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] 本实用新型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。 【实用新型内容】
[0004] 本实用新型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] 本实用新型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，本实用新型还具有小型化、便于加工的特点。
[0006] 本实用新型的目的通过如下技术方案实现：
[0007] -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。
[0008] 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。
[0009] 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。
[0010] 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这种设置 使得功分器输入输出端的插入损耗在其工作范围内都比较小。
[0011] 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 率分配器的输入频率可以随第一变容二极管和第二变容二极管两端的反向控制电压Vcc 改变而改变。第一端口到第二端口的传输系数和第一端口到第三端口的传输系数完全相 同。第二端口和第三端口在工作频率下的传输系数较小，即两个输出端口之间具有较大的 隔离度。
[0012] 与现有技术相比，本实用新型具有如下优点和技术效果：
[0013] (1)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提供功率水平相 等的电磁波信号。
[0014] (2)所述频率大范围可重构的功率分配器在较大频率范围内可实时调节其工作频 率并在该频率范围内满足功率分配器的工作要求。
[0015] (3)所述频率大范围可重构的功率分配器采用微带传输线线设计，实现了功率分 配器的小型化。
[0016] (4)所述频率大范围可重构的功率分配器采用了普通的印刷电路板工艺，具有易 于集成、便于加工和成本低廉的特点。
【附图说明】
[0017] 图la为本实用新型的频率大范围可重构的功率分配器的结构示意图；
[0018] 图lb为本实用新型的频率大范围可重构的功率分配器中的第一 31形电路结构示 意图；
[0019] 图lc为本实用新型的频率大范围可重构的功率分配器中的第二31形电路结构示 意图；
[0020] 图2a为本实用新型的频率大范围可重构的功率分配器实例中第一端口的反射系 数；
[0021] 图2b为本实用新型的频率大范围可重构的功率分配器实例中第一端口到第二端 口的传输系数(也称插入损耗）；
[0022] 图2c为本实用新型的频率大范围可重构的功率分配器实例中第一端口到第三端 口的传输系数(也称插入损耗）；
[0023] 图2d为本实用新型的频率大范围可重构的功率分配器实例中第二端口和第三端 口之间的隔离度；
[0024] 图2e为本实用新型的频率大范围可重构的功率分配器实例中第二端口的反射系 数；
[0025]图2f为本实用新型的频率大范围可重构的功率分配器实例中第三端口的反射系 数；
【具体实施方式】
[0026] 下面结合附图对本实用新型的实施做详细说明，但本实用新型要求的保护范围不 限于下述的实施方式。
[0027] 如图1所示，所述频率大范围可重构的功率分配器采用微带电路的形式来实现， 包括第一微带传输线1、第二微带传输线2、第三微带传输线3、第四微带传输线12、第五微 带传输线13、连接第二微带传输线2和第四微带传输线12的第一 形电路结构、第一 形电路结构中的第一电容4、第二电容7和电感5、第一 JT形电路结构中的变容二极管6、连 接第三微带传输线3和第五微带传输线13的第二形电路结构、第二形电路结构中的 第一电容8、第二电容11和电感9、第二JT形电路结构中的变容二极管10、跨接在第四第五 微带传输线上的隔离电阻R ;第一微带传输线1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1的另一端连接第二微带传输线2的一端和第三微带 传输线3的一端；第二微带传输线2的另一端连接第一 形电路结构的一端，第一 形电 路结构的另一端连接第四微带传输线12的一端，第四微带传输线12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3的另一端连接第二形电路 结构的一端，第二n形电路结构的另一端连接第五微带传输线13的一端，第五微带传输线 13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 微带传输线12和第五微带传输线13之间。
[0028] 所述第一个形电路结构中的第一电容4 一端接地，第一电容4的另一端分别与 n形电路结构中的电感5的一端和31形电路结构中的变容二极管6-端连接，31形电路 结构中的电感5的另一端和JT形电路结构中变容二极管6的另一端均与第二电容7的一 端连接，第二电容7的另一端接地；31形电路结构第一电容4不接地一端作为31形电路结 构的第一端口，n形电路结构第二电容7不接地的一端作为31形电路结构的第二端口。
[0029] 所述第二个形电路结构中的第一电容8 -端接地，第一电容8的另一端分别与 n形电路结构中的电感9的一端和31形电路结构中的变容二极管10-端连接，31形电路 结构中的电感9的另一端和JT形电路结构中变容二极管10的另一端均与第二电容11的 一端连接，第二电容11的另一端接地；31形电路结构第一电容8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11不接地的一端作为31形电路结构的第二端
[0030] 所述频率大范围可重构的功率分配器第一微带传输线1、第四微带传输线12、第 五微带传输线13的特征阻抗为之〇 ;所述频率大范