[发明专利]准平面宽带功分端口/路数可重构功分器

摘要

本发明涉及一种准平面宽带功分端口/路数可重构功分器。采用双面平行带线(DSPSL)与层间的槽线‑微带线电磁耦合结构相结合，通过控制PIN二极管两种不同的工作状态，实现了功分输出端口可切换(可重构)和功分输出端口数量可重构。四个隔离电阻安装于输出微带线的开路端，实现了两种工作状态下共六路输出端口间良好的隔离特性和输出驻波。本发明具有功分输出端口可切换(可重构)和功分输出端口数量可重构、隔离电阻在两种工作状态下复用、安装的PIN二极管数量较少等优良的特点。本发明主要用于可重构波束形成网络和多标准工作的微波系统中，在民用和军事领域都有非常广阔的应用前景。

主权项

1.准平面宽带功分端口/路数可重构功分器，包括上下两层介质基板(1)及位于两层介质基板(1)上方、中间和下方的三层金属层；位于上下两层金属层的输入微带端口(2)、微带线‑双面平行带线(DSPSL)过渡(3)、DSPSL(4)、两路背靠背微带反相输出端口(5)、四路微带同相输出端口(6)、PIN二极管(9)、同层空气桥隔离电阻(11)、偏置电路(12)；其中，三层金属层中的中间金属层为接地金属层(13)，该接地金属层(13)设置有槽线(7)；从上层金属层贯穿至下层金属层的层间隔离电阻(10)，上层金属层包括三根微带线，其中一根一端与DSPSL(4)上层微带连接，另一端连接背靠背微带反相输出端口(5)；下层金属层也包括三根微带线，其中一根一端与DSPSL(4)下层微带连接，另一端连接背靠背微带反相输出端口(5)；同一层上的另外两根微带线背靠背设置于连接DSPSL(4)的微带线的两侧，形成背靠背微带线，所述背靠背微带线的其中四个端口与四路微带同相输出端口(6)连接；位于背靠背微带线和槽线相交处，由位于上下层的背靠背微带线和中间层的槽线构成的槽线‑微带层间电磁耦合结构(8)；电磁耦合结构中心位于连接DSPSL(4)的微带线与槽线相交处；下层金属层上PIN二极管(9)位于电磁耦合结构中心处连接DSPSL(4)的微带线上，上层金属层上的PIN二极管(9)位于连接DSPSL(4)的微带线上，沿两路背靠背微带反向输出端口(5)方向距离电磁耦合结构中心四分之一波导波长处；层间隔离电阻(10)和同层空气桥隔离电阻(11)安装于背靠背微带线的开路端，该开路端位于DSPSL(4)和槽线‑微带层间电磁耦合结构(8)间，两个层间隔离电阻(10)的两端通过基板空气通孔安装于上下层微带线的导体带末端，两个同层空气桥隔离电阻(11)两端安装在同层微带线的导体带末端；其中，输入微带端口(2)、微带线‑双面平行带线过渡(3)、DSPSL(4)依次连接，经由中间接地金属层(13)的加入，DSPSL(4)的信号通过微带线传输至两路背靠背微带反相输出端口(5)或通过背靠背微带线传输至四路微带同相输出端口(6)，所述的准平面宽带功分端口/路数可重构功分器将DSPSL的差分传输信号和槽线‑微带层间电磁耦合结构相结合，仅采用两个PIN二极管实现了功分输出端口切换和功分路数可重构功能：①在PIN二极管(9)都正偏压导通的状态下，经DSPSL(4)输出的差分信号由连接DSPSL(4)和反相输出端口(5)的上下层微带线同时耦合到槽线(7)，耦合信号等幅反相抵消，因此四路微带同相输出端口(6)无输出，信号从两路背靠背微带反相输出端口(5)输出；②在PIN二极管(9)都反偏压截止状态下，此时两路背靠背微带反相输出端口(5)断开而无信号输出，由于两个PIN二极管(9)相距四分之一波导波长，上层与下层两条背靠背微带线耦合到槽线(7)，耦合信号等幅同相叠加，因此信号从四路微带同相输出端口(6)输出，能够实现各输出端口良好的幅度/相位一致性。