[发明专利]基于平行耦合缝隙线结构的差分超宽带功率分配器

说明书

本发明公开了一种基于平行耦合缝隙线结构的差分超宽带功率分配器，主要解决现有差分超宽带功率分配器共模抑制度和隔离度差的技术问题。其包括微带介质基板(1)、U型输入微带馈线(2)、U型输出微带馈线(3)、均匀阻抗微带线(7)和金属接地板(4)。金属接地板(4)上蚀刻有第一阶梯阻抗缝隙线结构(5)，两侧为L型均匀阻抗缝隙线结构(6)和第二阶梯阻抗缝隙线结构(8)，L型均匀阻抗缝隙线结构(6)直角之间为底端中心跨接有第一隔离电阻R₁的U型均匀阻抗缝隙线结构(9)，两个U型输出微带馈线(3)之间并联连接有第二隔离电阻R₂和第三隔离电阻R₃。本发明体积小、共模抑制度和隔离度好，可用于移动通信。

技术领域

本发明属于微波和射频技术领域，具体是一种基于平行耦合缝隙线结构的差分超宽带功率分配器，可应用于无线通信系统射频前端。

背景技术

近些年，随着无线移动通信技术的快速发展，一个通信系统往往需要工作在很宽的频带范围内，在这个频带范围内进行信号的功率分配，采用传统方法将导致通信系统体积大、成本高。而超宽带功分器能同时涵盖多个通信模式，占用体积小，成本较低，近些年来引起了国内外学者和研究机构的广泛研究。另一方面，由于差分系统对环境噪声有较好的抑制作用，能够提高系统的灵敏度，满足现代通信系统高质量的通信要求。因此，为了提高无线通信系统的抗干扰性，同时能够涵盖多个通信频段，超宽带差分功分器的一直是热点研究，但是相关的研究成果微乎其微。

2010年Kaijun Song等学者在微波领域的期刊IEEE MICROWAVE AND WIRELESSCOMPONENTS LETTERST上发表文章Novel Ultra-Wideband(UWB)Multilayer SlotlinePower Divider With Bandpass Response，但其为单端形式。

2015年Kaijun Song等人在ELECTRONICS LETTERS期刊上发表论文ExtremelyCompact Ultra-Wideband Power Divider Using Hybrid Slotline/Microstrip-LineTransition。文中也提出了一种基于缝隙线的单端形式的超宽带功分器。

上述这两种单端形式功率分配器的噪声抑制能力较差，容易受到环境噪声的干扰。此外，单端器件在差分系统的应用中，需要采用巴伦进行单端形式和差分形式的转换，这势必会造成尺寸增大和成本增加。

2017年Feng Wei等学者在ELECTRONICS LETTERS上发表论文A Balanced UWBPower Divider with One Narrow Notch-band。文中基于T型缝隙线结构设计了一种差分形式的超宽带功分器，这种差分功分器克服了单端形式的不足，但又由于结构问题导致输出端口间的隔离度不理想，造成输出端口之间信号的相互影响，不能满足移动通信系统的要求。

发明内容

本发明的目的在于针对上述现有技术缺陷，提供一种基于平行耦合缝隙线结构的差分超宽带功率分配器，以提高输出端口间的隔离度，减小输出端口之间信号的相互影响，满足移动通信系统的要求。

为实现上述目的，本发明包括微带介质基板1和金属接地板4，微带介质基板1的上表面设有U型输入微带馈线2和两个U型输出微带馈线3，金属接地板4位于微带介质基板1的下表面，其特征在于：

金属接地板4上蚀刻有第一阶梯阻抗缝隙线结构5，该第一阶梯阻抗缝隙线结构5两侧设有对称的L型均匀阻抗缝隙线结构6；每个L型均匀阻抗缝隙线结构6的末端均设有四分之一导波波长的第二阶梯阻抗缝隙线结构8；第一阶梯阻抗缝隙线结构5位于U型输入微带馈线2的正下方；第二阶梯阻抗缝隙线结构8位于U型输出微带馈线3的正下方；