集成滤波功能的三端口高隔离等分功率分配器的制造方法
【专利摘要】集成滤波功能的三端口高隔离等分功率分配器属于功率分配器领域，尤其涉及一种集成滤波功能的三端口高隔离等分功率分配器。本发明提供一种带有宽带输出匹配和理想隔离性能的集成滤波功能的三端口高隔离等分功率分配器。本发明的输入阻抗选为 25 Ω，其特征在于：该功率分配器后端网络的同时并不需要额外考虑阻抗匹配功能；两输出端口阻抗为标准的 50 Ω，后端网络的输入匹配在全频段是理想的；然后采用 4 个放置在两根 50 Ω标准传输线之间的隔离电阻来取得超宽带的高隔离功率分配的后端网络。
【专利说明】集成滤波功能的三端口高隔离等分功率分配器
【技术领域】
[0001]本发明属于功率分配器领域，尤其涉及一种集成滤波功能的三端口高隔离等分功率分配器。
【背景技术】
[0002]在射频无源器件中，三端口或者多端口功率分配器的功能是将输入功率分成两路或者多路输出，其广泛应用在天线阵馈电网络、高功率放大器、信号分配与反馈等电路与子系统中，是组成微波射频前端的核心器件之一，因此占据了非常重要的地位。显然，传统的威尔金森功分器只能工作在特定的频率或奇次谐波处，其相对带宽很窄，另外当工作频率升高时功率分配器的尺寸将变小，因此采用威尔金森结构的功率分配器，微带线之间的耦合会骤然增加，会在一定程度上影响功率分配器的性能，因此传统的单节威尔金森功率分配器既没有宽带工作的优点也不具有内在滤波功能。对于三端口功率分配器来讲，目前增加其工作带宽的方式主要有三种:一种是采用级联的方式；一种是采用渐变线技术；最后一种是采用渐变线与级联方式相结合的方式。具体来讲，提出了通过增加Wilkinson功分器的级数来增加带宽，其采用了切比雪夫等波纹的匹配设计方法来获得各个传输线节的参数值；提出了一种新的采用耦合线的方法来实现宽带功分器；提出了一种基于渐变线技术的超宽带功分器，其将传统Wilkinson功分器中的λ /4传输线替换为渐变线并增加一个隔离电阻来实现超宽带性能；另外，将渐变线和级联技术结合起来进行综合设计来获取宽的工作带宽。显然，上述宽带功率分配器的设计方法需要一定的优化算法，具有较大的复杂性，其优化参数的选择难度较大，另外其并不具有内在的滤波性能。
【发明内容】
[0003]本发明就是针对上述问题，提供一种带有宽带输出匹配和理想隔离性能的集成滤波功能的三端口高隔离等分功率分配器。
[0004]为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案，本发明的输入阻抗选为25 Ω，其特征在于:该功率分配器后端网络的同时并不需要额外考虑阻抗匹配功能；两输出端口阻抗为标准的50 Ω，后端网络的输入匹配在全频段是理想的；然后采用4个放置在两根50 Ω标准传输线之间的隔离电阻来取得超宽带的高隔离功率分配的后端网络。
[0005]进一步地，高隔离功率分配的后端网络在1-1lGHz频段内工作。
[0006]本发明有益效果:本发明基于此高性能的后端网络，在该网络输入端口之前嵌入带有50 Ω至25 Ω匹配以及各种滤波功能的单元即可实现多种滤波功能的新型功率分配器结构，鉴于此，该后端网络可被认为属于一种简单可靠的通用结构。植入式带通滤波器单元扩展成带有内在50 Ω至25Ω阻抗匹配功能，成功结合之前的新型高隔离功率分配后端网络，最终实现了一款新型的带有内在高选择性单频带通滤波功能的功率分配器。该新型功率分配器的优点包含:1)电路参数选择简单；2)通带回波损耗低；3)滤波选择性高；4)单层PCB电路实现，制作成本低。
【专利附图】
【附图说明】
[0007]为本发明所解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及【具体实施方式】，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的【具体实施方式】仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
[0008]图1是本发明电路图。
【具体实施方式】
[0009]如图所示，本发明的输入阻抗选为25Ω，其特征在于:该功率分配器后端网络的同时并不需要额外考虑阻抗匹配功能；两输出端口阻抗为标准的50Ω，后端网络的输入匹配在全频段是理想的；然后采用4个放置在两根50Ω标准传输线之间的隔离电阻来取得超宽带的高隔离功率分配的后端网络。
[0010]进一步地，高隔离功率分配的后端网络在1-1lGHz频段内工作。
[0011]考虑到传统的Wilkinson功分器达不到超宽带的工作要求，本发明提出的超宽带功分器需要采用切比雪夫多项式的方法来计算电路参数，其过程相对来讲较复杂，不便重复设计。本发明提出了一种电路结构简单，电路参数较少，易于工程实现和便于与滤波等其他性能综合集成的超宽带功分器。该超宽带功分器的输入端口的端接阻抗为Z0/2，其后分为两路，由四对特征阻抗均为Z0，电长度均为Θ的传输线级联并在中间分别接有Rl，R2，R3，R4四个隔离电阻组成，该四个隔离电阻的作用是为了增加两个输出端口之间在宽频带的隔离度以及提高输出匹配效果。功分器的输出端口的特性阻抗都为标准的Z0。值得注意的是，该宽带功分器输入端口 I的端接阻抗特选为Z0/2的直接效果是该电路在采用偶模分析时，如果四段传输线的特性阻抗均为Z0，则无需考虑传输线的电长度Θ就能在全频段内满足理想的输入匹配，因此工程师可以将输入阻抗75匹配的要求放置到该电路设计之外进行单独考虑。为了计算与测量的方便，我们使Ζ0=50Ω，θ=π/2，工作频带的中心频率为6GHz。基于HFSS优化的方法，获得了宽带高隔离度相对应的隔离电阻，其分别为R1=250Q，R2=90 Ω , R3=160Q和R4=300 Ω。至此，整个超宽带功率分配器的电路参数选择已经完成，无需进行其它的优化或重新考虑。
[0012]以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明，对于本发明所属【技术领域】的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明所提交的权利要求书确定的保护范围。
【权利要求】
1.集成滤波功能的三端口高隔离等分功率分配器，输入阻抗选为250，其特征在于:该功率分配器后端网络的同时并不需要额外考虑阻抗匹配功能；两输出端口阻抗为标准的50 0，后端网络的输入匹配在全频段是理想的；然后采用4个放置在两根50 0标准传输线之间的隔离电阻来取得超宽带的高隔离功率分配的后端网络。
2.根据权利要求1所述交集成滤波功能的三端口高隔离等分功率分配器，其特征在于高隔离功率分配的后端网络在1-11(--频段内工作。
【文档编号】H01P5/16GK104466333SQ201310417796
【公开日】2015年3月25日 申请日期:2013年9月15日 优先权日:2013年9月15日
【发明者】应璐, 范智渊 申请人:应璐