[发明专利]高分配比可重构功分器

说明书

本发明公开了一种高分配比可重构功分器，包括金属接地板和介质基板，所述介质基板设置在金属接地板上，还包括分别设置在介质基板上的3dB Wilkinson功分器、3dB分支线耦合器、第一π型等效传输线和第二π型等效传输线；所述3dB Wilkinson功分器分别与第一π型等效传输线、第二π型等效传输线连接，第一π型等效传输线、第二π型等效传输线分别与3dB分支线耦合器连接。本发明能够实现输出功率高分配比，且分配比大范围内连续可重构。

技术领域

本发明属于射频与微波通信技术领域，具体涉及一种高分配比可重构功分器。主要应用于天线阵列、混频器以及实时功率分配与合成。

背景技术

作为射频电路前端的重要组成部分，功率分配器的研究与设计正越来越受到人们的重视。功率分配器简称为功分器，在大规模阵列天线系统和相控阵列雷达系统以及功率合成器中，都需要使用多个功率分配比例不同的功分器。而由于射频功分器的工作原理决定了其体积较大的缺点，多个射频功分器的应用会进一步使得射频前端体积庞大，且生产成本增加。而功率分配比可重构功分器可以用一个器件代替多个器件，所以它能降低成本，提高性能和集成度，使通信系统的设备尺寸小型化。

目前，关于分配比可重构功分器的研究主要是关于功率分配比的离散可重构。不但结构复杂，而且分配比例离散，应用受限。而分配比连续可重构功分器可调范围低，实用性低。同时由于传统微带线功分器都是基于特征阻抗的变化会引起输出功率分配比变化的原理设计功分器。但是由于高阻抗微带线在工艺上难以实现，所以高分配比功分器制造困难、成本过高。

发明内容

本发明的目的是提出一种高分配比可重构功分器，能实现功率的高分配比以及分配比例大范围内连续可调。

本发明所述的高分配比可重构功分器，包括金属接地板和介质基板，所述介质基板设置在金属接地板上，还包括分别设置在介质基板上的3dB Wilkinson功分器、3dB分支线耦合器、第一π型等效传输线和第二π型等效传输线；

所述3dB Wilkinson功分器分别与第一π型等效传输线、第二π型等效传输线连接，第一π型等效传输线、第二π型等效传输线分别与3dB分支线耦合器连接；

所述3dB Wilkinson功分器包括第一微带线、第二微带线、第三微带线和隔离电阻R，隔离电阻R的两端分别与第二微带线的右端和第三微带线的右端连接，第二微带线的左端以及第三微带线的左端均与第一微带线的右端连接，第一微带线的左端作为射频信号的输入端；

所述3dB分支线耦合器包括第四微带线、第五微带线、第六微带线、第七微带线、第八微带线和第九微带线，第四微带线的两端分别与第五微带线的左端、第六微带线的左端连接，第七微带线的两端分别与第五微带线的右端、第六微带线的右端连接，第五微带线的右端还与第八微带线的左端连接，第六微带线的右端还与第九微带线的左端连接，第八微带线的右端和第九微带线的右端分别作为射频信号的输出端。

所述第一π型等效传输线包括第十微带线、隔离电容C3、隔离电容C4、变容二极管D3和变容二极管D4；所述第十微带线的左端经隔离电容C3、变容二极管D3后接地，第十微带线的左端还与第二微带线的右端连接；第十微带线的右端经隔离电容C4、变容二极管D4后接地，第十微带线的右端还与第五微带线的左端连接；

所述第二π型等效传输线包括第十一微带线、隔离电容C1、隔离电容C2、变容二极管D1和变容二极管D2；第十一微带线的左端经隔离电容C1、变容二极管D1后接地，第十一微带线的左端还与第三微带线的右端连接，第十一微带线的右端经隔离电容C2、变容二极管D2后接地，第十一微带线的右端还与第六微带线的左端连接。

在所述变容二极管D3的两端以及变容二极管D4的两端分别施加反向直流偏置电压V2；

在所述变容二极管D1的两端以及变容二极管D2的两端分别施加反向直流偏置电压V1；