一种基于低温共烧陶瓷技术的功率分配移相器的制作方法

本实用新型涉及微波技术领域，尤其涉及一种基于低温共烧陶瓷技术的功率分配/合成移相器。

背景技术：

功率分配器(Power Divider)是一种将一路输入信号功率分成两路或多路输出相等或者不相等功率的器件。而移相器(Phaser)能够对波的相位进行调整，在高频系统中，一般需要将发射功率或者接收功率按照一定比例分配到各个子单元，满足天线或者信号处理的要求，因此，功率分配移相器在微波毫米波等通信系统中得到了广泛的应用。

目前的功率分配移相器一般为平面结构，而且为了实现功率分配器的平衡性和隔离度，电路往往比较复杂且占用的面积比较大，但是随着雷达等微波系统的快速发展，对小型化，集成化的功率分配移相器的需求越来越大。

技术实现要素：

本实用新型的实施例提供了一种基于低温共烧陶瓷技术的功率分配移相器，实现了功率分配移相器电路系统的小型化，集成化，解决了现有技术中因采用平面结构而导致的面积大，集成度低的问题。

为达到上述目的，本实用新型的实施例提供了一种基于低温共烧陶瓷技术的功率分配移相器，包括输入端，功率分配及移相模块和多个输出端，其中，功率分配及移相模块采用低温共烧陶瓷多层集成电路，输入端与功率分配及移相模块相连接，用于接收外部电路输入的功率，并将所接收的功率传送到功率分配及移相模块；功率分配及移相模块的一端与输入端相连接，另一端与多个输出端相连接，用于接收输入端输入的功率，并将所接收的功率分配为至少两路的功率，并对所接收的功率进行移相；多个输出端与功率分配及移相模块相连接，用于输出分配后的至少两路功率。

可选地，功率分配及移相模块中的电路元件呈折线分布。

可选地，功率分配及移相模块中的电路元件均兼有功率分配及移相的作用。

可选地，功率分配移相器将所接收的功率分配为四路输出功率。

可选地，功率分配及移相模块包括一个巴伦，两个耦合器，其中，巴伦与输入端相连接，且与两个耦合器均连接，两个耦合器均与输出端相连接。

可选地，功率分配移相器还包括至少两个负载，两个耦合器的一端分别与至少两个负载中的其中之一相连接，另一端与巴伦相连接。

可选地，功率分配及移相模块包括三个耦合器，其中，第一耦合器与输入端相连接，且通过一个移相器与第二耦合器相连接，第二耦合器的一端与移相器连接，另一端与输出端相连接，第三耦合器的一端与第一耦合器相连接，另一端与输出端相连接。

可选地，功率分配移相器还包括至少两个负载，第二耦合器和第三耦合器的一端分别与至少两个负载的其中之一相连接。

可选地，功率分配及移相模块包括三个电桥，其中，第一电桥与输入端相连接，且通过一个移相器与第二电桥相连接，第二电桥的一端与移相器连接，另一端与输出端相连接，第三电桥的一端与第一电桥相连接，另一端与输出端相连接。

可选地，功率分配移相器还包括至少两个负载，第二电桥和第三电桥的一端分别与至少两个负载中的其中之一相连接。

综上，本实用新型实施例提供了一种利用低温共烧陶瓷技术制作的功率分配移相器，将多个电阻，传输线内埋到陶瓷内部，由这些内埋元件组成了多个功率分配模块和移相器，这些功率分配模块和移相器采用了低温共烧陶瓷的叠层结构，相比于现有技术，减少了因采用平面结构而导致的面积大，集成度低的问题，而且组成功率分配及移相模块的电路元件既具有功率分配的作用，又能够对接收到的功率进行移相，一定程度上减少了移相器的个数，极大地缩小了分配移相器的体积。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型实施例提供的一种功率分配移相器的结构图；

图2为本实用新型实施例提供的一种四路输出的功率分配移相器的电路图；

图3为本实用新型实施例提供的与图2相应的一种四路输出的功率分配移相器的功率分配及移相过程的示意图；

图4为本实用新型实施例提供的与图2相应的一种四路输出的功率分配移相器的内部结构图；

图5为本实用新型实施例提供的另一种四路输出的功率分配移相器的电路图；

图6为本实用新型实施例提供的与图5相应的四路输出的功率分配移相器的内部结构图；

图7为本实用新型实施例提供的另一种四路输出的功率分配移相器的电路图。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

低温共烧陶瓷(Low Temperature Co-fired Ceramic，LTCC)技术是一种电子封装技术，其能够将多个电容、电阻、耦合器等组件埋入多层陶瓷基板中，然后叠压在一起，因为该技术在集成封装，设计多样性和灵活性等方面的优点，被用来制造各种微波元件，考虑到目前的功率分配移相器具有尺寸大、集成度低等缺点，本申请实施例将低温共烧陶瓷技术应用于制作功率分配移相器上，通过低温共烧陶瓷的多层结构实现功率分配及移相，大大缩小了产品的尺寸，实现了功率分配移相器电路系统的小型化。

需要说明的是，虽然本申请描述的是功率分配移相器，但是功率分配移相器可以和功率合成移相器之间做倒置变换，因此，和本申请实施例相关的功率合成移相器也在本申请的保护范围内。

为了实现功率分配移相器的电路系统小型化，如图1所示，本申请实施例提供了一种基于低温共烧陶瓷技术的功率分配移相器，包括输入端，功率分配及移相模块和多个输出端，其中，输入端与功率分配及移相模块相连接，功率分配及移相模块的一端与输入端相连接，另一端与多个输出端相连接，多个输出端与功率分配及移相模块相连接。

输入端与外部电路相连接，接收外部电路的输入功率，该外部电路可以是高频系统的功率发射电路或者功率接收电路，输出端也与外部电路连接，这里的外部电路可以是高频系统的各个子单元，这样，就把高频系统的发射功率或者接收功率按照功率分配的比例分配到各个子单元中。这里的输入端和输出端可以分别位于陶瓷基板的底面和顶面，即，可以是输入端位于陶瓷基板的底面，输出端位于陶瓷基板的顶面，也可以是输入端位于陶瓷基板的顶面，输出端位于陶瓷基板的底面。

为了减小功率分配移相器的体积，本申请中的功率分配及移相模块采用低温共烧陶瓷多层集成电路。

本申请实施例以四路输出功率的功率分配移相器为例进行阐述。如图2所示，功率分配移相器中的功率分配及移相模块包括一个巴伦，两个耦合器，其中，巴伦与输入端IN相连接，且与两个耦合器均连接，两个耦合器均与输出端相连接，该功率分配移相器共有四个输出端OUT1，OUT2，OUT3，OUT4,其中耦合器1与输出端OUT1和OUT2相连接，耦合器2与输出端OUT3和OUT4相连接。且耦合器1与负载1和巴伦均连接，耦合器2与负载2和巴伦均连接。

由于巴伦可以对输入波进行180度移相，耦合器可以对输入波进行90度移相，因此，耦合器1和耦合器2以及巴伦在上述的功率分配移相器中起到功率分配以及移相的作用。结合图2，以功率分配器将输入信号功率分成输出相等功率为例，如图3所示，假设输入端IN接收了功率为20W的波，经过巴伦后，分成两路功率为10W，其中一路波相位无变化，另一路波被移相180度，相位无变化的一路波被送入耦合器1，这一路波经过耦合器的功率分配和移相，输出一路无相位变化的功率为5W的波OUT1和相位移动了90度的功率为5W的波OUT2；移相180度的波被送入耦合器2，经过耦合器2的功率分配以及移相，输出相位移动了180度的功率为5W的波OUT3，以及相位移动了270度的功率为5W的波OUT4，这里的相位移动270度为巴伦的180度移相与耦合器2的90度移相的相位叠加。由此，完成了功率分配与移相。

图4为上述功率分配移相器的结构图，图中1-4，13为接口，结合功率分配移相器的电路图，13可以为输入端口，1-4为四个输出端口，5和6为两个耦合器，7为巴伦，8-11为负载，12为金属地。从图中可以看出，1和4两个接口与耦合器5相连，耦合器5同时与电阻负载8和巴伦7相连，电阻负载8接地，接口2和3与耦合器6相连，耦合器6同时与电阻负载10与巴伦7相连，负载10接地，巴伦7同时与耦合器5,耦合器6，接口13，负载9、负载11相连。其中，功率分配移相器的介质采用陶瓷，陶瓷内部采用导体材料制作导体，外部采用导体材料制作电极。

从图4中可以看出，功率分配及移相模块中的巴伦以及耦合器是以叠层的结构实现功率分配以及移相的功能，而且本申请实施例选用的巴伦和耦合器除了具有基本的功率分配的功能外，还具备移相的功能，这在一定程度上减少了所需要的移相模块的个数，从而减小了功率分配移相器的体积，再者，如图所示，耦合器和巴伦均采用折线结构，而不是已有技术中的直线结构，那么，对于同样长度的巴伦和耦合器，采用了折线结构的巴伦和耦合器所占用的体积大大小于采用直线结构的巴伦和耦合器，因此，低温共烧陶瓷的多层结构结合电路元件的折线结构，使得本申请实施例中的功率分配移相器的体积大大减小。

综上，本申请实施例中的功率分配移相器采用低温共烧陶瓷技术，将多个电阻，传输线内埋到陶瓷内部，由这些内埋元件组成了多个功率分配模块和移相器，而这些功率分配模块和移相器又采用了低温共烧陶瓷的叠层结构，极大地缩小了分配移相器的体积，避免了现有技术中因采用平面结构而导致的面积大，集成度低的问题。而且，本申请实施例利用了耦合器，巴伦这些本身既具有功率分配的功能，又具有移相功能的电器元件，将功率分配与移相两种功能集中于一种电器元件，进一步减少了功率分配移相器中所需要的功率分配模块以及移相器的数量。

可选地，如图5所示，功率分配移相器的功率分配及移相模块还可以包括三个耦合器，其中，第一耦合器与输入端相连接，且通过一个移相器与第二耦合器相连接，第二耦合器的一端与移相器连接，另一端与输入端相连接，第三耦合器的一端与第一耦合器相连接，另一端与输入端相连接。该由三个耦合器及负载组成的功率分配移相器的功率分配及移相功能和上述的实现过程类似，这里不再赘述。图6为其结构图，其中1-4是接口，5-7分别是三个耦合器，8是90度移相器，9-11是电阻负载，13是金属地，12是接口。其中1和4两个接口与耦合器6相连，耦合器6同时与电阻负载11和移相器8相连，电阻负载11与地13相连；2和3两个接口与耦合器5相连，耦合器5同时与电阻负载10和耦合器7相连，负载10与地13相连；耦合器7同时与耦合器5、移相器8、接口12、负载9相连。

可选地，如图7所示，功率分配及移相器还可以包括三个电桥，其中，第一电桥与输入端相连接，且通过一个移相器与第二电桥相连接，第二电桥的一端与移相器连接，另一端与输入端相连接，第三电桥的一端与第一电桥相连接，另一端与输入端相连接。该由三个电桥及负载组成的功率分配移相器的功率分配及移相功能和上述的实现过程类似，这里不再赘述。

在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的系统，装置和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。

作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。

另外，在本实用新型各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独处理，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用硬件加软件功能单元的形式实现。

上述以软件功能单元的形式实现的集成的单元，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。上述软件功能单元存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本实用新型各个实施例方法的部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(Read-Only Memory，简称ROM)、随机存取存储器(Random Access Memory，简称RAM)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的精神和范围。