一种频率大范围可重构的功率分配器的制造方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及第五代移动通信射频前端的功率分配和功率合成器件，具体涉及一种 工作频率大范围可调的可重构功率分配器。
【背景技术】
[0002] 第五代移动通信系统是是国家战略性高技术产业，是典型的技术密集型与服务 型IT产业，其发展前景十分广阔，是继蜂窝移动通信和互联网之后，全球发展最快的信息 产业，多个国家和组织都在大力研宄第五代移动通信系统。以。第五代移动通信系统已 经成为国内外移动通信领域的研宄重点，2013年初欧盟在第7框架计划中启动了面向第 五代通信石开发的 METIS (mobile and wireless communications enablers for the 2020 information society)项目。加快我国对于第五代通信技术的科技研宄步伐已经刻不容 缓。
[0003] 随着第五代移动通信系统的发展，对于可以实时重构其性能和功能的新型射频前 端的需求越来越大。例如第五代移动通信系统中的认知无线电技术通过感知环境中的无线 信号频率和功率水平调整本机发射的信号频率和功率水平，从而实现频谱的有效利用；在 第五代移动通信系统中还将采用大规模MM0天线阵实现电磁波信号的方向图重构。如果 在上述系统中采用传统的非重构功率分配器，势必要在不同的工作频率上配置不同的功率 分配器，这既增加了系统的复杂性，也使得射频前端的体积增大。为此，有必要在射频前端 子系统中采用具有实时重构其性能和功能的可重构功率分配器和功率合成器简化系统结 构和缩小系统体积。但是，目前对于在较大范围内实施重构其工作频率的频率可重构功率 分配器还没有较为深入的研宄。
【发明内容】
[0004] 本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种频率大范围可重构的功率分配 器，使所述频率大范围可重构的功率分配器可在较大的范围内对其频率内进行实时调节， 实现在较大频率范围内的工作频率实时重构，从而简化系统结构并缩小系统体积。
[0005] 本发明利用微带传输线实现了基于微带传输线的频率大范围可重构的单频 Wilkinson功分器，并在所述频率大范围可重构的功率分配器的第二端口和第三端口之间 以实现了所述两个端口上提供功率水平相等的电磁波信号的要求，并且在一定频率之间能 很好地满足功率分配器的性能要求。此外，本发明还具有小型化、便于加工的特点。
[0006] 本发明的目的通过如下技术方案实现： 一种频率大范围可重构的功率分配器，包括单频的Wilkinson功分器、基于电压调节 的形电路结构、微带传输线、介质基板和地板金属层；所述基于电压调节的形电路结 构、微带传输线附着在介质基板的一侧，地板金属层附着在介质基板的另一侧。
[0007] 所述单频Wilkinson功分器，其特征在于所述单频Wilkinson功分器包括第一微 带传输线、第二微带传输线、第三微带传输线、第四微带传输线、第五微带传输线、n形电路 结构和隔离电阻R;第一微带传输线的一端作为所述频率大范围可重构的功率分配器的第 一端口，第一微带传输线的另一端连接第二微带传输线的一端和第三微带传输线的一端； 第二微带传输线的另一端连接第一 n形电路结构的一段，第一 n形电路结构的另一端连 接第四微带传输线的一端，第四微带传输线的另一端作为所述频率大范围可重构的功率分 配器的第二端口；第三微带传输线的另一端连接第二形电路结构的一端，第二形电路 结构的另一端连接第五微带传输线的一端，第五微带传输线的另一端作为所述频率大范围 可重构的功率分配器的第三端口；隔离电阻R跨接在第四和第五微带传输线之间。
[0008] 所述31形单元，其特征在于所述31形电路结构中的第一电容一端接地，第一电容 的另一端分别与31形电路结构中的电感的一端和31形电路结构中的变容二极管一端连 接，31形电路结构中的电感的另一端和31形电路结构中变容二极管的另一端均与第二电 容的一端连接，第二电容的另一端接地；31形电路结构第一电容不接地一端作为31形电路 结构的第一端口，31形电路结构第二电容不接地的一端作为31形电路结构的第二端口。
[0009] 所述频率大范围可重构的功率分配器，其特征在于所述频率大范围可重构的频率 分配器的第一至第三端口的输出阻抗为Zn ;第一微带传输线、第四微带传输线、第五微带 传输线的特征阻抗为;第二微带传输 线、第三微带传输线的特征阻抗为
【主权项】
1. 一种频率大范围可重构的功率分配器，其特征在于包括单频Wilkinson功分器、基 于电压调节的π形电路结构、微带传输线、介质基板和地板金属层；所述Wilkinson功分 器、基于电压调节的形电路结构、微带传输线附着在介质基板的一侧，地板金属层附着 在介质基板的另一侧。
2. 根据权利要求1所述的一种频率大范围可重构的功率分配器，其特征在于所述单频 Wilkinson功分器包括第一微带传输线、第二微带传输线、第三微带传输线、第四微带传输 线、第五微带传输线、第一 形电路结构、第二形电路结构和隔离电阻R ;第一微带传输 线的一端作为所述频率大范围可重构的功率分配器的第一端口，第一微带传输线的另一端 连接第二微带传输线的一端和第三微带传输线的一端；第二微带传输线的另一端连接第一 η形电路结构的一端，第一 η形电路结构的另一端连接第四微带传输线的一端，第四微带 传输线的另一端作为所述频率大范围可重构的功率分配器的第二端口；第三微带传输线的 另一端连接第二η形电路结构的一端，第二η形电路结构的另一端连接第五微带传输线 的一端，第五微带传输线的另一端作为所述频率大范围可重构的功率分配器的第三端口； 隔离电阻R跨接在第四和第五微带传输线之间。
3. 根据权利要求2所述的一种频率大范围可重构的功率分配器，其特征在于所述第一 π形电路结构与第二π形电路结构完全相同；所述第一 π形电路结构中的第一电容一端 接地，第一电容的另一端分别与π形电路结构中的电感的一端和π形电路结构中的变容 二极管一端连接，π形电路结构中的电感的另一端和π形电路结构中变容二极管的另一 端均与第二电容的一端连接，第二电容的另一端接地；π形电路结构第一电容不接地一端 作为π形电路结构的第一端口，π形电路结构第二电容不接地的一端作为π形电路结构 的第二端口；所述第一 形电路结构中的第一电容一端接地，第一电容的另一端分别与 形电路结构中的电感的一端和π形电路结构中的变容二极管一端连接，π形电路结构中 的电感的另一端和π形电路结构中变容二极管的另一端均与第二电容的一端连接，第二 电容的另一端接地；π形电路结构第一电容不接地一端作为π形电路结构的第一端口，π 形电路结构第二电容不接地的一端作为π形电路结构的第二端口。
4. 根据权利要求3所述的一种频率大范围可重构的功率分配器，其特征在于第一 π形 电路结构、第二π形电路结构中的变容二极管两端施加相同的反向控制电压Vcc。
5. 根据权利要求1所述频率大范围可重构的功率分配器，其特征在于所述频率大范 围可重构的频率分配器的第一至第三端口的输出阻抗为Z n ;第一微带传输线、第四微带传 输线、第五微带传输线的特征阻抗为;第二微带传输线、第三微带传输线的特征阻抗为 V2Z"〇
6. 根据权利要求1所述的频率大范围可重构的功率分配器，其特征在于所述频率大范 围可重构的功率分配器的在第一端口输入电磁波信号时，在所述频率大范围可重构功率分 配器的第二端口和第三端口获得功率水平相等的电磁波信号。
7. 根据权利要求1所述频率大范围可重构的功率分配器，其特征在于所述的频率大范 围可重构的功率分配器的工作频率通过调节第一 π形电路结构中变容二极管两端和第二 π形电路结构的中变容二极管两端的反向控制电压Vcc进行围调节，中心工作频率调节的 频率范围达最低工作频率百分之一百。
8.根据权利要求1所述频率大范围可重构的功率分配器，其特征在于所述的频率大范 围可重构的功率分配器的两个输出端口之间跨接电阻（R)，特征阻抗为2之〇。
【专利摘要】本发明公开一种频率大范围可重构的功率分配器，包括Wilkinson功分器、基于电压调节的π形电路结构、微带传输线、介质基板和地板金属层。所述频率大范围可重构的功率分配器在两个输出端口提供功率相等的信号，它具有结构简单、加工容易、易于集成和体积较小等特点。本发明提出的频率大范围可重构的功率分配器在其工作频率区间能很好地满足功率分配器的性能要求。
【IPC分类】H01P5-16
【公开号】CN104836008
【申请号】CN201510217963
【发明人】张洪林, 郭玉洁, 胡斌杰
【申请人】华南理工大学
【公开日】2015年8月12日
【申请日】2015年4月30日