一种基于多级分支结构的功分器及设计方法
【专利摘要】本发明涉及微波技术领域，公开了一种基于多级分支结构的功分器及设计方法，包括：1个输入端口和N个输出端口，2N?2条传输线，所述输入端口通过多级结构与所述输出端口连接，所述多级结构每一级节点，通过1条所述传输线连接上一级节点，通过2条所述传输线连接下一级的2个节点。本发明实施例通过多级级联的方式，对功率信号进行分配，结构简单，隔离性能好，输出功率大。
【专利说明】
-种基于多级分支结构的功分器及设计方法
技术领域
[0001] 本发明设及微波技术领域，尤其设及一种基于多级分支结构的功分器及设计方 法。
【背景技术】
[0002] 微波功分器/合成器是一种重要的微波无源元器件，是通信系统中不可缺少的关 键元器件之一，广泛应用于天线阵的馈电网络、功率合成、RF混频等功能电路中。1960年， WUkinson(威尔金森)提出一种等幅同相输出的功分结构，该结构原理清晰，设计参数简单 明了，同时通过在输出端口之间跨接电阻，实现输出端口之间的高隔离度，因而在微波电路 中广泛应用。但是现有技术中的Wilkinson功率分配器体积大，插入损耗大，而且具有二进 制功率合成器明显的缺点，即如果要在已经合成上使输出功率稍微增加时，则需要按照二 进制要求增加一系列的放大器和3地的功分器。因此，现有的Wilkinson功率分配器获得的 输出功率有限。
【发明内容】
[0003] 本发明提供一种基于多级分支结构的功分器及设计方法，解决现有技术中 Wilkinson功率分配器获得的输出功率有限的技术问题。
[0004] 本发明的目的是通过W下技术方案实现的：
[0005] -种基于多级分支结构的功分器，包括:1个输入端口和N个输出端口，2N-2条传输 线，所述输入端口通过多级结构与所述输出端口连接，所述多级结构每一级节点，通过1条 所述传输线连接上一级节点，通过2条所述传输线连接下一级的2个节点。
[0006] -种基于多级分支结构的功分器的设计方法，采用多级结构将1个输入端口分为N 个输出端口，多级结构中每一级节点，通过1条所述传输线连接上一级节点，通过2条所述传 输线连接下一级的2个节点，设计步骤包括：
[0007] 步骤a:确定功分器的工作频段；
[000引步骤b:根据特性阻抗、介电常数，计算传输线的宽厚比w/d;
[0009] 步骤C:确定传输线长度及隔离电阻阻抗。
[0010] 本发明提供一种基于多级分支结构的功分器及设计方法，包括：1个输入端口和N 个输出端口，2N-2条传输线，所述输入端口通过多级结构与所述输出端口连接，所述多级结 构每一级节点，通过1条所述传输线连接上一级节点，通过2条所述传输线连接下一级的2个 节点。通过多级级联的方式，对功率信号进行分配，结构简单，隔离性能好，输出功率大。
【附图说明】
[0011] 为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所 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发明的一些实施 例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可根据运些附图获 得其他的附图。
[0012] 图1为本发明实施例的一种基于多级分支结构的功分器的结构示意图。
【具体实施方式】
[0013] 为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实 施方式对本发明作进一步详细的说明。
[0014] 如图1所示，为本发明实施例提供的一种基于多级分支结构的功分器，包括：1个输 入端口和N个输出端口，2N-2条传输线，所述输入端口通过多级结构与所述输出端口连接， 所述多级结构每一级节点，通过1条所述传输线连接上一级节点，通过2条所述传输线连接 下一级的2个节点。
[0015] 其中，所述2N-2条传输线的长度均相同，且等于工作频段中屯、频率波长的四分之 O
[0016] 所述传输线的特性阻抗为ZO时，各传输线的阻抗为V巧Z0,隔离电阻阻抗为巧Z0。
[0017] 所述传输线为微带线，微带线的介质基片为聚四氣乙締，介电常数为2.65,基片厚 度0.96mm，导带厚度0.035mm。
[0018] 本发明提供一种基于多级分支结构的功分器，包括：1个输入端口和N个输出端口， 2N-2条传输线，所述输入端口通过多级结构与所述输出端口连接，所述多级结构每一级节 点，通过1条所述传输线连接上一级节点，通过2条所述传输线连接下一级的2个节点。通过 多级级联的方式，对功率信号进行分配，结构简单，隔离性能好，输出功率大。
[0019] 本发明实施例还提供了一种基于多级分支结构的功分器的设计方法，采用多级结 构将1个输入端口分为N个输出端口，多级结构中每一级节点，通过1条所述传输线连接上一 级节点，通过2条所述传输线连接下一级的2个节点，设计步骤包括：
[0020] 步骤a:确定功分器的工作频段；
[0021] 步骤b:根据特性阻抗、介电常数，计算传输线的宽厚比w/d;
[0022] 步骤C:确定传输线长度及隔离电阻阻抗。
[0023] 其中，步骤b具体可W包括：
[0024] 当w/d大于2时，w/d等二
[0025] 当w/d小于等于2时，W/
[0026] 其中，er为介电常避
[0027] 步骤C具体可W包括：
[0028] 确定传输线的长度等于工作频段中屯、频率波长的四分之一；
[0029] 确定各传输线的阻抗为V巧ZO，隔离电阻阻抗为巧Z0。
[0030] W上对本发明进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方 式进行了阐述，W上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核屯、思想；同时，对 于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在【具体实施方式】及应用范围上均会有改变 之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。
【主权项】
1. 一种基于多级分支结构的功分器，其特征在于，包括：1个输入端口和N个输出端口， 2N-2条传输线，所述输入端口通过多级结构与所述输出端口连接，所述多级结构每一级节 点，通过1条所述传输线连接上一级节点，通过2条所述传输线连接下一级的2个节点。2. 根据权利要求1所述的基于多级分支结构的功分器，其特征在于，所述2N-2条传输线 的长度均相同，且等于工作频段中屯、频率波长的四分之一。3. 根据权利要求1所述的基于多级分支结构的功分器，其特征在于，所述传输线的特性 阻抗为Z0时，各传输线的阻抗为，隔离电阻阻抗为2*Z0。4. 根据权利要求1至3所述的任意一项基于多级分支结构的功分器，其特征在于，所述 传输线为微带线，微带线的介质基片为聚四氣乙締，介电常数为2.65,基片厚度0.96mm，导 带厚度0.035mm。5. -种基于多级分支结构的功分器的设计方法，其特征在于，采用多级结构将1个输入 端口分为N个输出端口，多级结构中每一级节点，通过1条所述传输线连接上一级节点，通过 2条所述传输线连接下一级的2个节点，设计步骤包括： 步骤a:确定功分器的工作频段； 步骤b:根据特性阻抗、介电常数，计算传输线的宽厚比w/d; 步骤C:确定传输线长度及隔离电阻阻抗。6. 根据权利要求5所述的基于多级分支结构的功分器的设计方法，其特征在于，所述根 据特性阻抗、介电常数，计算传输线的宽厚比w/d，包括： 当w/d大于2时，w/d等于当w/d小于等于2时，w/d等3 ? 其中，er为介电常数7. 根据权利要求5所述的基于多级分支结构的功分器的设计方法，其特征在于，所述确 定传输线长度及隔离电阻阻抗，包括： 确定传输线的长度等于工作频段中屯、频率波长的四分之一； 确定各传输线的阻抗为V 2*Z0，隔离电阻阻抗为2*Z0。
【文档编号】H01P5/16GK105977599SQ201610372626
【公开日】2016年9月28日
【申请日】2016年5月30日
【发明人】陈磊
【申请人】陈磊