波结构最小单元108的个数，Zb和βΒ分别为第一或第二等效传输线网 络的特性阻抗和传播常数，Zc为慢波结构最小单元传输线部109的特性阻抗；
[0044]开路传输线部107的长度dstub为：
[0045]
[0046] 其中，Zstub和β〇分别为开路传输线部107的特性阻抗和传播常数，ω Q为对应所述 任意两个频率中的最小频率的角频率，且心为：
[0047]
[0048]本发明的有益效果:本发明利用开路微带线和并联RLC谐振网络，实现一种体积小 且精确实现阻抗变换的双频等分威尔金森功分器。该电路结构不仅实现了较大程度减小功 分器的体积和实现精确的双频操作，而且在高频上还有些平坦的色散特性。
【附图说明】
[0049] 图1为实施例的版图；
[0050] 图2为实施例的等效电路图；
[0051] 附图标记说明：101第一传输线、102第一等效传输线、103第三等效传输线、104第 二传输线、105第三传输线、106RLC并联谐振网络、107慢波结构最小单元开路传输线部、108 慢波结构最小单元、109慢波结构最小单元传输线部、110第二等效传输线、111第四等效传 输线、112切角。
[0052] 图中Pl、Ρ2、Ρ3分别为第一端口、第二端口和第三端口。
【具体实施方式】
[0053]本发明的一个较佳实施例，如图1和图2所示，一种基于慢波结构的双频等分威尔 金森功分器，工作频率为900MHz和1.8GHz，包括连接有相同负载负载Zo的第一端口、第二端 口和第三端口，由第一等效传输线102和第二等效传输线110组成的第一等效传输线网络， 由第三等效传输线103和第四等效传输线111组成的第二等效传输线网络，以及RLC并联谐 振网络106;所述第一端口经第一传输线101连接于第一等效传输线102和第二等效传输线 110的连接处;所述第一等效传输线102的另一端与第三等效传输线103相连;所述第二等效 传输线110的另一端与第四等效传输线111相连;所述第二端口经第二传输线104连接于第 三等效传输线103的另一端与RLC并联谐振网络106的连接处;所述第三端口经第三传输线 105连接于第四等效传输线111的另一端与RLC并联谐振网络106的另一端的连接处;所述第 一和第二等效传输线网络均由多个独立的慢波结构最小单元 108构成周期性加载的慢波结 构;所述慢波结构最小单元108均由传输线部109和开路传输线部107组成;所述第一和第二 等效传输线网络的慢波结构最小单元108的参数不同。所有等效传输线拐角处为切角处理， 且切角112的宽度为拐角处相接等效传输线线宽的1.8倍。除了 RCL并联谐振网络采用分立 器件，其余均采用微带线实现。选用介电常数为4.6@lGHz以及损耗角正切为0.0101GHz的 FR4板材，板材厚度为0.8mm和铜箱厚度为 1/1oz，Rl=100Q，Zc=10〇Q，Zstub = 100Q，n = 1，N1=N2=10，N1，N2分别为第一和第二等效传输线网络的慢波结构最小单元108的个数， 用本发明技术方案的方法计算得，第一和第二等效传输线网络的总电长度分别为Φ:= 60°，Φ2 = 120° 4 = 79.3 0，Ζ2 = 63Ω，Lx=15.7nH，Cx=lpF，第一等效传输线网络的慢波结 构最小单元108的dstubl = l. 2mm，第二等效传输线网络的慢波结构最小单元108的dstub2 =2.5mm〇
【主权项】
1. 一种基于慢波结构的双频等分威尔金森功分器，其特征在于:包括连接有负载的第 一端口、第二端口和第三端口，由第一等效传输线（102)和第二等效传输线（110)组成的第 一等效传输线网络，由第三等效传输线（103)和第四等效传输线（111)组成的第二等效传输 线网络，以及RLC并联谐振网络（106); 所述第一端口经第一传输线（101)连接于第一等效传输线（102)和第二等效传输线 (110)的连接处； 所述第一等效传输线（102)的另一端与第三等效传输线（103)相连； 所述第二等效传输线（110)的另一端与第四等效传输线（111)相连； 所述第二端口经第二传输线（104)连接于第三等效传输线（103)的另一端与RLC并联谐 振网络（106)的连接处； 所述第三端口经第三传输线（105)连接于第四等效传输线（111)的另一端与RLC并联谐 振网络（106)的另一端的连接处； 所述第一和第二等效传输线网络均由多个独立的慢波结构最小单元（108)构成周期性 加载的慢波结构;所述慢波结构最小单元（108)均由传输线部（109)和开路传输线部（107) 组成;所述第一和第二等效传输线网络的慢波结构最小单元(108)的参数不同。2. 根据权利要求1所述的基于慢波结构的双频等分威尔金森功分器，其特征在于:所述 第一端口、第二端口和第三端口连接的负载的阻值相同，记为Z〇。3. 根据权利要求2所述的基于慢波结构的双频等分威尔金森功分器，其特征在于:所述 第一传输线（101 )、第二传输线（104)和第三传输线（105)的长度均为λ/2，特性阻抗均为Z〇。4. 根据权利要求1，2或3所述的基于慢波结构的双频等分威尔金森功分器，其特征在 于:所有等效传输线拐角处为切角处理，且切角（112)的宽度为拐角处相接等效传输线线宽 的1.8倍。5. 根据权利要求1所述的基于慢波结构的双频等分威尔金森功分器的电路参数设计方 法，其特征在于，所述方法包括以下步骤： 步骤A，确定PCB板材参数，确定所述第一端口、第二端口和第三端口所接负载的电阻值 以及所述功分器的任意两个频率点￡1、^(0<〇，并记￡1=1?'2，根据所述频率比奶十算第 一和第二等效传输线网络的最小比例因子;根据第一端口、第二端口和第三端口所接负载 的电阻值，以及任意两频率fl、f 2的相位常数(&，&)，计算第一和第二等效传输线网络的特 性阻抗(Ζ!，Ζ2)，长度(h，1 2)，以及RLC并联谐振网络（106)中的电容值Cx和电感值Lx; 步骤B，根据所述步骤A中计算的第一和第二等效传输线网络的长度，计算对应第一和 第二等效传输线网络的总电长度;根据所述步骤A中确定的板材参数，确定每个慢波结构最 小单元传输线部（109)的线宽，开路传输线部（107)的特性阻抗，以及第一和第二等效传输 线网络在所述任意两个频率下的相速度;计算对应于所述第一和第二等效传输线网络时慢 波结构最小单元（108)的传输线部（109)的长度d;计算所述慢波结构最小单元（108)的开路 传输线部（107)的长度d stub;将所述慢波结构最小单元（108)级联起来，并分别代替步骤A所 述的第一和第二等效传输线网络。6. 根据权利要求5所述的基于慢波结构的双频等分威尔金森功分器的电路参数设计方 法，其特征在于:所述步骤A中，第一端口、第二端口和第三端口所接负载的电阻值相同为 Zo〇7. 根据权利要求6所述的基于慢波结构的双频等分威尔金森功分器的电路参数设计方 法，其特征在于:所述步骤A中，第一和第二等效传输线网络的最小比例因子为正整数η。8. 根据权利要求7所述的基于慢波结构的双频等分威尔金森功分器的电路参数设计方 法，其特征在于:所述步骤Α中，第一和第二等效传输线h与第三和第四等效传输线1 2的长度 相等且为： 第一和第二等效传输线网络的T?·￡戈'付'1 土ΚΕ?ΠΛZ1，Z2)分别为：其中，Rl为所述RLC并联谐振网络（106)中的电阻，Rl = 2Zo，a = (tanM 1)2， RLC并联谐振网络中的电容值Cx和电感值Lx分别为：其中，ω :和ω 2分别为所述两个工作频率点的角频率，p = tan&li， A= (Z2_Zip2)/[Z2(Zi+Z2)p]，q = tanfel2，B= (Z2_Ziq2)/[Z2(Zi+Z2)q] 〇9. 根据权利要求8所述的基于慢波结构的双频等分威尔金森功分器的电路参数设计方 法，其特征在于:所述步骤Β中，第一和第二等效传输线网络的总电长度计算方法为： Φ〇 = ββ1ι 慢波结构最小单元传输线部（109)的长度d的计算方法为：其中，N为慢波结构最小单元(lucvmr 1^^/|^〃1377力|」/3第一或第二等效传输线网络的 特性阻抗和传播常数，ZC为慢波结构最小单元传输线部（109)的特性阻抗； 开路传输线部（107)的长度dstub为：其中，Zstub和分别为开路传输线部（107)的特性阻抗和传播常数，ω〇为对应所述任 意两个频率中的最小频率的角频率，且Cp为：〇
【专利摘要】本发明公开了一种基于慢波结构的双频等分威尔金森功分器及其设计方法，一种基于慢波结构的双频等分威尔金森功分器，包括连接有负载的第一端口、第二端口和第三端口，由第一等效传输线和第二等效传输线组成的第一等效传输线网络，由第三等效传输线和第四等效传输线组成的第二等效传输线网络，以及RLC并联谐振网络；本发明还提供了一种所述基于慢波结构的双频等分威尔金森功分器的电路参数设计方法。本发明利用开路微带线和并联RLC谐振网络，实现一种体积小且精确实现阻抗变换的双频等分威尔金森功分器。该电路结构不仅实现了较大程度减小功分器的体积和实现精确的双频操作，而且在高频上还有些平坦的色散特性。
【IPC分类】H01P5/16, H01P5/12
【公开号】CN105609915
【申请号】CN201610053832
【发明人】林俊明, 章国豪, 张志浩, 余凯, 郑耀华, 区力翔, 黄敬馨
【申请人】广东工业大学
【公开日】2016年5月25日
【申请日】2016年1月26日