集成濾波功能的三端口高隔離等分功率分配器的制造方法
【專利摘要】集成濾波功能的三端口高隔離等分功率分配器屬于功率分配器領域，尤其涉及一種集成濾波功能的三端口高隔離等分功率分配器。本發明提供一種帶有寬帶輸出匹配和理想隔離性能的集成濾波功能的三端口高隔離等分功率分配器。本發明的輸入阻抗選為 25 Ω，其特征在于：該功率分配器后端網絡的同時并不需要額外考慮阻抗匹配功能；兩輸出端口阻抗為標準的 50 Ω，后端網絡的輸入匹配在全頻段是理想的；然后采用 4 個放置在兩根 50 Ω標準傳輸線之間的隔離電阻來取得超寬帶的高隔離功率分配的后端網絡。
【專利說明】集成濾波功能的三端口高隔離等分功率分配器

【技術領域】
[0001]本發明屬于功率分配器領域，尤其涉及一種集成濾波功能的三端口高隔離等分功率分配器。

【背景技術】
[0002]在射頻無源器件中，三端口或者多端口功率分配器的功能是將輸入功率分成兩路或者多路輸出，其廣泛應用在天線陣饋電網絡、高功率放大器、信號分配與反饋等電路與子系統中，是組成微波射頻前端的核心器件之一，因此占據了非常重要的地位。顯然，傳統的威爾金森功分器只能工作在特定的頻率或奇次諧波處，其相對帶寬很窄，另外當工作頻率升高時功率分配器的尺寸將變小，因此采用威爾金森結構的功率分配器，微帶線之間的耦合會驟然增加，會在一定程度上影響功率分配器的性能，因此傳統的單節威爾金森功率分配器既沒有寬帶工作的優點也不具有內在濾波功能。對于三端口功率分配器來講，目前增加其工作帶寬的方式主要有三種:一種是采用級聯的方式；一種是采用漸變線技術；最后一種是采用漸變線與級聯方式相結合的方式。具體來講，提出了通過增加Wilkinson功分器的級數來增加帶寬，其采用了切比雪夫等波紋的匹配設計方法來獲得各個傳輸線節的參數值；提出了一種新的采用耦合線的方法來實現寬帶功分器；提出了一種基于漸變線技術的超寬帶功分器，其將傳統Wilkinson功分器中的λ /4傳輸線替換為漸變線并增加一個隔離電阻來實現超寬帶性能；另外，將漸變線和級聯技術結合起來進行綜合設計來獲取寬的工作帶寬。顯然，上述寬帶功率分配器的設計方法需要一定的優化算法，具有較大的復雜性，其優化參數的選擇難度較大，另外其并不具有內在的濾波性能。


【發明內容】

[0003]本發明就是針對上述問題，提供一種帶有寬帶輸出匹配和理想隔離性能的集成濾波功能的三端口高隔離等分功率分配器。
[0004]為了實現上述目的，本發明采用如下技術方案，本發明的輸入阻抗選為25 Ω，其特征在于:該功率分配器后端網絡的同時并不需要額外考慮阻抗匹配功能；兩輸出端口阻抗為標準的50 Ω，后端網絡的輸入匹配在全頻段是理想的；然后采用4個放置在兩根50 Ω標準傳輸線之間的隔離電阻來取得超寬帶的高隔離功率分配的后端網絡。
[0005]進一步地，高隔離功率分配的后端網絡在1-1lGHz頻段內工作。
[0006]本發明有益效果:本發明基于此高性能的后端網絡，在該網絡輸入端口之前嵌入帶有50 Ω至25 Ω匹配以及各種濾波功能的單元即可實現多種濾波功能的新型功率分配器結構，鑒于此，該后端網絡可被認為屬于一種簡單可靠的通用結構。植入式帶通濾波器單元擴展成帶有內在50 Ω至25Ω阻抗匹配功能，成功結合之前的新型高隔離功率分配后端網絡，最終實現了一款新型的帶有內在高選擇性單頻帶通濾波功能的功率分配器。該新型功率分配器的優點包含:1)電路參數選擇簡單；2)通帶回波損耗低；3)濾波選擇性高；4)單層PCB電路實現，制作成本低。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0007]為本發明所解決的技術問題、技術方案及有益效果更加清楚明白，以下結合附圖及【具體實施方式】，對本發明進行進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的【具體實施方式】僅僅用以解釋本發明，并不用于限定本發明。
[0008]圖1是本發明電路圖。

【具體實施方式】
[0009]如圖所示，本發明的輸入阻抗選為25Ω，其特征在于:該功率分配器后端網絡的同時并不需要額外考慮阻抗匹配功能；兩輸出端口阻抗為標準的50Ω，后端網絡的輸入匹配在全頻段是理想的；然后采用4個放置在兩根50Ω標準傳輸線之間的隔離電阻來取得超寬帶的高隔離功率分配的后端網絡。
[0010]進一步地，高隔離功率分配的后端網絡在1-1lGHz頻段內工作。
[0011]考慮到傳統的Wilkinson功分器達不到超寬帶的工作要求，本發明提出的超寬帶功分器需要采用切比雪夫多項式的方法來計算電路參數，其過程相對來講較復雜，不便重復設計。本發明提出了一種電路結構簡單，電路參數較少，易于工程實現和便于與濾波等其他性能綜合集成的超寬帶功分器。該超寬帶功分器的輸入端口的端接阻抗為Z0/2，其后分為兩路，由四對特征阻抗均為Z0，電長度均為Θ的傳輸線級聯并在中間分別接有Rl，R2，R3，R4四個隔離電阻組成，該四個隔離電阻的作用是為了增加兩個輸出端口之間在寬頻帶的隔離度以及提高輸出匹配效果。功分器的輸出端口的特性阻抗都為標準的Z0。值得注意的是，該寬帶功分器輸入端口 I的端接阻抗特選為Z0/2的直接效果是該電路在采用偶模分析時，如果四段傳輸線的特性阻抗均為Z0，則無需考慮傳輸線的電長度Θ就能在全頻段內滿足理想的輸入匹配，因此工程師可以將輸入阻抗75匹配的要求放置到該電路設計之外進行單獨考慮。為了計算與測量的方便，我們使Ζ0=50Ω，θ=π/2，工作頻帶的中心頻率為6GHz。基于HFSS優化的方法，獲得了寬帶高隔離度相對應的隔離電阻，其分別為R1=250Q，R2=90 Ω , R3=160Q和R4=300 Ω。至此，整個超寬帶功率分配器的電路參數選擇已經完成，無需進行其它的優化或重新考慮。
[0012]以上內容是結合具體的優選實施方式對本發明作的進一步詳細說明，不能認定本發明的具體實施只局限于這些說明，對于本發明所屬【技術領域】的普通技術人員來說，在不脫離本發明構思的前提下，還可以做出若干簡單推演或替換，都應當視為屬于本發明所提交的權利要求書確定的保護范圍。
【權利要求】
1.集成濾波功能的三端口高隔離等分功率分配器，輸入阻抗選為250，其特征在于:該功率分配器后端網絡的同時并不需要額外考慮阻抗匹配功能；兩輸出端口阻抗為標準的50 0，后端網絡的輸入匹配在全頻段是理想的；然后采用4個放置在兩根50 0標準傳輸線之間的隔離電阻來取得超寬帶的高隔離功率分配的后端網絡。
2.根據權利要求1所述交集成濾波功能的三端口高隔離等分功率分配器，其特征在于高隔離功率分配的后端網絡在1-11(--頻段內工作。
【文檔編號】H01P5/16GK104466333SQ201310417796
【公開日】2015年3月25日 申請日期:2013年9月15日 優先權日:2013年9月15日
【發明者】應璐, 范智淵 申請人:應璐