基于平行耦合结构的反相不等分功分器的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及微波无源器件技术领域，特别是一种同时具备结构简单、损耗低、隔离度高、相位偏差小的基于平行耦合结构的反相不等分功分器。
【背景技术】
[0002]功分器，又称功率分配器，在无线通信系统的馈电网络中发挥着十分重要的作用。近年来，对功分器的研究不断深入，尤其是对同相等功分的研究较多，而对天线阵波束赋形有着重要作用的不等分反相功分器的研究相对较少。不等功分馈电可以有效抑制天线过大的副瓣电平，差分信号具有良好的抗噪声能力和较高的信号噪声比。传统的射频前端电路采用不等分功分器与反相电路结合的方法，使得前端设备体积增大，同时增大了功率损耗。为了减小射频前端电路的尺寸，业界考虑采用反相不等分功分器。
[0003]文献l(J.X.Chen，Z.H.Baoand Q.Xue，"Analysis and design of out-of-phasepower divider with arbitrary divis1n rat1,^in IET Microwaves,Antennas&Propagat1n,vo1.4,n0.9,pp.1370-1376,September 2010.)中提出利用平行带状线馈电的背靠背微带线，从而获得反相特性，利用两微带线的阻抗不同，确定两输出端口的功率分配比。该功分器在一定频率范围内具有较好的频率响应，但是其相位差仅在一个频点处为180°，且其结构为双层结构，设计较为复杂。
[0004]文南犬2(F.F.Fan and Z.H.Yan, ^Out-of-phase unequal power divider basedon parallel dual-lines structure，"Microwave and Millimeter Wave Technology(ICMMT), 2012 Internat1nal Conference on ,Shenzhen ,2012，pp.1-3.)米用一个特殊的平行双线结构实现了一个反相不等分功分器，虽然该功分器采用的是简单的单层介质结构，但是文中并没有给出两输出端口的隔离度。
[0005]文南犬3(A.Mestezky,H.Matzner and E.Levine，〃N-way unequal power dividerwith balanced excitat1n，"Antennas and Propagat1n(EuCAP),2013 7th EuropeanConference on,Gothenburg, 2013,pp.1816-1819.)中提出了一种基于径向波传播方式的多路反相不等分功分器，该功分器在一定频率范围内具有较好的功分特性，但是其尺寸较大，不利于模块集成。
[0006]总之，现有技术存在的问题是:反相不等分功分器无法兼顾结构简单、损耗低、隔离度高、尺寸小和良好的端口匹配特性，不利于在现代无线通信系统的推广应用。
【发明内容】
[0007]本发明的目的在于提供一种基于平行耦合结构的反相不等分功分器，同时具备结构简单、损耗低、隔离度高和相位偏差小的特性。
[0008]实现本发明目的的技术解决方案为:一种基于平行耦合结构的反相不等分功分器，其包括下表面设有金属接地板的矩形介质基板，在所述介质基板的上表面设有输入端口馈线、第一输出端口馈线和第二输出端口馈线，在所述输入端口馈线与第一输出端口馈线之间设有第一平行耦合结构和第一 1/4波长传输线，所述第一平行耦合结构一端与输入端口馈线相连，另一端通过第一1/4波长传输线与第一输出端口馈线相连，在所述输入端口馈线与第二输出端口馈线之间设有第二平行耦合结构和第二 1/4波长传输线，所述第二平行耦合结构的一端通过第一平行耦合结构与输入端口馈线相连，另一端通过第二 1/4波长传输线与第二输出端口馈线相连，在所述第一输出端口馈线与第二输出端口馈线之间还设有第三I / 4波长传输线、第四I / 4波长传输线和电阻，所述第三I/4波长传输线一端与第一输出端口馈线相连，另一端与电阻的一端相连，所述第四1/4波长传输线一端与第二输出端口馈线相连，另一端与所述电阻与第三1/4波长传输线相连的同一端相连，所述电阻的另一端通过介质基板上的金属通孔与介质基板下表面的接地板相接。
[0009]本发明与现有技术相比，其显著优点为:
[0010](I)本发明的结构简单，可在单片PCB板上实现，便于加工集成，生产成本低。
[0011](2)本发明利用两段耦合线奇偶模阻抗分别不同，实现两输出端口功率不等幅分配的特性，具有良好的功率分配比的控制能力。
[0012](3)本发明利用主传输线的驻波分布特性，实现两输出端口的反相特性。
[0013](4)本发明采用隔离电阻接地的方式，输出端口获得了较高的隔离度。
[0014]下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步详细描述。
【附图说明】
[0015]图1是本发明基于平行耦合结构的反相不等分功分器的立体结构示意图。
[0016]图2是本发明基于平行耦合结构的反相不等分功分器的俯视图。
[0017]图3是实施例1的结构尺寸示意图。
[0018]图4是实施例1的S参数仿真图。
[0019]图5是实施例1的两个输出端口反射系数的仿真图。
[0020]图6是实施例1的两个输出端口相位差及幅度差的仿真图。
[0021]图中，输入端口馈线I，第一平行耦合结构2，第二平行耦合结构3，第一四分之一波长传输线4，第二四分之一波长传输线5，第一输出端口馈线6，第二输出端口馈线7，第三四分之一波长传输线8，第四四分之一波长传输线9，金属通孔10，电阻11，介质基板12，接地板13；
[0022]第一耦合微带线21，第二耦合微带线22，第三耦合微带线31，第四耦合微带线32;
[0023]贴片101，金属柱102。
【具体实施方式】
[0024]如图1、图2所示，本发明基于平行耦合结构的反相不等分功分器，其包括下表面设有金属接地板13的矩形介质基板12，在所述介质基板12的上表面设有输入端口馈线1、第一输出端口馈线6和第二输出端口馈线7，在所述输入端口馈线I与第一输出端口馈线6之间设有第一平行耦合结构2和第一 1/4波长传输线4，所述第一平行耦合结构2—端与输入端口馈线I相连，另一端通过第一 1/4波长传输线4与第一输出端口馈线6相连，在所述输入端口馈线I与第二输出端口馈线7之间设有第二平行耦合结构3和第二 1/4波长传输线5，所述第二平行耦合结构3的一端通过第一平行耦合结构2与输入端口馈线I相连，另一端通过第二 1/4波长传输线5与第二输出端口馈线7相连，在所述第一输出端口馈线6与第二输出端口馈线7之间还设有第三1/4波长传输线8、第四1/4波长传输线9和电阻11，所述第三1/4波长传输线8—端与第一输出端口馈线6相连，另一端与电阻11的一端相连，所述第四1/4波长传输线9一端与第二输出端口馈线7相连，另一端与所述电阻11与第三1/4波长传输线8相连的同一端相连，所述电阻11的另一端通过介质基板12上的金属通孔10与介质基板12下表面的接地板13相接。
[0025]在上述结构中，信号经输入端口馈线I进入，经过第一平行耦合结构，分别向第一1/4波长传输线4和第二平行耦合结构3传输，由第一 1/4波长传输线4传输的信号最终由第一输出端口馈线6输出，由第二平行耦合结构3传输的信号，最终经第二 1/4波长传输线5由第二输出端口馈线7输出。
[0026]作为一种优选，所述输入端口馈线I与介质基板12的宽边垂直，其输入端设在介质基板12的一个宽边上，所述第一输出端口馈线6和第二输出端口馈线7均与介质基板12的窄边垂直，其输出端分别设在介质基板12的两个窄边上。
[0027]作为一种优选，所述第一平行耦合结构2包括相互平行的第一耦合微带线21和第二耦合微带线22，所述第二平行耦合结构3包括相互平行的第三耦合微带线31和第四耦合微带线32，所述第一耦合微带线21与介质基板12的宽边平行，所述第三耦合微带线31沿同一直线串接在第一耦合微带线21的一端，所述第一耦合微带线21的另一端与输入端口馈线I垂直相连；
[0028]所述第一1/4波长传输线4与介质基板12的窄边平行，其一端与第二耦合微带线22垂直相连，另一端与第一输出端口馈线6垂直相连；
[0029]所述第二1/4波长传输线5与介质基板12的窄边平行，其一端与第四耦合微带线32垂直相连，另一端与第二输出端口馈线7垂直相连。
[0030]作为前述实施例的优选方案，所述第三1/4波长传输线8为L型直角折线，其与第一输出端口馈线6相连一端所在边与介质基板12窄边平行，其与电阻11相连一端所在边与介质基板12宽边平行；
[0031 ]与第三1/4波长传输线8对称，所述第四1/4波长传输线9为L型直角折线，其与第二输出端口馈线7相连一端所在边与介质基板12窄边平行，其与电阻11相连一端所在边与介质基板12宽边平行。
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