[发明专利]基于微波倒相器的一分三功率分配器及其功率分配方法

说明书

技术领域

本发明属于功率分配设备技术领域，涉及一种功率分配器，具体涉及一种基于微波倒相器的一分三功率分配器，本发明还涉及上述一分三功率分配器的功率分配方法。

背景技术

功率分配器可广泛用于微波、通讯和射频系统中。经典的功率分配器电路信号输出端口的数目大多为偶数。1960年，Ernest J.Wilkinson提出了经典的等幅同相输出的功率分配器电路结构，该电路结构被广泛用于各种微波电路的设计中；至今为止，又提出了许多新的可以提供任意功分比的功率分配器电路结构。但这些电功率分配器电路结构仅适用于信号输出端口数目为偶数的情形，很难适用于信号输出端口数目为奇数的情形。

现有的一分三功率分配器电路为不对称结构，这样的结构存在三个输出端口幅相一致性难以保证，隔离度也不够高，带宽不易拓宽的缺陷。现有的一分三功率分配器一般采用两级功分的办法，第一级采用不等分一分二，第二级将其中一路再一分二，整个电路的对称性差。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于微波倒相器的一分三功率分配器，具有尺寸小巧、结构简单、幅相一致性好及隔离度高的特点。

本发明所采用的第一种技术方案是，基于微波倒相器的一分三功率分配器，包括有六条长度相等的特性阻抗为Z₂的90°传输线，每条特性阻抗为Z₂的90°传输线依次首尾相连构成圆形传输线圈，圆形传输线圈内包括有三条长度相等的特性阻抗为Z₁的90°传输线，三条特性阻抗为Z₁的90°传输线的一端交汇于圆形传输线圈的圆心，圆形传输线圈的圆心处设置有输入端口P₁，三条特性阻抗为Z₁的90°传输线的另一端分别与圆形传输线圈相交，三个交点将圆形传输线圈三等分，三条特性阻抗为Z₁的90°传输线的另一端分别设置有输出端口P₂、输出端口P₃、输出端口P₄，每两条相邻的特性阻抗为Z₁的90°传输线所夹的圆形传输线圈中央设置有微波倒相器，每个微波倒相器的两端分别连接有一个隔离电阻R。

本发明第一种技术方案的特点还在于，

微波倒相器为双面平行带线倒相器或微带倒相器中的一种。

双面平行带线型倒相器为双面平行带线及金属化过孔结构。

微带线型倒相器采用接地板开圆形槽腔、微带线交指金属化过孔接地结构。

特性阻抗为Z₁的90°传输线的长度大于圆形传输线圈的半径且特性阻抗为Z₁的90°传输线的长度为四分之一λ波长。

本发明所采用的第二种技术方案是，基于微波倒相器的一分三功率分配器的功率分配方法，具体按照以下步骤实施：

步骤1、将功率由输入端口P₁输入，采用偶偶模等效电路获得满足输入端口P₁的匹配条件；

步骤2、根据输出端口P₂、输出端口P₃、输出端口P₄的激励值、三个输出端口隔离条件及步骤1中获取的匹配条件，得到输入端口P₁的电压，将电路结构等效为奇偶等效电路，即获得特性阻抗为Z₂的90°传输线的特性阻抗Z₂和隔离电阻R的值；

步骤3、经步骤2，将输入输入端口P₁的功率平均分配至三个输出端，即平均分配至输出端口P₂、输出端口P₃、输出端口P₄。

本发明第二种技术方案的特点还在于，

步骤1具体按照以下方法实施：

将功率由输入端口P₁输入，通过输入端口P₁和三条特性阻抗为Z₁的90°传输线分别将功率传输给输出端口P₂、输出端口P₃、输出端口P₄，微波倒相器两端连接的隔离电阻R短路，整个电路等效为偶偶模等效电路，在中心频点处，特性阻抗为Z₁的90°传输线为短路线，输入的阻抗无穷大，即获得满足输入端口P₁的匹配条件为：