专利名称：超宽带多路功分器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种功分器，具体地说，是涉及一种超宽带多路功分器。
背景技术：
功分器是现代微波通信和军事电子系统中的一种通用原件。微带功分器由于其具有体积小、带宽较宽等特点，应用十分广泛。二路威尔金森微带功分器既可以单独使用，也可以通过串接构成多路功分网络，用于相控阵雷达、天线阵以及功率合成等领域。多级威尔金森微带功分器可以实现超宽带宽。但是，由多个多级威尔金森微带功分器串接实现多路功分网络时，插入损耗会增大，从而严重限制其应用。
实用新型内容本实用新型的目的在于提供一种体积小、且输出路数多的超宽带多路功分器。为了实现上述目的，本实用新型采用的技术方案如下:超宽带多路功分器，包括具有开口端和封闭端的柱状体，还包括位于柱状体封闭端的盘状电路和围绕柱状体侧面的筒状电路，盘状电路包括至少3根用于传输输入波的辐向传输线，筒状电路包括数目与辐向传输线数目一致且轴线与柱状体轴线平行的轴向传输线，其中辐向传输线与轴向传输线
对应连通,所有福向传输线在封闭端的中心相交。还包括设置在相邻辐向传输线之间或\和相邻轴向传输线之间的反射隔离线。所述反射隔离线包括隔离电阻，相邻辐向传输线通过隔离电阻连通，相邻轴向传输线通过隔离电阻连通。所述反射隔离线还包括连接在隔离电阻上的连接传输线，隔离电阻通过连接传输线与辐向传输线连通，隔离电阻通过连接传输线与轴向传输线连通。所述辐向传输线、轴向传输线和连接传输线均为微带线。所述辐向传输线、轴向传输线和连接传输线均为悬置带线。所述辐向传输线、轴向传输线和连接传输线均为带线。还包括同轴馈入线，同轴馈入线从开口端伸入柱状体空腔内并贯穿封闭端，且同轴馈入线与封闭端的中心相交后同所有辐向传输线远离轴向传输线的一端连通；同轴馈入线的外导体与盘状电路的地线连接。所述盘状电路和筒状电路均设置在柱状体的外表面，辐向传输线等均的排布在封闭端上。相邻辐向传输线之间或相邻轴向传输线之间的连接传输线长度设置在0.05 λ和
0.3 λ之间。所述λ为本实用新型设计的超宽带多路功分器工作频带的中心频率处所对应的传输线波长。为了便于相邻辐向传输线与隔离电阻相连，隔离电阻通过连接传输线与辐向传输线连通，即每根所述辐向传输线上有与之相连的至少两根连接传输线。为了展宽带宽并便于相邻轴向传输线与隔离电阻相连，隔离电阻通过传输线与轴向传输线连通，即每根所述轴向传输线上至少有两根与之相连的连接传输线。隔离电阻为贴片制式电阻。为了传输性能优化，一般优先采用辐向传输线、轴向传输线和连接传输线为微带线、悬置带线或带线。优先设置柱状体为圆柱形。基于上述结构，超宽带多路功分器包括用于输入波馈入的同轴馈入线，在位于柱状体的封闭端设置盘状电路，通过盘状电路的至少3个辐向传输线，输入波被分为多路，然后通过位于柱状体侧面的轴向传输线传输，然后由轴向传输线远离辐向传输线的输出端输出。由互相连接的一根福向传输线和一根轴向传输线构成一条支路，每条支路的阻抗和各级隔离电阻根据设计参数确定。本实用新型的最大特点是一次性实现超宽带一分多路功分器，从而大大降低插入损耗。而且每条支路之间有良好的隔离。同时相比原本的平面铺设的多级微带功分器，本实用新型改变其形状，将其整体形状设置成圆桶形，以改变形状来缩小其占用空间面积，同时还能进一步的提高其带宽和隔离参数。本实用新型的工作原理可以从普通的二路威尔金森功分器加以阐述。从输入端进入的能量，被分为两份。为了实现宽带阻抗匹配，采用了多级1/4波长阻抗变换器。在各级1/4波长阻抗变换器连接处，两条支路之间跨接有隔离电阻，两条支路上的差分信号将消耗在隔离电阻上，从而实现了两条支路之间良好的隔离。多路威尔金森功分器的工作原理与二路威尔金森功分器类似。不同之处仅在于，在能量分配处，输入信号被分为多路，输入输出匹配条件按照多路情况计算和设计。本实用新型的优点在于:由于采用了一级一分多路结构，本实用新型有插入损耗低的优点。同时，由于多级匹配电路的采用，本实用新型可以实现超宽带宽。同时，本实用新型的多个输出端口之间有良好的隔离。本实用新型可以广泛用于天线阵、相控阵雷达和功率合成、导弹制导、通信等军事及民用领域。
图1为本实用新型的示意图。图2为实施实例I的计算结果曲线。图3为图2中S21参数的放大图。附图1中标号对应名称:1_盘状电路，2-筒状电路，3-辐向传输线，4-轴向传输线，5-连接传输线，6-隔离电阻，7-输出端，8-同轴馈入线。
具体实施方式
实施实例I如图1所示，一只超宽带多路功分器，包括位于柱状体封闭端的盘状电路I和围绕柱状体侧面的筒状电路2，盘状电路I包括8根辐向传输线3，筒状电路2包括8根轴向传输线4,轴向传输线4与福向传输线3 对应连通，所有福向传输线3在封闭端的中心相交。同轴馈入线8从开口端伸入柱状体空腔内并贯穿封闭端，且同轴馈入线8与封闭端的中心相交后同所有辐向传输线3远离轴向传输线4的一端连通。[0028]还包括设置在相邻辐向传输线3之间和相邻轴向传输线4之间的反射隔离线。反射隔离线包括隔离电阻6，相邻辐向传输线3通过隔离电阻6连通，相邻轴向传输线4通过隔离电阻6连通。反射隔离线还包括连接在隔离电阻6上的连接传输线5，隔离电阻6通过连接传输线5与辐向传输线3连通，隔离电阻6通过连接传输线5与轴向传输线4连通。相邻轴向传输线4之间具备有3个反射隔离线，即具备6根连接传输线5和3个隔离电阻，而相邻辐向传输线3之间具备I根反射隔离线，即具备2根连接传输线5和I个隔离电阻。所述辐向传输线3、轴向传输线4和连接传输线5均为微带线。且辐向传输线等均的排布在封闭端上。相邻辐向传输线之间或相邻轴向传输线之间的连接传输线长度优先设置在0.05 λ -0.3 λ之间。例如:连接传输线长度优先设置为0.1 λ ;或者连接传输线长度优先设置为0.2 λ ;或者连接传输线长度优先设置为0.15 λ。所述λ为工作频带的中心频率处所对应的传输线波长。输入波由同轴馈入线8馈入，在位于柱状体封闭端的盘状电路I上被分为8路，然后通过位于柱状体侧面的轴向传输线4,由筒状电路2另一端的输出端7输出。由一根福向传输线3和一根轴向传输线4构成一条支路，每条支路的阻抗和各级隔离电阻根据设计参数确定。同轴馈入线8的外导体与盘状电路I的地线连接。上述仅为举例。实际生产中，同轴馈入线8还可以从封闭端的另一端馈入。但这时，同轴馈入线8的外导体不便直接与电路的地线连接，需要采用其它结构。由于地线一般设置在柱状体空腔内，因此优先将同轴馈入线8从开口端插入连接到封闭端。同时，该方案不仅可以实现功率等分，也可以实现8路超宽带不等分功分器，可以根据需求而具体设置。如图1、图2和图3所示，由于本实施例采用完全对称结构，其余端口 S参数曲线省略，我们只列出端口 1、端口 2、端口 3的相关S参数曲线，端口 I为输入端，端口 2和端口3为输出端，图2、图3反应本实用新型的S参数曲线，S21表示:输入端到输出端的插入损耗,Sll和S22分别表不:输入端和输出端的回波损耗，S23表不:输出端之间的隔离度。从图中可以看出，输出端之间的隔离度大于20dB。插入损耗可以控制在9.6dB以内。回波损耗优于IOdB。如上所述，即可较好的实现本实用新型。
权利要求1.超宽带多路功分器，其特征在于，包括具有开口端和封闭端的柱状体，还包括位于柱状体封闭端的盘状电路(I)和围绕柱状体侧面的筒状电路(2 )，盘状电路(I)包括至少3根用于传输输入波的辐向传输线(3 )，筒状电路(2 )包括数目与辐向传输线(3 )数目一致且轴线与柱状体轴线平行的轴向传输线(4 )，其中辐向传输线(3 )与轴向传输线(4 ) 一一对应连通，所有辐向传输线(3 )在封闭端的中心相交。
2.根据权利要求1所述的超宽带多路功分器，其特征在于，还包括设置在相邻辐向传输线(3)之间或\和相邻轴向传输线(4)之间的反射隔离线。
3.根据权利要求2所述的超宽带多路功分器，其特征在于，所述反射隔离线包括隔离电阻(6)，相邻辐向传输线(3)通过隔离电阻(6)连通，相邻轴向传输线(4)通过隔离电阻(6)连通。
4.根据权利要求3所述的超宽带多路功分器，其特征在于，所述反射隔离线还包括连接在隔离电阻(6)上的连接传输线(5)，隔离电阻(6)通过连接传输线(5)与辐向传输线(3)连通，隔离电阻(6 )通过连接传输线(5 )与轴向传输线(4 )连通。
5.根据权利要求4所述的超宽带多路功分器，其特征在于，所述辐向传输线(3)、轴向传输线(4)和连接传输线(5 )均为微带线。
6.根据权利要求4所述的超宽带多路功分器，其特征在于，所述辐向传输线(3)、轴向传输线(4 )和连接传输线(5 )均为悬置带线。
7.根据权利要求4所述的超宽带多路功分器，其特征在于，所述辐向传输线(3)、轴向传输线(4)和连接传输线(5 )均为带线。
8.根据权利要求1-7中任意一项所述的超宽带多路功分器，其特征在于，还包括同轴馈入线(8)，同轴馈入线(8)从开口端伸入柱状体空腔内，其内导体贯穿封闭端，同所有辐向传输线(3)远离轴向传输线(4)的一端连通；其同轴馈入线(8)的外导体与盘状电路(I)的地线连接。
9.根据权利要求1-7中任意一项所述的超宽带多路功分器，所述盘状电路(I)和筒状电路(2)均设置在柱状体的外表面，辐向传输线(3)等均地的排布在封闭端上。
10.根据权利要求4-7中任意一项所述的超宽带多路功分器，相邻辐向传输线(3)之间或相邻轴向传输线(4)之间的连接传输线(5)长度设置在0.05 λ和0.3 λ之间。
专利摘要本实用新型公布了超宽带多路功分器，包括具有开口端和封闭端的柱状体，还包括位于柱状体封闭端的盘状电路和围绕柱状体侧面的筒状电路，盘状电路包括至少3根用于传输输入波的辐向传输线，筒状电路包括数目与辐向传输线数目一致且轴线与柱状体轴线平行的轴向传输线，其中辐向传输线与轴向传输线一一对应连通，所有辐向传输线在封闭端的中心相交。由于采用了一级一分多路结构，本实用新型有插入损耗低的优点。同时，由于多级匹配电路的采用，本实用新型可以实现超宽带宽。同时，本实用新型的多个输出端口之间有良好的隔离。本实用新型可以广泛用于天线阵、相控阵雷达和功率合成、导弹制导、通信等军事及民用领域。
文档编号H01P5/16GK202997027SQ20132000804
公开日2013年6月12日 申请日期2013年1月8日 优先权日2013年1月8日
发明者王清源, 谭宜成, 李玉萃 申请人:成都赛纳赛德科技有限公司