本發明專利技術屬于微波工程領域，提供了一種寬帶新型微帶線三路功分器。該功分器包括功分器輸入端、功分器主體、功分器輸出端、線路板和功分器殼體。功分器主體采用印制電路工藝，包括連接呈“田”字型的12段不同特征阻抗的微帶傳輸線和兩個并聯到地的隔離電阻?！疤铩弊中徒Y構右側的三個節點分別連接三個功分器輸出端，左側的中間節點連接功分器輸入端，另外兩個節點分別連接隔離電阻。本發明專利技術的功分器在25%相對頻率帶寬內具有良好的功率分配、阻抗匹配、端口隔離特性；且該新型三路功分器結構簡單，精度高，易于設計加工，功率分配比可在一定范圍內連續調整，可廣泛用于天線饋電網絡、微波電路和微波器件中。
【技術實現步驟摘要】
本專利技術屬于微波工程領域，具體涉及一種寬帶新型微帶線三路功分器。
技術介紹
功率分配器(簡稱功分器)可實現多路電磁信號的分配/合并，是射頻電路中不可或缺的功能單元。除常用的二路功分器外，在天線陣列饋電網絡、功率合成電路中常需要其·他分路數的功分器，比如三路功分器。在對功率容量要求不高的場合，微帶線三路功分器因具有重量輕、成本低、結構簡單等突出優勢，廣泛應用于移動通信、航空航天、雷達探測等領域。根據其結構特點，目前應用的微帶三路功分器大致可分為如下幾類1、采用與Wilkinson功分器原理相近的平面對稱結構，通過合理設計隔離電阻值，并采用寬度漸變微帶線、單層或多層耦合微帶線，抑制由于空間結構導致的三路間功分比不平衡，獲得良好的等功率分配性能和隔離性能；2、采用扇形微帶枝節和輻射狀放置的電阻構成寬帶多路功分結構；3、采用兩個或兩個以上二路功分器并聯或級聯構成三功分器；4、由不同特征阻抗的微帶線構成多端口網絡，并由指定的端口完成三功分功能。其中，前兩類功分器匹配和隔離指標一般，多為等比例功分器；第3類功分器可根據要求調整功率輸出比例，較好實現各端口的匹配和輸出端口間的隔離，但占用空間稍大；第4類功分器各項指標良好，能夠實現任意比例的功率輸出，占用空間也比較小。
技術實現思路
本專利技術提出的一種寬帶新型微帶線三路功分器，屬于上述第4類，相對現有功分器，結構簡單，易于加工，而且功率分配比可以在一定范圍內連續調整。本專利技術提供的寬帶新型微帶線三路功分器，包括功分器輸入端、功分器主體、功分器輸出端、線路板和功分器殼體。功分器主體為微帶線路，設置在線路板上。功分器主體中設有一個功分器輸入端和三個功分器輸出端。功分器殼體將線路板除正面外的其他五面包圍起來，并和線路板固定連接一起。功分器主體采用印制電路工藝，包括連接呈“田”字型的12段不同特征阻抗的微帶傳輸線和兩個并聯到地的隔離電阻，每一段微帶傳輸線的長度，都是中心工作頻率下的四分之一波長。“田”字型結構右側的三個節點分別連接三個功分器輸出端，“田”字型結構左側的中間節點連接功分器輸入端，另外兩個節點分別連接隔離電阻R1和民。功分器主體的“田”字型結構關于水平中心軸線對稱。通過調整微帶傳輸線的特征阻抗和微調其長度，實現不同比例的功率分配、較好的阻抗匹配與功分端口間隔離。功分器輸入端和功分器輸出端均使用標準的50歐姆微帶傳輸線。功分器殼體反面打孔，把導電膠灌入線路板的反面覆銅面進行粘接。線路板4為相對介電常數ε r=2. 55、介質厚度H1=Imnu覆銅厚度H2=O. 035mm的高性能雙面覆銅聚四氟乙烯微波介質板材。本專利技術的優點和積極效果在于該功分器在25%相對頻率帶寬內具有良好的功率分配、阻抗匹配、端口隔離特性；該新型三路功分器結構簡單，精度高，易于設計加工，設計直接有效，而且功率分配比可以在一定范圍內連續調整；該功分器可廣泛用于天線饋電網絡、微波電路和微波器件中。附圖說明圖1是本專利技術的寬帶新型微帶線三路功分器的結構示意圖；圖2是功率分配比為1:2:1的功分器的仿真及實測參數，a為功分比特性曲線，b為隔離度特性曲線，c為回波損耗特性曲線。具體實施例方式下面結合附圖和實例來對本專利技術做進一步說明。 如圖1所示，本專利技術提供的一種寬帶新型微帶線三路功分器，包括一個功分器輸入端1、功分器主體2、三個功分器輸出端3、線路板4和功分器殼體5。功分器主體2為微帶線路。功分器主體2設置在線路板4上，功分器主體2中設有微帶線與功分器輸入端I和功分器輸出端3相連。功分器殼體5將線路板4除正面外的其他五面包圍，并和線路板4固定連接一起。線路板4為微波介質板材,具體線路板4為雙面覆銅板，功分器主體2通過印刷線路板技術設置在線路板4正面，為了更好的效果，線路板4為高性能聚四氟乙烯玻璃布板線路板。本專利技術實施例中提供的優選的線路板(4)為相對介電常數εΓ=2.55、介質厚度H1=Imm以及覆銅厚度H2=O. 035mm的高性能雙面覆銅聚四氟乙烯微波介質板材。功分器主體2采用印制電路工藝，在微波介質板材上加工出如圖1所示的“田”字型結構，該“田”字型是由12段不同特征阻抗四分之一波長微帶傳輸線連接組成。“田”字型結構右側的三個節點PortB、PortC和PortD分別連接三個功分器輸出端3，左側的中間節點PortA連接功分器輸入端1，另外兩個節點分別連接隔離電阻R1和R2。隔離電阻R1和R2接地。功分器主體2的“田”字型結構關于水平中心軸線對稱。通過調整傳輸線的特征阻抗和微調其長度，實現不同比例的功率分配、較好的阻抗匹配與功分端口間隔離。每一段微帶傳輸線的長度，都是中心工作頻率下的四分之一波長(微帶傳輸線的導波波長)。當三路功分器的功率分配比滿足對稱性時，由于整個功分器的能量分布完全關于水平中心軸線對稱。經過該軸線、與介質板相垂直的切面內，電場矢量無法向分量，即該平面為理想磁壁；可等效為開路點。故該功分器關于中軸線對稱的端口有著相同的電性能。對于圖1中構成功分器主體2的各段微帶線的初始設計參數，本來可用多端口網絡級聯分析方法計算其散射特性。但是考慮到T型結、拐角和線寬突變等不連續性對電路性能的影響，準確寫出散射矩陣的解析表達式極為困難。在具體實現時，可采用直接優化法。即給定拓撲結構后，建立結構參數的合理變化區間，設置優化目標，直接優化獲得符合要求的最終結果。利用該拓撲結構，在2. 1-2. 7GHz頻率范圍內設計功率分配比為1:2:1的該種結構三路功分器。選擇相對介電常數εΓ=2. 55、介質厚度H1=Imnu覆銅厚度H2=O. 035mm的雙面覆銅聚四氟乙烯微波介質板材作為基板，以2. 4GHz頻率為設計中心頻率，在HFSS中完成建模與優化設計。然后采用上述雙面覆銅聚四氟乙烯微波介質板材試制此三路功分器樣品。表I本專利技術的功分器結構在功率分配比為1:2:1時的參數優化結果權利要求1.一種寬帶新型微帶線三路功分器，包括功分器輸入端(I)、功分器主體(2)、功分器輸出端(3)、線路板(4)和功分器殼體(5)，其特征在于，功分器殼體(5)包圍線路板(4)除正面外的其他五面，并和線路板(4)固定連接一起；功分器主體(2)采用印制電路工藝，在線路板(4)的正面加工出“田”字型結構，該結構包括連接呈“田”字型的12段不同特征阻抗的微帶傳輸線和兩個并聯到地的隔離電阻，每一段微帶傳輸線的長度，都是中心工作頻率下的四分之一波長；“田”字型結構右側的三個節點分別連接三個功分器輸出端(3)，左側的中間節點連接功分器輸入端(1)，另外兩個節點分別連接隔離電阻RJPR2 ;功分器主體(2)的“田”字型結構關于水平中心軸線對稱。2.根據權利要求1所述的三路功分器，其特征在于，其特征在于，所述的線路板(4)為相對介電常數ε r=2. 55、介質厚度Hl=Imm以及覆銅厚度H2=0. 035mm的高性能雙面覆銅聚四氟乙烯微波介質板材。3.根據權利要求1所述的三路功分器，其特征在于，所述的功分器輸入端(I)和功分器輸出端(3)均使用標準的50歐姆微帶傳輸線。4.根據權利要求1所述的三路功分器，其特征在于，所述的功分器殼體(5)反面打孔， 把導電膠灌入線路板(4)的反面覆銅面后，將導電膠灌入線路板(4)的反面覆銅面與功分器殼體(5本文檔來自技高網...
【技術保護點】
一種寬帶新型微帶線三路功分器，包括功分器輸入端(1)、功分器主體(2)、功分器輸出端(3)、線路板(4)和功分器殼體(5)，其特征在于，功分器殼體(5)包圍線路板(4)除正面外的其他五面，并和線路板(4)固定連接一起；功分器主體(2)采用印制電路工藝，在線路板(4)的正面加工出“田”字型結構，該結構包括連接呈“田”字型的12段不同特征阻抗的微帶傳輸線和兩個并聯到地的隔離電阻，每一段微帶傳輸線的長度，都是中心工作頻率下的四分之一波長；“田”字型結構右側的三個節點分別連接三個功分器輸出端(3)，左側的中間節點連接功分器輸入端(1)，另外兩個節點分別連接隔離電阻R1和R2；功分器主體(2)的“田”字型結構關于水平中心軸線對稱。
【技術特征摘要】
【專利技術屬性】
技術研發人員：丁軻佳，賀斐，丁文銳，
申請(專利權)人：北京航空航天大學，
類型：發明
國別省市：
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