CN102290628A - 一种紧凑型四路功率分配合成结构 - Google Patents

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郑贵强
蔡钟斌
康小克
王永帅
刘玥玲
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Abstract

本发明在功率合成领域，提出了一种紧凑型四路功率分配合成结构，包括直波导、微带探针、阻抗匹配段、威尔金森电桥、隔离电阻，直波导为功分器输入口和合成器的输出口，在距离直波导的短路面四分之一波长处设置有两个对称的基片，基片上固定安装有相对的用于进行信号耦合的微带探针，每个微带探针均通过对应的阻抗匹配段与微带线匹配连接，微带线再对应级联威尔金森电桥；所述阻抗匹配段、微带线、威尔金森电桥均安装于基片上；本发明具有尺寸小、结构紧凑，低损耗、较高的端口隔离度、带宽宽等特点，还具有波导到微带过渡的四路功率分配/合成的功能；可应用与雷达、电子对抗、电子通信等领域，适合于微波毫米波各个频段。

Description

一种紧凑型四路功率分配合成结构
技术领域
本发明涉及电子通信领域的微波毫米波功率分配合成结构，是一种在解决较小尺寸结构、较高隔离度、低损耗、高合成效率时，还完成了波导到微带过度的紧凑型四路功率分配合成结构。
背景技术
在微波毫米波无源有源电路中，功率分配器及合成器广泛应用于各种系统组件中。近年来，包括星载弹载等各种系统对小尺寸组件提出越来越高的要求；在微波毫米波有源电路中，集成电路具有尺寸小的优势和集成度高的优势；在大功率应用中，波导在高功率容量、低损耗等方面更具优势；在功率合成领域，低损耗、高合成效率、结构紧凑的功率合成放大器子模块为大功率合成打下坚实基础。但是目前还鲜见既具有尺寸小、结构紧凑，还具有低损耗和较高隔离度，同时又能完成波导到微带过渡的四路功率分配/合成的结构。
发明内容
本发明针对雷达、通信、电子对抗等系统对小尺寸的要求，尤其在功率合成领域对低损耗高合成效率结构紧凑的功率合成放大器子模块要求的特点，提出了一种结构紧凑、损耗低、端口隔离度较高、带宽宽等特点的四路功率分配/合成结构。
本发明的技术方案如下：
一种紧凑型四路功率分配合成结构，其特征在于：包括直波导、微带探针、阻抗匹配段、威尔金森电桥、隔离电阻，直波导为功分器输入口和合成器的输出口，在距离直波导的短路面四分之一波长处相对设置有两个对称的基片，基片上固定安装有相对的用于进行信号耦合的微带探针，每个微带探针均通过对应的阻抗匹配段与威尔金森电桥输入端微带线匹配连接；所述微带探针、阻抗匹配段、威尔金森电桥在同一基片上进行了一体化设计。
所述威尔金森电桥的隔离电阻均采用薄膜电阻。
其中：直波导为标准直波导，基片为陶瓷材料。
同时，本发明通过陶瓷材料基片和薄膜工艺将微带探针、阻抗匹配段、威尔金森电桥一体化设计，并巧妙采用面对面双层对称结构，从而形成结构十分紧凑的一分四结构。
射频信号由直波导输入，在微带双探针处进行信号耦合，然后一分为二形成两路同相等幅信号电平，该两路信号电平再经过威尔金森电桥分别再次一分为二形成两路同相等幅信号，从而形成四路同相等幅信号电平。
本发明的有益效果如下：
本发明不仅尺寸小、结构紧凑，还具有低损耗、较高的端口隔离度、带宽宽等特点，同时又实现了波导到微带过渡的四路功率分配/合成的技术；可应用与雷达、电子对抗、电子通信等领域，适合于微波毫米波各个频段。
附图说明
图1为本发明的结构示意图
其中附图标记为：1直波导，2微带探针，3阻抗匹配段，4 威尔金森电桥，5隔离电阻。
具体实施方式
下面结合附图与具体实施方式为本发明作进一步详细描述：
如图1所示，一种紧凑型四路功率分配合成结构，包括直波导1、微带探针2、阻抗匹配段3、威尔金森电桥4、隔离电阻5，直波导1为功分器输入口和合成器的输出口，在距离直波导1的短路面相对设置有两个对称的基片，基片上固定安装有相对的用于进行信号耦合的微带探针2，每个微带探针2均通过对应的阻抗匹配段3与威尔金森电桥4输入端微带线匹配连接；所述微带探针2、阻抗匹配段3、威尔金森电桥4在同一基片上进行了一体化设计。
所述威尔金森电桥4的隔离电阻5均采用薄膜电阻。
其中：直波导1为标准直波导1，基片为陶瓷材料。
同时，本发明通过陶瓷材料基片和薄膜工艺将微带探针2、阻抗匹配段3、威尔金森电桥4一体化设计，并巧妙采用面对面双层对称结构，从而形成结构十分紧凑的一分四结构。
具体实施方式如下：
1、直波导1，作为功分器输入口和合成器的输出口。
2、微带探针2，将直波导1与微带间能量进行耦合传递。
3、阻抗匹配段3，用来匹配微带探针2和威尔金森输入端微带传输线。
4、威尔金森电桥4，具有端口隔离度高的对称结构。
5、隔离电阻5，保证端口隔离度。
6、整体尺寸为8mm*7mm*9mm。
该结构的工作原理为：
射频信号由直波导1输入，在微带双探针处进行信号耦合，并一分为二路同相等幅信号电平，该两路信号电平再经过威尔金森电桥4分别再次一分为二路同相等幅信号，从而形成四路同相等幅信号电平。
该结构适用于微波毫米波各个频段，特别在26-32GHz频带内，输入口直波导1回波损耗优于20dB，四路输出口不平衡度小于0.1dB，端口隔离度大于11dB，插入损耗小于0.3dB。

Claims (5)

1.一种紧凑型四路功率分配合成结构，其特征在于：包括直波导、微带探针、阻抗匹配段、威尔金森电桥、隔离电阻，直波导为功分器输入口和合成器的输出口，在距离直波导的短路面的四分之一波长处相对设置有两个对称的基片，基片上固定安装有相对的用于进行信号耦合的微带探针，每个微带探针均通过对应的阻抗匹配段与威尔金森电桥输入端微带线匹配连接；所述微带探针、阻抗匹配段、威尔金森电桥在同一基片上进行了一体化设计。
2.根据权利要求1所述的一种紧凑型四路功率分配合成结构，其特征在于：所述威尔金森电桥的隔离电阻均采用薄膜电阻。
3.根据权利要求1所述的一种紧凑型四路功率分配合成结构，其特征在于：直波导为标准直波导，基片为陶瓷材料。
4.根据权利要求1所述的一种紧凑型四路功率分配合成结构，其特征在于：所述位于两个基片上的微带探针、阻抗匹配段、威尔金森电桥呈面对面双层对称结构。
5.根据权利要求1～4中任意一项所述的一种紧凑型四路功率分配合成结构，其特征在于：射频信号由直波导输入，在微带双探针处进行信号耦合，然后一分为二形成两路同相等幅信号电平，该两路信号电平再经过威尔金森电桥分别再次一分为二形成两路同相等幅信号，从而形成四路同相等幅信号电平。
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