[发明专利]新型双频Wilkinson功率分配器设计

说明书

技术领域

本发明设计一种无源微波传输器件，确切地说，设计一种新型双频Wilkinson功率分配器，属于微波传输技术领域。

背景技术

在无线通信系统中经常用到功率合成器或分配器，尤其是在相控阵天线、矢量调节器和混频器的应用当中。近年来，双频段Wilkinson功分器的设计取得了许多成就，包括结合平行RLC电路、利用新颖枝节来做结构调整和端口延伸，但所有这些只能在一个小的频率比上实现。而随着工作频率的增大，功分器介质传输线间距越来越小，使得传输线间的寄生影响增大。在文献[Y. Shin, B. Lee, and M. Park, Dual-band Wilkinson power divider with shifted output ports, IEEE Microw Wireless Compon Lett 18 (2008), 443-445.]，[Y. Shin, B. Lee, and M. Park, Dual-band Wilkinson power divider with shifted output ports, IEEE Microw Wireless Compon Lett 18 (2008), 443-445.]中，为了满足功分器理想的隔离效果和阻抗匹配，双频功分器的设计结构多样化，例如基于短路枝节或开路枝节的设计来扩展工作中的频率比的范围。在文献[X. Tang, and K. Mouthaan, Analysis and design of compact two-way Wilkinson power dividers using coupled lines, Proc. 30nd Asia-Pacific Microw. Conf., vol. 1, Dec. 2009, pp. 1319–1322.]中提出了基于耦合线功率分配器，属于单波段设计。传统的耦合传输线有它的优点，如结构紧凑，可采用偶模和奇模的分析方法实现阻抗匹配，设计参数相对灵活。在文献[M.-J. Park, Two-section cascaded coupled line Wilkinson power divider for dual-band applications, IEEE Microw Wireless Compon Lett 19 (2009), 188-190.]中，提出的双节级联耦合传输线的双频功率分配器，其频率比范围有局限性。在文献[M.-J. Park, Dual-band Wilkinson divider with coupled output port extensions, IEEE Trans Microwave Theory Tech 57 (2009), 2232-2237.]中设计的功分器其频率比的范围有所增大。

目前为止所提出的双频Wilkinson功率分配器的带宽及频率比的范围都有其局限性，不能够有效满足等分移动和无线通信系统在双频带上工作需求。因此，如何构建理想隔离结构，同时具有较宽的工作带宽和较大频率比的双频Wilkinson功率分配器，其结构以及相应的严格设计方法是本发明的关键。

发明内容

本发明提供了一种双频Wilkinson功率分配器，其最重要的特点是功率分配器的结构设计，传统的Wilkinson功率分配器的两个输出端口位于隔离电阻的两端，而本发明的两个输出端口远离隔离电阻，位于功率分配器的中间位置，即第二端口Port2的输入端连接于第一分支传输线3和第三分支传输线5的连接处；第三端口Port3的输入端连接于第二分支传输线4和第四分支传输线6的连接处；同时设计两个开路枝节位于输入端口处连接，即开路枝节1一端连接于第一端口Port1和第一分支传输线3的连接处，另一端开路；开路枝节2一端连接于第一端口Port1和第二分支传输线4的连接处，另一端开路；输出端口位置的转移和输入端口连接两个开路枝节的设计，使本发明Wilkinson功率分配器在双频工作下具有较宽的工作带宽和较大的频率比。