[发明专利]一种LTCC多路平衡功分器

说明书

 

技术领域

本发明属于电子技术领域，它涉及一种多路功分器，并具体涉及一种六路等功率等相位输出的考虑SMP连接的低温共烧陶瓷(LTCC)功分器。

背景技术

多路等功率功分器是射频电路中一个重要的多端口无源器件，它的主要功能是实现输入信号的多路等功率等相位分配，或者相反实现多个输入信号的等功率等相位合成。一个好的多路等功率功分器要求各路信号的幅度和相位一致性好、各路信号之间的隔离度高、以及工作频带比较宽、插入损耗小。另外使多路功分器的体积尽可能小以及安装、连接方便也是电子系统向小型化、轻量化发展的需要。

传统的多路等功率功分器一般采用Wilkinson功分器形式，通过四分之一波长的阻抗线实现阻抗匹配，阻抗线的实现采用平面结构，为了实现功分器的平衡性和高隔离度，电路往往较复杂且占用的面积比较大，例如受平面结构的限制，一分三功分器中距离较远的两个端口之间的隔离电阻难布局，往往省略，这样做的结果是隔离度降低；受平面布局的限制，三路输出口之间的平衡性较难达到一致；为了提高隔离度和改善输出信号的一致性需要变换走线形式，增加电路的复杂性，同时也会增加电路的面积，不能满足射频电路对小型化的要求。

发明内容

为了克服上述现有技术存在的问题，本发明的目的在于采用Wilkinson功分器原理电路提供一种基于LTCC技术并且考虑SMP连接的多路平衡功分器。

为解决上述技术问题，本发明提供一种LTCC多路平衡功分器，包括了一个输入端和六个输出端，其特征在于，该功分器由第一级电路中的一个等功分的一分三功分器单元和第二级电路中的三个相同的等功分一分二功分器单元串联形成，六个输出端成环形排列，两种功分器单元都由集总参数元件构成的电抗网络形成；集总参数元件构成的电抗网络导体印刷在LTCC多层生瓷表面，并通过打孔、填孔、网印、层压、烧结等工艺形成电路；输入端、输出端分别由位于陶瓷体底面和顶面的SMP连接器实现；输入端信号通过一分三功分器单元的T型结分成三路信号，其中，第一路信号通过L11电感和其两端与地间并联的C11_1电容、C11_2电容构成的电抗网络与第二级电路相连；第二路信号通过L12电感和其两端与地间并联的C12_1电容、C12_2电容构成的电抗网络与第二级电路相连；第三路信号通过电感L13和其两端与地间并联的C13_1电容、C13_2电容构成的电抗网络与第二级电路相连；这三路信号电抗网络末端通过三个两两相连的第一级隔离电阻实现隔离；

第一级的三个输出信号通过带状线连接到第二级电路的输入端；第二级电路的第一路信号通过L21_1电感和其两端与地间并联的C21_1电容、C21_2电容构成的电抗网络实现，第二路信号通过L21_2电感和其两端与地间并联的C21_3电容、C21_4电容构成的电抗网络实现，第三路信号通过L22_1电感和其两端与地间并联的C22_1电容、C22_2电容构成的电抗网络实现，第四路信号通过L22_2电感和其两端与地间并联的C22_3电容、C22_4电容构成的电抗网络实现，第五路信号通过L23_1电感和其两端与地间并联的C23_1电容、C23_2电容构成的电抗网络实现，第六路信号通过L23_2电感和其两端与地间并联的C23_3电容、C23_4电容构成的电抗网络实现；第二级电路的第一路和第二路信号、第三路和第四路信号、第五路和第六路信号的电抗网络末端分别通过第二级隔离电阻相连实现隔离；第二级电路最终输出六路等幅度和等相位的信号。

该功分器包括多层介质基板，介质基板共18层，每层厚度为0.1mm；其中，在最下层介质基板的底面安装有一个SMP连接器，是该功分器的输入端，在最上层介质基板的顶面安装有六个SMP连接器，是该功分器的六个输出端，且这六个输出端的端口成环形排列。

各电抗网络中的电感采用单层或多层螺旋电感，不同层之间的导体用通孔实现互连。

所述C11_1电容、C12_1电容、C13_1电容组合后位于输入端的T型结连接处，所述C11_2电容、C12_2电容、C13_2电容、C21_1电容、C21_3电容、C22_1电容、C22_3电容、C23_1电容、C23_3电容组合后一部分位于第一级电路到第二级电路的T型结连接处，另一部分通过表面0603封装的电阻焊盘实现，所述C21_2电容、C21_4电容、C22_2电容、C22_4电容、C23_2电容、C23_4电容组合后通过表面0603封装的电阻焊盘实现。