[发明专利]高隔离度微波不等分功分器的设计方法

说明书

本发明提供了一种微波不等分功率分配器的设计方法。当工作频率升高，微带线的物理长度变小，高隔离度不等分功分器利用传统方式难以实现。本发明利用低温共烧陶瓷工艺将微波电路和隔离电阻一次烧成，功分器由T型枝节、隔离电阻、弯折的360°电压传递微带线、阻抗变换微带线和测试端口组成。本发明通过增加电长度为360°传输线解决了功分器和电阻的连接问题和隔离问题，与现有的电长度为270°的微带功分器技术方案相比较，电路尺寸减小且减少了插入损耗；与现有的不附加隔离电阻的技术方案相比较，本发明设计的微波/毫米波不等分功分器提供了较高的隔离度。

技术领域

本发明涉及一种功率分配器的设计方法。

背景技术

功率分配/合成器简称功分/功合器，其性能和优点在于将功率无损的等幅同相或不等幅同相分配至多路负载，负载可以是天线、Dohty放大器、电阻等任意形式，微带功分/功合器因设计灵活且尺寸较小在馈电网络中广泛使用。在相控阵雷达整机中功分/功合器网络的性能直接影响了雷达单机的性能。

在现有的技术方案中，Wilkinson功分器使用隔离电阻来平衡电长度为90°的微带端口处的电压，在图1中端口1输入功率，端口2和端口3输出功率，端口1、端口2和端口3通过Y型结构互连，设计良好的功分器在电阻两侧的电压始终相等，为端口2和端口3之间提供所需的隔离度。不使用隔离电阻的功分器的端口2和端口3通常隔离度很差，无法用于功率合成，会影响到整个网络的稳定性。随着工作频率的升高，微带的物理尺寸相应的变短，而固定阻抗的微带线的宽度基本不变，因此使用经典Wilkinson结构的功率分配器的两个微带难以弯曲同时连接Y型结构和隔离电阻两端。

在经典结构中，Y型枝节微带线弯曲后连接端口1与隔离电阻，随着功分器工作频率的升高，Y型枝节微带线长度变短，与微带线的宽度相比拟，已无法实现该种弯曲结构；或当功分比为不等分状态时，部分枝节需要更宽的微带线，同样无法实现该种结构。一个有效的处理方法为采用电长度270°的微带枝节替代电长度为90°微带枝节，但这增加了功分器的整体尺寸，同时也增加了损耗。

因此，在以上技术领域内存在利用现有技术难以设计高隔离度微波/毫米波不等分功分器的困难。

发明内容

本发明的目的在于提供一种功率分配器，能够实现高隔离度微波/毫米波不等分功分器。

为解决上述问题，本发明提供一种功率分配器的设计方法，包括：

利用低温共烧陶瓷工艺加工微波基板和微波电路图形；

利用厚膜电阻工艺加工隔离电阻；

使用所述隔离电阻和一段弯折的360°的微带线替代原有单个隔离电阻。

进一步的，在上述方法中，所述微波基板采用损耗角正切为0.002、相对介电常数为5.9±0.2的Ferro A6M陶瓷。

进一步的，在上述方法中，利用厚膜电阻工艺加工隔离电阻，包括：

采用后烧电阻材料并利用激光调阻来获得设计期望的电阻图形和阻值。

进一步的，在上述方法中，使用所述隔离电阻和一段弯折的360°的微带线替代原有单个隔离电阻之后，还包括：

采用金属浆料填充的实心通孔作为测试端口的接地结构。

进一步的，在上述方法中，使用所述隔离电阻和一段弯折的360°的微带线替代原有单个隔离电阻之前，还包括：

采用电路仿真的方法，确定每个电长度为90°的微带线的特征阻抗。

进一步的，在上述方法中，使用所述隔离电阻和一段弯折的360°的微带线替代原有单个隔离电阻之前，还包括：

利用有限元全波计算方法优化出弯折的360°的微带线的具体结构。