，其中平衡濾波器包括第一輸入端口、第一輸入電感、六級(jí)逐次相連的并聯(lián)諧振單元、第一輸出電感、第二輸出電感、Z形級(jí)間耦合帶狀線、第一輸出端口、第二輸出端口，平衡濾波器的第一輸出端口與第一微波功分器的輸入端口連接、第二輸出端口與第二微波功分器的輸入端口連接；所述平衡濾波器中各并聯(lián)諧振單元均由三層帶狀線組成，第二層帶狀線位于第三層帶狀線上方，第一層帶狀線位于第二層帶狀線上方，Z形級(jí)間耦合帶狀線位于并聯(lián)諧振單元的下方，其中第一輸入電感串接于第一輸入端口與第一級(jí)并聯(lián)諧振單元第二層帶狀線之間，第一輸出電感串接于第四級(jí)并聯(lián)諧振單元第二層帶狀線與第一輸出端口之間，第二輸出電感串接于第四級(jí)并聯(lián)諧振單元第一層帶狀線與第二輸出端口之間；
[0016]所述第一、二微波功分器的結(jié)構(gòu)相同，每個(gè)微波功分器均包括第二輸入端口、第二輸入電感、第一 λ/4帶狀線、第二 λ/4帶狀線、100 Ω電阻、第三輸出電感、第四輸出電感、第三輸出端口、第四輸出端口，其中第一 λ/4帶狀線、第二 λ/4帶狀線分別由三段帶狀線組成U型，且第一 λ/4帶狀線、第二 λ/4帶狀線的始端相連接，第一 λ/4帶狀線的末端與100 Ω電阻一端連接，第二 λ/4帶狀線的末端與100Ω電阻另一端連接；第二輸入端口與第二輸入電感的一端連接，第二輸入電感的另一端與第一 λ/4帶狀線、第二 λ/4帶狀線的公共始端連接，第三輸出電感串接于第一 λ/4帶狀線的末端與第三輸出端口之間，第四輸出電感串接于第二 λ/4帶狀線的末端與第四輸出端口之間。
[0017]結(jié)合圖1的(a)?(d)，本發(fā)明S波段微型平衡濾波功分器，所述平衡濾波器包括表面貼裝的50歐姆阻抗第一輸入端口 P1、第一輸入電感Linl、第一級(jí)并聯(lián)諧振單元L11、L21、L31、Cl、第二級(jí)并聯(lián)諧振單元L12、L22、L32、C2、第三級(jí)并聯(lián)諧振單元L13、L23、L33、C3、第四級(jí)并聯(lián)諧振單元L14、L24、L34、C4、第五級(jí)并聯(lián)諧振單元L15、L25、L35、C5、第六級(jí)并聯(lián)諧振單元L16、L26、L36、C6、第一輸出電感Loutl、第二輸出電感Lout2、Z形級(jí)間親合帶狀線Z、表面貼裝的50歐姆阻抗第一輸出端口 P2、表面貼裝的50歐姆阻抗第二輸出端口P3o
[0018]所述各級(jí)并聯(lián)諧振單元均由三層帶狀線組成，第二層帶狀線