一种功率分配装置的制作方法

本申请涉及射频技术领域，具体而言，涉及一种功率分配装置。

背景技术：

功率分配器(powerdivider)是一种将一路信号的功率等分或不等分为两路或多路信号功率输出的多端口无源器件，广泛应用于功率放大器、天线、雷达等微波和射频电路中。功率分配器按输出通道路数可分为等分及不等分。

现有技术中，用于功率放大的功率分配器的技术指标无法完全满足功率放大器的需求。例如，现有的功率分配器存在输出端口与外部器件连接不便等问题。

技术实现要素：

本申请实施例的目的在于提供一种功率分配装置，通过使微带线层各个输出接口之间的间距相等，实现优化接口空间排布，以方便外部器件连接的技术效果。

本申请实施例提供了一种功率分配装置，包括微带线层和底层板，所述微带线层和所述底层板之间设置有介质层；所述微带线层包括一个输入接口、功率分配通路和n个输出接口，所述输入接口和所述n个输出接口之间由所述功率分配通路连接，所述n个输出接口延伸至所述底层板上；所述n个输出接口之间的排列等间距。

在上述实现过程中，功率分配装置构建了微带线、介质层和底层板的三层结构，且使得微带线层的各个输出接口之间的排列等间距，从而实现优化接口空间排布，以方便外部器件连接的技术效果。

进一步地，所述微带线层包括六个输出接口，所述微带线层包括第一功分器、第二功分器、第三功分器、第四功分器和第五功分器，所述第一功分器、所述第四功分器、所述第五功分器为一分二等功分器，所述第二功分器、所述第三功分器为2:1不等功分器；所述第一功分器的输入端为所述微带线层的输入接口，所述第一功分器的两个输出端分别连接所述第二功分器和所述第三功分器的输入端；所述第二功分器的小功率输出端为所述微带线层第一输出接口，所述第二功分器的大功率输出端连接所述第四功分器的输入端，所述第四功分器的两个输出端分别为所述微带线层的第二输出接口和三输出接口；所述第三功分器的大功率输出端连接所述第五功分器的输入端，所述第五功分器的两个输出端分别为所述微带线层的第四输出接口和第五输出接口，所述第三功分器的小功率输出端为所述微带线层第六输出接口。

在上述实现过程中，功率分配装置通过三个一分二等功分器和两个2:1不等功分器，实现了对输入信号的六等分功率的分配功能，可以降低输入信号的功率损耗，从而使功率利用率最大化。

进一步地，所述一分二等功分器包括第一微带线、第二微带线、第三微带线、第四微带线、第五微带线，所述第一微带线为输入端，所述第二微带线和所述第三微带线为功率分配通路，所述第四微带线和所述第五微带线为输出端；所述第二微带线和所述第三微带线的电长度为90°。

在上述实现过程中，一分二等功分器通过五条微带线的布置，可以对输入信号的功率进行二等分；功率分配通路的微带线的电长度为90°，可以保证输出信号的相位保持一致，且方便计算微带线的物理长度。

进一步地，所述第二微带线和所述第三微带线的特性阻抗相匹配，以将输入端的信号进行功率二等分。

在上述实现过程中，一分二等功分器中用于功率分配通路的第二微带线和第三微带线的阻抗相匹配，从而将输入信号进行功率二等分。

进一步地，所述第二微带线和所述微带线之间接有隔离电阻。

在上述实现过程中，在一分二等功分器的功率分配通路之间设置隔离电阻，可以提高输出端之间的信号隔离度，避免信号传输时因距离过近而相互干扰，保证信号不失真、不变形，从而提高功率分配装置的可靠性和稳定性。

进一步地，所述2:1不等功分器包括第六微带线、第七微带线、第八微带线、第九微带线、第十微带线，所述第六微带线为输入端，所述第七微带线和所述第八微带线为功率分配通路，所述第九微带线和所述第十微带线为输出端。

在上述实现过程中，在上述实现过程中，2:1不等功分器通过五条微带线的布置，可以对输入信号的功率进行2:1的不等分；且功率分配通路的微带线的电长度为90°，可以保证输出信号的相位保持一致，且方便计算微带线的物理长度。

进一步地，所述第七微带线和所述第八微带线的特性阻抗之比为1:2，以将输入端的信号进行功率2:1不等分。

在上述实现过程中，在上述实现过程中，2:1不等功分器中用于功率分配通路的第二微带线和第三微带线的阻抗相匹配，使其阻抗之比为1:2，从而将输入信号进行功率2:1的不等分。

进一步地，所述2:1不等功分器的两个输出端之间接有隔离电阻。

在上述实现过程中，在上述实现过程中，在2:1不等功分器的功率分配通路之间设置隔离电阻，可以提高输出端之间的信号隔离度，避免信号传输时因距离过近而相互干扰，保证信号不失真、不变形，从而提高功率分配装置的可靠性和稳定性。

进一步地，所述介质层的相对介电常数不超过2.8。

在上述实现过程中，介质层由非金属材料制成，介质层的相对介电常数不超过2.8，可以保证微带线层和底层板之间的隔离度，避免微带线层和底层板之间相互干扰。

进一步地，所述底层板的材质为金属铜。

在上述实现过程中，底层板由金属铜材料制成，而金属铜的传导性能好且价格低廉。

本公开的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述，或者，部分特征和优点可以从说明书推知或毫无疑义地确定，或者通过实施本公开的上述技术即可得知。

为使本申请的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对本申请实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本申请的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，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相关的附图。

图1为本申请实施例提供的一种六等分功率分配装置微带线层的示意性结构图；

图2为本申请实施例提供的一种一分二等功分器的示意性结构图；

图3为本申请实施例提供的一种2:1不等功分器的示意性结构图；

图4为本申请实施例提供的一种功率分配装置的示意性结构图。

图标：110-第一功分器；120-第二功分器；130-第三功分器；140-第四功分器；150-第五功分器；210-第一输出接口；220-第二输出接口；230-第三输出接口；240-第四输出接口；250-第五输出接口；260-第六输出接口；310-第一微带线；320-第二微带线；330-第三微带线；340-第四微带线；350-第五微带线；410-第六微带线；420-第七微带线；430-第八微带线；440-第九微带线；450-第十微带线；460-第十一微带线；470-第十二微带线；480-第十三微带线；510-微带线层；520-介质层；530-底层板。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行描述。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。同时，在本申请的描述中，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

本申请实施例提供的一种功率分配装置，可以应用于功率放大器、天线、雷达等微波和射频电路中，通过使微带线层各个输出接口之间的间距相等，从而实现优化接口空间排布，以方便外部器件连接的技术效果。

请参见图1，图1为本申请实施例提供的一种六等分功率分配装置微带线层的示意性结构图。该装置包括第一功分器110、第二功分器120、第三功分器130、第四功分器140和第五功分器150和第一输出接口210、第二输出接口220、第三输出接口230、第四输出接口240、第五输出接口250、第六输出接口260。应理解，图1中各个功分器可以由微带线构成，仅作为示例而非限定；在功能相同的情况下，各个功分器可以采用其他线材，例如带状线、同轴线、空气带状线、空气同轴线，可以根据设计任务来选择用何种线材。

示例性地，第一功分器110、第四功分器140和第五功分器150为一分二等公分器，第二功分器120和第三功分器130为2:1不等功分器；所述功分器都可以使用威尔金森功分器实现。应理解，一分二等功分器可将一路输入信号分为两路功率相等的输出信号；2:1不等功分器可将一路输入信号分为两路的输出信号，两路的输出信号的功率之比为2:1。

示例性地，第一功分器110包括一个输入端和两个输出端，输入端即为为微带线层的输入接口；第一功分器110将输入端的输入信号进行功率平分后，传输至两个输出端。第一功分器110的两个输出端分别连接第二功分器120和所述第三功分器130的输入端。应理解，此时第二功分器120和所述第三功分器130所接收的输入信号是功率相等的信号。

示例性地，第二功分器120包括一个输入端和两个输出端，两个输出端分别为小功率输出端和大功率输出端；应注意，其中小功率输出端与大功率输出端输出信号的功率之比为1:2。第二功分器120的小功率输出端即为微带线层的第一输出接口210，通过计算可知，第一输出接口210的输出信号功率为第一功分器110输入信号功率的1/6；第二功分器120的大功率输出端连接第四功分器140；第四功分器140为一分二等功分器，其两个输出端分别为微带线层的第二输出接口220和第三输出接口230，通过计算可知，第二输出接口220和第三输出接口230的输出信号功率各为第一功分器110输入信号功率的1/6。

示例性地，第三功分器130和第五功分器150的原理和效果与上文等同，此处不再赘述；其中第三功分器130的小功率输出端即为微带线层的第四输出接口240；第三功分器130的大功率输出端连接第五功分器150；第五功分器150为一分二等功分器，其两个输出端分别为微带线层的第五输出接口250和第六输出接口260。由此可知，第四输出接口240、第五输出接口250和第六输出接口260的输出信号功率各为第一功分器110输入信号功率的1/6。

示例性地，微带线层的第一输出接口210、第二输出接口220、第三输出接口230、第四输出接口240、第五输出接口250和第六输出接口260的输出信号功率各为微带线层输出接口的输入信号功率的1/6。由此可知，功率分配装置实现了将输入信号六等分的技术效果。

示例性地，第一输出接口210、第二输出接口220、第三输出接口230、第四输出接口240、第五输出接口250、第六输出接口260相邻的间距相等；例如，间距可以设置为65mm。

示例性地，功率分配装置所使用的微带线由金属铜制成。

在一可能的实施例中，功率分配装置具有一个输入接口和两个输出接口；此时，功率分配装置的微带线层可以为一分二等功分器，一分二等功分器的输入端即为输入接口，一分二等功分器的两个输出端即为两个输入接口。

在一可能的实施例中，功率分配装置具有一个输入接口和三个输出接口；此时，功率分配装置的微带线层可以包括一分二等功分器和2:1不等功分器，2:1不等功分器的输入端即为输入接口；2:1不等功分器的小功率输出端即为第一输入接口，2:1不等功分器的大功率输出端连接一分二等功分器的输入端，一分二等功分器的两个输出端即为第二输出接口和第三输出接口。

在一可能的实施例中，功率分配装置具有一个输入接口和四个输出接口；此时，功率分配装置的微带线层可以包括三个一分二等功分器。其中一个功分器的输入端即为输入接口，两个输出端分别连接另外两个功分器的输入端；另外两个功分器的输出端(共有四个输出端)即为四个输出接口。

一般地，功率分配装置可以具有一个输入接口和n个输出接口，根据具体情况，设置具体的个数n，以及设置功率的等分或不等分；而各个输出接口之间的排列等间距，从而使功率分配装置通过优化接口空间排布，实现方便外部器件连接的技术效果。

请参见图2，图2为本申请实施例提供的一种一分二等功分器的示意性结构图。该一分二等功分器包括第一微带线310、第二微带线320、第三微带线330、第四微带线340、第五微带线350。

示例性地，第一微带线310为一分二等功分器的输入端；第二微带线320和第三微带线330分别与第一微带线310连接，为功率分配通路，对输入信号的功率进行均分；第四微带线340连接第二微带线320、第五微带线350连接第三微带线330，为一分二等功分器两个输出端，将功率均分后的信号进行输出。

示例性的，第二微带线320和第三微带线340的电长度均为90°，以保证一分二等均分器均分后的两端输出信号的相位保持一致。

示例性地，第二微带线320和第三微带线340中间接有隔离电阻，以防止功率分配通路之间的信号相互干扰，从而避免信号的变形和失真。

在一可能的实施场景中，一分二等功分器的第一微带线310为输入端，其特性阻抗匹配值为50ω；第二微带线320和第三微带线330为特性阻抗70.7ω的匹配传输线，电长度为90°；第四微带线340和第五微带线350为输出端，特性阻抗匹配值为50ω，它们中间接有隔离电阻。应理解，上述的具体数值仅作为示例而非限定，当满足要求时，微带线的阻抗和电长度也可以采用其他数值。

请参见图3，图3为本申请实施例提供的一种2:1不等功分器的示意性结构图。该2:1不等功分器包括第六微带线410、第七微带线420、第八微带线430、第九微带线440、第十微带线450。

示例性地，第六微带线410为2:1不等功分器的输入端；第七微带线420和第八微带线430分别与第六微带线410连接，为功率分配通路，对输入信号的功率进行1:2之比的分配；第九微带线440连接第七微带线420、第十微带线450连接第八微带线430，其中第九微带线440为2:1不等功分器的小功率输出端，第十微带线450为2:1不等功分器的大功率输出端，将功率分配后的信号进行输出。

示例性的，第七微带线420和第八微带线440、第九微带线440和第十微带线450的电长度均为90°，以保证2:1不等均分器均分后的两端输出信号的相位保持一致。

示例性地，第七微带线420和第八微带线440中间接有隔离电阻，以防止功率分配通路之间的信号相互干扰，从而避免信号的变形和失真。

在一可能的实施例中，2:1不等功分器还包括第十一微带线460、第十二微带线470和第十三微带线480。第十一微带线460与第六微带线410连接，起补偿作用，使2:1不等功分器获得更好地电压驻波比。第十二微带线470和第十三微带线480分别与第九微带线440和第十微带线450连接，起辅助作用，调整输出信号的相位，从而使之与其他功分器输出信号的相位相匹配。

在一可能的实施场景中，2:1不等功分器的第十一微带线460和第六微带线410为输入端，第十一微带线460的特性阻抗50ω，第六微带线410的特性阻抗41.3ω，电长度为90°；其中第十一微带线460这条微带线主要起补偿作用，能够获得更好的电压驻波比。第七微带线420的特性阻抗为103ω，电长度为90°。第八微带线430的特性阻抗为51.5ω，电长度为90°。第九微带线440特性阻抗为70.7ω，电长度为90°。第十微带线450的特性阻抗为35.4ω，电长度为90°。第九微带线440和第十微带线450之间接有隔离电阻。第十二微带线470和第十三微带线480为输出端口，特性阻抗为50ω。应理解，上述的具体数值仅作为示例而非限定，当满足要求时，微带线的阻抗和电长度也可以采用其他数值。

请参见图4，图4为本申请实施例提供的一种功率分配装置的示意性结构图。该功率分配装置包括微带线层510、介质层520和底层板530。

示例性地，微带线层510与图1至图3中的微带线层相对应，此处不再赘述。

示例性地，介质层520由非金属材料制成。可选地，介质层520的相对介电常数不超过2.8；优选地，介质层520的相对介电常数为2.65，以保证微带线层510和底层板530之间的隔离度，避免微带线层510和底层板530之间相互干扰。

示例性地，底层板530由金属材料制成。可选地，底层板530可以由金属铜制成，传导性能好且价格低廉。

在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，在本申请各个实施例中的各功能模块可以集成在一起形成一个独立的部分，也可以是各个模块单独存在，也可以两个或两个以上模块集成形成一个独立的部分。

以上所述仅为本申请的实施例而已，并不用于限制本申请的保护范围，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

以上所述，仅为本申请的具体实施方式，但本申请的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此，本申请的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。