[发明专利]一种宽带新型微带线三路功分器

说明书

技术领域

本发明属于微波工程领域，具体涉及一种宽带新型微带线三路功分器。

背景技术

功率分配器（简称功分器）可实现多路电磁信号的分配/合并，是射频电路中不可或缺的功能单元。除常用的二路功分器外，在天线阵列馈电网络、功率合成电路中常需要其他分路数的功分器，比如三路功分器。在对功率容量要求不高的场合，微带线三路功分器因具有重量轻、成本低、结构简单等突出优势，广泛应用于移动通信、航空航天、雷达探测等领域。

根据其结构特点，目前应用的微带三路功分器大致可分为如下几类：1、采用与Wilkinson功分器原理相近的平面对称结构，通过合理设计隔离电阻值，并采用宽度渐变微带线、单层或多层耦合微带线，抑制由于空间结构导致的三路间功分比不平衡，获得良好的等功率分配性能和隔离性能；2、采用扇形微带枝节和辐射状放置的电阻构成宽带多路功分结构；3、采用两个或两个以上二路功分器并联或级联构成三功分器；4、由不同特征阻抗的微带线构成多端口网络，并由指定的端口完成三功分功能。其中，前两类功分器匹配和隔离指标一般，多为等比例功分器；第3类功分器可根据要求调整功率输出比例，较好实现各端口的匹配和输出端口间的隔离，但占用空间稍大；第4类功分器各项指标良好，能够实现任意比例的功率输出，占用空间也比较小。

发明内容

本发明提出的一种宽带新型微带线三路功分器，属于上述第4类，相对现有功分器，结构简单，易于加工，而且功率分配比可以在一定范围内连续调整。

本发明提供的宽带新型微带线三路功分器，包括：功分器输入端、功分器主体、功分器输出端、线路板和功分器壳体。功分器主体为微带线路，设置在线路板上。功分器主体中设有一个功分器输入端和三个功分器输出端。功分器壳体将线路板除正面外的其他五面包围起来，并和线路板固定连接一起。功分器主体采用印制电路工艺，包括连接呈“田”字型的12段不同特征阻抗的微带传输线和两个并联到地的隔离电阻，每一段微带传输线的长度，都是中心工作频率下的四分之一波长。“田”字型结构右侧的三个节点分别连接三个功分器输出端，“田”字型结构左侧的中间节点连接功分器输入端，另外两个节点分别连接隔离电阻R₁和R₂。功分器主体的“田”字型结构关于水平中心轴线对称。

通过调整微带传输线的特征阻抗和微调其长度，实现不同比例的功率分配、较好的阻抗匹配与功分端口间隔离。

功分器输入端和功分器输出端均使用标准的50欧姆微带传输线。功分器壳体反面打孔，把导电胶灌入线路板的反面覆铜面进行粘接。

线路板4为相对介电常数εr=2.55、介质厚度H₁=1mm、覆铜厚度H₂=0.035mm的高性能双面覆铜聚四氟乙烯微波介质板材。

本发明的优点和积极效果在于：该功分器在25%相对频率带宽内具有良好的功率分配、阻抗匹配、端口隔离特性；该新型三路功分器结构简单，精度高，易于设计加工，设计直接有效，而且功率分配比可以在一定范围内连续调整；该功分器可广泛用于天线馈电网络、微波电路和微波器件中。

附图说明

图1是本发明的宽带新型微带线三路功分器的结构示意图；

图2是功率分配比为1:2:1的功分器的仿真及实测参数，a为功分比特性曲线，b为隔离度特性曲线，c为回波损耗特性曲线。

具体实施方式

下面结合附图和实例来对本发明做进一步说明。

如图1所示，本发明提供的一种宽带新型微带线三路功分器，包括一个功分器输入端1、功分器主体2、三个功分器输出端3、线路板4和功分器壳体5。功分器主体2为微带线路。功分器主体2设置在线路板4上，功分器主体2中设有微带线与功分器输入端1和功分器输出端3相连。功分器壳体5将线路板4除正面外的其他五面包围，并和线路板4固定连接一起。

线路板4为微波介质板材，具体线路板4为双面覆铜板，功分器主体2通过印刷线路板技术设置在线路板4正面，为了更好的效果，线路板4为高性能聚四氟乙烯玻璃布板线路板。本发明实施例中提供的优选的线路板(4)为：相对介电常数εr=2.55、介质厚度H₁=1mm以及覆铜厚度H₂=0.035mm的高性能双面覆铜聚四氟乙烯微波介质板材。