基于并联短截线的t型功分器的制造方法
【技术领域】
[0001] 本实用新型设及阵列天线馈电网络技术领域，具体设及一种基于并联短截线的Τ 型功分器。
【背景技术】
[0002] 目前，微带Τ型功分器，是阵列天线馈电网络中最常见的微带功分器，容易实现各 种形式的复杂馈电网络，但是大功分比条件下需要用到高阻抗微带线，但是，高阻抗微带线 的线宽非常窄，难W加工，制作成本高。在《缺陷地结构在不等分威尔金森功分器中的应用》 文献中，采用缺陷地结构也实现了高阻抗线，取得了一定的成果，但是也存在一些明显问 题，缺陷地结构相对复杂，加工困难，调试难度大，而且，不便于小型化，批量生产一致性难 W控制等;在《一种任意功分比的微带Τ型不等功分器》文献中使用的短路短截线实现，会产 生较大的福射损耗，而且，对于微带线运种印制电路板来说，在印制电路板上使用需要配置 过孔的短路短截线，也比较麻烦，加工复杂。 【实用新型内容】
[0003] 本实用新型的目的是为了克服现有的采用缺陷地结构也实现了高阻抗线，缺陷地 结构相对复杂，加工困难，调试难度大，而且，不便于小型化，批量生产一致性难W控制的问 题。本实用新型的基于并联短截线的任意功分比的微带Τ型功分器，传输线仅使用一种特性 阻抗为50 Ω的阻抗微带线即可完成，而且，只需要调节两根开路短截线的长度就可W实现 不同的功分比，操作简单，可靠性高，加工方便，具有良好的应用前景。
[0004] 为了达到上述的目的，本实用新型所采用的技术方案是：
[000引一种基于并联短截线的Τ型功分器，其特征在于:包括采用等特性阻抗的微带线构 成两条支路，两条支路的一端通过并联线相连接，两条支路的另一端分别为Τ型功分器的两 个端口 Ρ2和Ρ3,所述并联线中部引出有Τ型功分器的另一个端口 Ρ1，所述并联线中部向两侧 的四分之一波长处均设置一根开路短截线，所述波长为Τ型功分器工作频率下对应的工作 波长，两根开路短截线与并联线实现功率分配，调节各根短截线的长度实现Τ型功分器的任 意功分比输出，
[0006] 前述的基于并联短截线的Τ型功分器，其特征在于:所述等特性阻抗的微带线的阻 抗为50 Ω。
[0007] 本实用新型的有益效果是:本实用新型的基于并联短截线的Τ型功分器，具体优点 如下，
[0008] (1)该结构的Τ型功分器比缺陷地结构的Τ型功分器更容易设计大功分比的功分 器，传输线仅使用一种特性阻抗为50 Ω的阻抗微带线即可完成，解决了大功分比条件下需 要用到高阻抗微带线，但是高阻抗微带线线宽非常窄，难W加工的问题。
[0009] (2)该结构的Τ型功分器只需要调节两根开路短截线的长度就可W实现不同的功 分比，操作简单，可靠性高。
[0010] (3)该结构的Τ型功分器还避免了《一种任意功分比的微带Τ型不等功分器》文献中 使用的短路短截线，对于微带线运种印制电路板来说，采用开路短截线更加方便，因为开路 不需要配置过孔，过孔在短路短截线终端形成接地状态是必须的，而且过孔加工比较麻烦， 加工复杂。
【附图说明】
[0011] 图1是本实用新型的基于并联短截线的任意功分比的微带Τ型功分器的结构示意 图。
[0012] 图2是本实用新型等功率分配Τ型功分器的幅度仿真图。
[0013] 图3是本实用新型等功率分配Τ型功分器的相位仿真图。
[0014] 图4是本实用新型1:10的Τ型功分器的幅度仿真图。
[0015] 图5是本实用新型1:10的Τ型功分器的相位仿真图。
[0016] 图6是本实用新型1:20的Τ型功分器的幅度仿真图。
[0017] 图7是本实用新型1:20的Τ型功分器的相位仿真图。
【具体实施方式】
[0018] 下面将结合说明书附图，对本实用新型作进一步的说明。
[0019] 如图1所示，本实用新型的基于并联短截线的Τ型功分器，包括采用等特性阻抗的 微带线构成两条支路，两条支路的一端通过并联线相连接，两条支路的另一端分别为Τ型功 分器的两个端口 Ρ2和Ρ3,所述并联线中部引出有Τ型功分器的另一个端口 Ρ1，所述并联线中 部向两侧的四分之一波长处均设置一根开路短截线，所述波长为Τ型功分器工作频率下对 应的工作波长，两根开路短截线与并联线实现功率分配，调节各根短截线的长度实现Τ型功 分器的任意功分比输出。
[0020] 所述等特性阻抗的微带线的阻抗为50 Ω，传输线仅使用一种特性阻抗为50 Ω的阻 抗微带线即可完成，解决了大功分比条件下需要用到高阻抗微带线，但是高阻抗微带线线 宽非常窄，难W加工的问题，而且，该结构的Τ型功分器只需要调节两根开路短截线的长度 就可W实现不同的功分比，操作简单，可靠性高。
[0021] 基于并联短截线的Τ型功分器的任意功分比实现方法，包括W下步骤，
[0022] 步骤(Α)，根据传输线理论，得到并联线上的第一开路短截线AC1的输入阻抗Zinacl， 如公式(1)所示，
[0023] Zinacl = -jZ〇CO 巧 h (1)
[0024] 第一开路短截线AC1的输入导纳Yinael，如公式(2)所示，
[0025] Yinaci =巧日化址 h (2)
[0026] 其中，Zo为传输线的特性阻抗，该T型功分器均使用特性阻抗为Zo的微带传输线;β 为相位常数，β =化Α，λ为Τ型功分器的工作波长;h为第一开路短截线AC1的物理长度;Υο为 传输线的特性导纳，Υ〇=1/Ζ〇;
[0027] 步骤(Β)，设开路短截线AC1的电角度θι =化1，并联线上的第二开路短截线BC2的电 角度
b的第二开路短截线BC2的物理长度，则第二开路 短截线BC2的输入阻抗ZinbG2,如公式(3)所示，
[002引 (3)
[0029] 第二开路短截线BC2的输入导纳Yinbe2,如公式(4)所示，
[0030] Yinbc2 = -jY〇C〇t0l (4)
[0031] 步骤(〇,50Ω等特性阻抗的并联线与第一开路短截线AC1连接处A点的输入导纳 YAin，如公式(5)所示，
[0032] YAin = Y〇Winacl = Y〇+jY〇^n01 (5)
[0033] 步骤(D)，经过阻抗变换后，从并联线中部的0点往连接处A点看去的输入导纳 YoAin，如公式(6)所示，
[0034] (扫）
[0035] 步骤化），50 Ω等特性阻抗的并联线与第二开路短截线BC2连接处B点的输入导纳 YBinYAin，如公式（7 )所不，
[0036] YBin = Y〇 巧 inbc2 = Y〇-jY〇C〇t 目 1 (7)
[0037] 步骤(F)，经过阻抗变换后，从并联线中部的0点往连接处B点看去的输入导纳 4 I YoBin，如公式（8)所不，
[003引 (8)
[0039] 步骤(G)，并联线中部的0点输入导纳YoBin，如公式(9)所示，
[0040] (9)
[0041] 步骤化），由于并联线中部的0点输入导纳Y〇Bin = Y〇,则0点引出的T型功分器的端口 P1是匹配的；
[0042] 步骤(Ι)，Τ型功分器的端口 P2、P3的输出功分比^7,如公式（10)所示，
[0043]
[0044] 其中，
b功率定义计算公式，（)*表示对括号内数据取共辆 运算;U为T型功分器在0点处的输入电压;Z日Μη为从0点往A看上去的输入阻抗;Z日Bin为从0点 往B看下去的输入阻抗；
[0045]步骤（J )，当
T型功分器的端口 P 2、P 3的输出功分比
，因为目1 =化1，通过调整h的长度，即可实现调整目1的角度，从而实现T 型功分器任意功分比输出；同理，通过调整b的长度，也可实现T型功分器任意功分比输出；
[0046] 本实用新型的基于并联短截线的T型功分器一个具体实施例，采用Rogers R04003 基板，介电常数Er = 3.55，损耗角正切tanS = 0.0027，工作频率为5.8G化，计算得到50 Ω特 性阻抗对应微带线宽度为1.14mm。W此T型功分器设计Ξ种不同功分比的功分器，
[0047] 第一种，如表1所示，是
等功率T型功分器的结构参数，对应S21 = S31 = - 3dB，算得目 1 = 45°，目2 =目1+90° =135°，
[0048] 表1等功率分配T型功分器结构参数(单位:mm) 「00491
[0050]~如图2及图3所示，是该T型功分器的仿真结果在中屯、频率5.8GHz处Sll = -25.55地，匹配良好，S21 = S31 = - 3.18地，符合设计预期。
[0051 ] 第二种，如表2所示，是
的T型功分器的结构参数，对应S21 = -10dB，S31 =-0.46(18，算得目1 = 72.45°，目2 =目1+90°=162.45°，
[0052] 表2 1:10的T型功分器结构参数(单位:mm)
[0053]
[0054] ~~如图4及图5所示，该功分器的仿真结果在中屯、频率5.8G化处S11 = - 31.54地，匹配 良好，S21 = -10.6地，S31 = - ο. 57地，符合设计预期。
[005引第Ξ种，如表3所示，是
的T型功分器的结构参数，对应S21 = -13.22dB, 831 = -0.21dB，算得目 1 = 77.4。，目2 =目 1+90。=167.4。，
[0056] 表3 1:20的T型功分器结构参数(单化mm)
[0057]
[0058] ~如图6及图7所示，是该功分器的仿真结果在中屯、频率5.8GHz处S11 = - 34.27地，匹 配良好，S21 = -13.53地，S31 = - 0.36地，符合设计预期。
[0059] 综上所述，本实用新型的基于并联短截线的任意功分比的微带T型功分器，传输线 仅使用一种特性阻抗为50 Ω的阻抗微带线即可完成，而且，只需要调节两根开路短截线的 长度就可W实现不同的功分比，操作简单，可靠性高，加工方便，具有良好的应用前景。
[0060] W上显示和描述了本实用新型的基本原理、主要特征及优点。本行业的技术人员 应该了解，本实用新型不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本 实用新型的原理，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下，本实用新型还会有各种变化 和改进，运些变化和改进都落入要求保护的本实用新型范围内。本实用新型要求保护范围 由所附的权利要求书及其等效物界定。
【主权项】
1. 基于并联短截线的T型功分器，其特征在于:包括采用等特性阻抗的微带线构成两条 支路，两条支路的一端通过并联线相连接，两条支路的另一端分别为Τ型功分器的两个端口 Ρ2和Ρ3,所述并联线中部引出有Τ型功分器的另一个端口 Ρ1，所述并联线中部向两侧的四分 之一波长处均设置一根开路短截线，所述波长为Τ型功分器工作频率下对应的工作波长，两 根开路短截线与并联线实现功率分配，调节各根短截线的长度实现Τ型功分器的任意功分 比输出。2. 根据权利要求1所述的基于并联短截线的Τ型功分器，其特征在于:所述等特性阻抗 的微带线的阻抗为50 Ω。
【专利摘要】本实用新型公开了一种基于并联短截线的T型功分器，该T型功分器包括采用等特性阻抗的微带线构成两条支路，两条支路的一端通过并联线相连接，两条支路的另一端分别为T型功分器的两个端口P2和P3，所述并联线中部引出有T型功分器的另一个端口P1，所述并联线中部向两侧的四分之一波长处均设置一根开路短截线，两根开路短截线与并联线实现功率分配，调节各根短截线的长度实现T型功分器的任意功分比输出。本实用新型传输线仅使用一种特性阻抗为50Ω的阻抗微带线即可完成，而且，只需要调节两根开路短截线的长度就可以实现不同的功分比，操作简单，可靠性高，加工方便，具有良好的应用前景。
【IPC分类】H01P5/20
【公开号】CN205159484
【申请号】CN201520989268
【发明人】杨凌升, 朱勇安
【申请人】南京信息工程大学
【公开日】2016年4月13日
【申请日】2015年12月3日