CN107293835B - 单节威尔金森功分器 - Google Patents

单节威尔金森功分器 Download PDF

Info

Publication number
CN107293835B
CN107293835B CN201710393621.4A CN201710393621A CN107293835B CN 107293835 B CN107293835 B CN 107293835B CN 201710393621 A CN201710393621 A CN 201710393621A CN 107293835 B CN107293835 B CN 107293835B
Authority
CN
China
Prior art keywords
microstrip line
power divider
output
wilkinson power
open circuit
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201710393621.4A
Other languages
English (en)
Other versions
CN107293835A (zh
Inventor
周海峰
丁庆
吴光胜
李晓丛
吴杰
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Jiangxi Huaxun Fangzhou Intelligent Technology Co ltd
Original Assignee
Shenzhen Huaxun Ark Technology Co Ltd
China Communication Microelectronics Technology Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Shenzhen Huaxun Ark Technology Co Ltd, China Communication Microelectronics Technology Co Ltd filed Critical Shenzhen Huaxun Ark Technology Co Ltd
Priority to CN201710393621.4A priority Critical patent/CN107293835B/zh
Publication of CN107293835A publication Critical patent/CN107293835A/zh
Priority to PCT/CN2018/076302 priority patent/WO2018218995A1/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN107293835B publication Critical patent/CN107293835B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01PWAVEGUIDES; RESONATORS, LINES, OR OTHER DEVICES OF THE WAVEGUIDE TYPE
    • H01P5/00Coupling devices of the waveguide type
    • H01P5/12Coupling devices having more than two ports
    • H01P5/16Conjugate devices, i.e. devices having at least one port decoupled from one other port

Landscapes

  • Microwave Amplifiers (AREA)

Abstract

本发明涉及一种单节威尔金森功分器。单节威尔金森功分器包括:介质层,以及位于所述介质层上的输入端口、第一输出端口、第二输出端口,设置在所述输入端口和第一输出端口之间具有输入输出匹配的第一分路线,设置在所述输入端口和第一输出端口之间具有输入输出匹配的第二分路线,设置在所述第一输出端口和第二输出端口之间的隔离电阻,以及分别设置在所述隔离电阻两端的用于引入反射零点的第一开路微带线、第二开路微带线。在隔离电阻的两端分别接入了第一开路微带线、第二开路微带线,相当于引入了一个传输零点,改善了单节威尔金森功分器的工作带宽等特性,使上述单节威尔金森功分器具有结构简单,超宽带,低插损,版图面积小的优点。

Description

单节威尔金森功分器
技术领域
本发明涉及微波毫米波功率传输器件,特别是涉及单节威尔金森功分器。
背景技术
随着无线通信技术的快速发展,各种通讯系统的载波频率不断提高,小型化低功耗的高频电子器件及电路设计使微带技术发挥了优势。器件的宽频带、低损耗成为了微波射频电路中的应用于研究热点,并且随着超宽带天线、超宽带滤波器等超宽带器件的研究与应用,对超宽带功率分配器的需求也变得越来越大。
单节威尔金森功分器是一种无源器件,因而既可以当做功分器,也可以当做合路器使用。传统的单节威尔金森(Wilkinson)功分器由于受到微带线自身的限制在带宽方面较窄,不能满足实际应用,而多节威尔金森功分器虽在带宽方面有一定的改善,但是却牺牲了一定的面积,并且隔离电阻的阻值由长宽比决定,在多节威尔金森功分器中,有些隔离电阻会成倍增加,这也意味着隔离电阻的长宽比也会成倍增加,给加工造成困难,进一步的浪费版图面积。
发明内容
基于此,有必要针对带宽窄、占用版图面积大的问题,提供一种具有超宽带、低插损、版图面积小的单节威尔金森功分器。
一种单节威尔金森功分器,包括:介质层,以及位于所述介质层上的输入端口、第一输出端口、第二输出端口,设置在所述输入端口和第一输出端口之间具有输入输出匹配的第一分路线,设置在所述输入端口和第二输出端口之间具有输入输出匹配的第二分路线,设置在所述第一输出端口和第二输出端口之间的隔离电阻,以及分别设置在所述隔离电阻两端的用于引入反射零点的第一开路微带线、第二开路微带线。
上述单节威尔金森功分器,由于在输入端口和第一输出端口之间设置具有输入输出匹配的第一分路线,在所述输入端口和第二输出端口之间设置具有输入输出匹配的第二分路线,能够减小单节威尔金森功分器的版图面积,同时也改善了第一分路线/第二分路线与输出端口之间的匹配。同时,在隔离电阻的两端分别接入了第一开路微带线、第二开路微带线,相当于引入了一个传输零点,改善了单节威尔金森功分器的电感寄生,从而改善了单节威尔金森功分器的工作带宽等特性,使上述单节威尔金森功分器具有结构简单,超宽带,低插损,版图面积小的优点。
在其中一个实施例中,所述第一分路线包括第一渐变微带线,用于调节所述第一分路线与所述第一输出端口之间的阻抗匹配;所述第二分路线包括第二渐变微带线,用于调节所述第二分路线与所述第二输出端口之间的阻抗匹配。
在其中一个实施例中,所述单节威尔金森功分器等分时,所述第一开路微带线的长度与所述第二开路微带线的长度相等,所述第一开路微带线的宽度与所述第二开路微带线的宽度相等。
在其中一个实施例中,所述第一开路微带线、第二开路微带线的长度均为0.075毫米,所述第一开路微带线、第二开路微带线的宽度均为0.01毫米。
在其中一个实施例中,所述隔离电阻的阻值为100欧姆。
在其中一个实施例中,所述输入端口、第一输出端口和第二输出端口的微带线输入、输出阻抗均为50欧姆。
在其中一个实施例中,所述输入端口与所述第一分路线、第二分路线的连接处采用切角设计。
在其中一个实施例中,所述介质层为氧化铝陶瓷。
在其中一个实施例中,还包括接地金属层,所述介质层位于所述接地金属层上。
附图说明
图1为一个实施例中单节威尔金森功分器的模型图;
图2为一个实施例中输入/输出端口的反射系数图;
图3为一个实施例中第一输出端口、第二输出端口的插损系数图;
图4为一个实施例中第一输出端口、第二输出端口的相位变化图;
图5为一个实施例中第一输出端口与第二输出端口的隔离度变化图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白,以下结合附图及实施例,对本发明进行进一步详细说明。应当理解,此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明,并不用于限定本发明。
图1为一个实施例中单节威尔金森功分器的模型图。一种单节威尔金森功分器,包括:介质层10,以及位于所述介质层10上的输入端口110、第一输出端口120、第二输出端口130,设置在所述输入端口110和第一输出端口120之间具有输入输出匹配的第一分路线140,设置在所述输入端口110和第二输出端口130之间具有输入输出匹配的第二分路线150,设置在所述第一输出端口120和第二输出端口130之间的隔离电阻160,以及分别设置在所述隔离电阻160两端的用于引入反射零点的第一开路微带线170、第二开路微带线180。
上述单节威尔金森功分器,由于在输入端口110和第一输出端口120之间设置具有输入输出匹配的第一分路线140,在所述输入端口110和第二输出端口130之间设置具有输入输出匹配的第二分路线150,能够减小单节威尔金森功分器的版图面积,同时也改善了第一分路线140/第二分路线150与输出端口之间的匹配。同时,在隔离电阻160的两端分别接入了第一开路微带线、第二开路微带线,相当于引入了一个传输零点,改善了单节威尔金森功分器的电感寄生,从而改善了单节威尔金森功分器的工作带宽等特性,使上述单节威尔金森功分器具有结构简单,超宽带,低插损,版图面积小的优点。
在一个实施例中,所述第一分路线140包括第一渐变微带线141,用于调节所述第一分路线140与所述第一输出端口120之间的阻抗匹配。所述第二分路线150包括第二渐变微带线151,用于调节所述第二分路线150与所述第二输出端口130之间的阻抗匹配。
通过调节第一渐变微带线141、第二渐变微带线151的渐变程度和两端的宽度,来调节第一分路线140与所述第一输出端口120之间的阻抗匹配以及第二分路线150与所述第二输出端口130之间的阻抗匹配,从而实现单节威尔金森功分器有良好的输出隔离和良好的输入输出匹配。
在一个实施例中,隔离电阻160的阻值为100欧姆。隔离电阻160用于平衡第一输出端口120、第二输出端口130,第一输出端口120、第二输出端口130输出的射频信号进行隔离。同时,当其中一个输出端口出现开路或短路时,反射回的功率给隔离电阻160吸收。
在一个实施例中,所述输入端口110、第一输出端口120和第二输出端口130的微带线输入、输出阻抗均为50欧姆。
在一个实施例中,所述输入端口110与所述第一分路线140、第二分路线150的连接处111采用切角设计。为了使输入端口110与第一分路线140、第二分路线150之间具有更好的信号传输特性,获得更宽的工作频率,采用切角的设计技术。在一个实施例中,为了使第一输出端口120与第一分路线140之间具有更好的传输特性、第二输出端口130与第二分路线150之间具有更好的传输特性,在第一输出端口120与第一分路线140的连接处121也采用切角的设计技术,在第二输出端口130与第二分路线150的连接处131也采用切角的设计技术。
在一个实施例中,所述介质层10为氧化铝陶瓷。具体地,介质层10采用介电常数为9.9的氧化铝陶瓷。
在一个实施例中,所述单节威尔金森功分器还包括接地金属层(图未示),所述介质层10位于所述接地金属层上。具体地,所述接地金属层为金金属层。由于在高频条件下,接地金属层存在趋肤效应,在形成接地金属层的过程中,先镀铜膜,再在铜膜上镀金膜以形成接地金属层。
在一个实施例中,单节威尔金森功分器等分时,所述第一开路微带线170的长度与第二开路微带线180的长度相等,所述第一开路微带线170的宽度与第二开路微带线180的宽度也相等。
具体地,第一开路微带线170可以针对不同应用情况具有不同的长度、宽度。在本实施例中的第一开路微带线170、第二开路微带线180的长度均为0.075mm;第一开路微带线170、第二开路微带线180的宽度均为0.01mm。
在一个实施例中,单节威尔金森功分器在不等分时,第一开路微带线170、第二开路微带线180的长度、宽度都可以不相等,其具体的尺寸信息可依据实际情况做不同调整。
对上述实施例中的等分单节威尔金森功分器进行仿真模拟,参考图2,从仿真结果可以看出,等分的单节威尔金森功分器在16~49GHz的带宽内,输入端口110反射系数S11小于-14dB,第一输出端口120反射系数S22小于-8dB,第二输出端口130反射系数S33小于-8dB,达到了超带宽的要求。
参考图3,从仿真结果可以看出,等分的单节威尔金森功分器通带内插损小于0.2dB。
参考图4,从仿真结果可以看出,第一输出端口120、第二输出端口130这个两个通道内的相位基本保持一致。
参考图5,第一输出端口120、第二输出端口130之间的隔离度S23,在15~41GHz的频率范围内都基本上保证在-10dB以下。
由仿真的结果可以看出通过采用上述的单节威尔金森功分器,在较宽的频率范围内,其插损小,实现了三倍频,而且可以大大节约版图面积,减少设计变量。相比于传统的单节威尔金森功分器,通过在输出端口增加第一开路微带线170和第二开路微带线180,能够在不增加单节威尔金森功分器级联的情况下,大大改善其工作带宽,并且该功分器容易设计加工实现。
以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合,为使描述简洁,未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述,然而,只要这些技术特征的组合不存在矛盾,都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式,其描述较为具体和详细,但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是,对于本领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明构思的前提下,还可以做出若干变形和改进,这些都属于本发明的保护范围。因此,本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (6)

1.一种单节威尔金森功分器,其特征在于,所述单节威尔金森功分器为超宽带功分器,包括:介质层,以及位于所述介质层上的输入端口、第一输出端口、第二输出端口,设置在所述输入端口和第一输出端口之间具有输入输出匹配的第一分路线,设置在所述输入端口和第二输出端口之间具有输入输出匹配的第二分路线,设置在所述第一输出端口和第二输出端口之间的隔离电阻,以及分别设置在所述隔离电阻两端的用于引入反射零点的第一开路微带线、第二开路微带线;接地金属层,所述介质层位于所述接地金属层上;
其中,所述第一开路微带线、第二开路微带线的长度均为0.075毫米;所述第一开路微带线、第二开路微带线的宽度均为0.01毫米,所述第一开路微带线和所述第二开路微带线用于改善所述单节威尔金森功分器的工作带宽,所述单节威尔金森功分器的工作频率为16~49GHz,具有三倍频的工作带宽。
2.根据权利要求1所述的单节威尔金森功分器,其特征在于,所述第一分路线包括第一渐变微带线,用于调节所述第一分路线与所述第一输出端口之间的阻抗匹配;所述第二分路线包括第二渐变微带线,用于调节所述第二分路线与所述第二输出端口之间的阻抗匹配。
3.根据权利要求1所述的单节威尔金森功分器,其特征在于,所述隔离电阻的阻值为100欧姆。
4.根据权利要求1所述的单节威尔金森功分器,其特征在于,所述输入端口、第一输出端口和第二输出端口的微带线输入、输出阻抗均为50欧姆。
5.根据权利要求1所述的单节威尔金森功分器,其特征在于,所述输入端口与所述第一分路线、第二分路线的连接处采用切角设计。
6.根据权利要求1所述的单节威尔金森功分器,其特征在于,所述介质层为氧化铝陶瓷。
CN201710393621.4A 2017-05-27 2017-05-27 单节威尔金森功分器 Active CN107293835B (zh)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201710393621.4A CN107293835B (zh) 2017-05-27 2017-05-27 单节威尔金森功分器
PCT/CN2018/076302 WO2018218995A1 (zh) 2017-05-27 2018-02-11 单节威尔金森功分器

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201710393621.4A CN107293835B (zh) 2017-05-27 2017-05-27 单节威尔金森功分器

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN107293835A CN107293835A (zh) 2017-10-24
CN107293835B true CN107293835B (zh) 2019-03-22

Family

ID=60094064

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201710393621.4A Active CN107293835B (zh) 2017-05-27 2017-05-27 单节威尔金森功分器

Country Status (2)

Country Link
CN (1) CN107293835B (zh)
WO (1) WO2018218995A1 (zh)

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107293835B (zh) * 2017-05-27 2019-03-22 深圳市华讯方舟微电子科技有限公司 单节威尔金森功分器
RU2707987C1 (ru) * 2019-05-20 2019-12-03 Акционерное общество "Научно-исследовательский институт Приборостроения имени В.В. Тихомирова" Многоканальный распределитель мощности
CN113097679B (zh) * 2021-03-10 2021-11-19 西安电子科技大学 一种用于mmic电路中的小型威尔金森功分器
CN113300071B (zh) * 2021-06-07 2022-04-12 深圳市鼎阳科技股份有限公司 定向耦合器和网络分析仪

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1107349A1 (de) * 1999-12-07 2001-06-13 Marconi Communications GmbH Leistungsteiler für Hochfrequenzsignale
CN201749931U (zh) * 2010-06-30 2011-02-16 上海杰盛无线通讯设备有限公司 双频威尔金森功分器
CN102956948A (zh) * 2011-08-29 2013-03-06 黄森 一种新型超宽带威尔金森功分器
CN204243166U (zh) * 2014-12-11 2015-04-01 贵州航天电子科技有限公司 一种Ku频段以上威尔金森功分器

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5410281A (en) * 1993-03-09 1995-04-25 Sierra Technologies, Inc. Microwave high power combiner/divider
CN102013544A (zh) * 2010-06-30 2011-04-13 上海杰盛无线通讯设备有限公司 双频威尔金森功分器
CN101976754B (zh) * 2010-10-29 2013-11-13 华南理工大学 三频带威尔金森功率分配器
CN107086345B (zh) * 2017-04-07 2018-11-30 深圳市华讯方舟微电子科技有限公司 超宽带威尔金森功分器
CN107293835B (zh) * 2017-05-27 2019-03-22 深圳市华讯方舟微电子科技有限公司 单节威尔金森功分器

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1107349A1 (de) * 1999-12-07 2001-06-13 Marconi Communications GmbH Leistungsteiler für Hochfrequenzsignale
CN201749931U (zh) * 2010-06-30 2011-02-16 上海杰盛无线通讯设备有限公司 双频威尔金森功分器
CN102956948A (zh) * 2011-08-29 2013-03-06 黄森 一种新型超宽带威尔金森功分器
CN204243166U (zh) * 2014-12-11 2015-04-01 贵州航天电子科技有限公司 一种Ku频段以上威尔金森功分器

Also Published As

Publication number Publication date
CN107293835A (zh) 2017-10-24
WO2018218995A1 (zh) 2018-12-06

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR100883529B1 (ko) 이중대역-crlh 전송 선로를 이용한 전력 분배기 및전력 합성기
CN107293835B (zh) 单节威尔金森功分器
CN107086345B (zh) 超宽带威尔金森功分器
Deng et al. New Wilkinson power dividers based on compact stepped-impedance transmission lines and shunt open stubs
KR20110129399A (ko) 메타 재료 전력 증폭기 시스템
KR20100004440A (ko) 집중 소자를 이용한 전력 분배기 및 결합기
CN110474142B (zh) 一种端接频变复数阻抗的双频威尔金森功分器
CN113765482B (zh) 一种频率可重构Doherty功率放大器
CN111786068B (zh) 一种具有谐波抑制功能的宽带定向耦合器
CN108923760A (zh) 一种中心对称式Doherty功率放大器及其设计方法
KR102124641B1 (ko) 다중 대역 전력 분배기
Li et al. Miniaturized dual-band matching technique based on coupled-line transformer for dual-band power amplifiers design
Zhu et al. Realization of extremely high and low impedance transforming ratios using cross-shaped impedance transformer
CN108011168B (zh) 一种可端接复数阻抗的新型Wilkinson功率分配器
Watanabe et al. A broadband Doherty power amplifier without a quarter-wave impedance inverting network
CN112467329A (zh) Wilkinson功分器带宽展宽技术方法及其电路
Ji et al. A multiband directional coupler using SOI CMOS for RF front-end applications
CN112751151B (zh) 一种高性能小型化定向耦合器芯片
Chang et al. Miniaturized Wilkinson power divider with complex isolation network for physical isolation
Mandal et al. Compact ultra-wideband microstrip-to-coplanar stripline transitions
CN108376820B (zh) 一种功分器的设计方法
Fukuda et al. A concurrent multi-band power amplifier with compact matching networks
CN218217310U (zh) 输入匹配电路和射频电路
WO2023197673A1 (zh) 一种doherty功率放大器、电路板组件和电子设备
CN112821880B (zh) 一种双路双频匹配网络

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant
PP01 Preservation of patent right

Effective date of registration: 20210630

Granted publication date: 20190322

PP01 Preservation of patent right
PD01 Discharge of preservation of patent

Date of cancellation: 20230421

Granted publication date: 20190322

PD01 Discharge of preservation of patent
TR01 Transfer of patent right

Effective date of registration: 20230616

Address after: 518102 East, 2nd floor, building 37, chentian Industrial Zone, Baotian 1st Road, Xixiang street, Bao'an District, Shenzhen City, Guangdong Province

Patentee after: SHENZHEN HUAXUN FANGZHOU MICROELECTRONIC SCIENCE & TECHNOLOGY Co.,Ltd.

Patentee after: Shenzhen Huaxun ark Intelligent Information Technology Co.,Ltd.

Address before: 518102 East, 2nd floor, building 37, chentian Industrial Zone, Baotian 1st Road, Xixiang street, Bao'an District, Shenzhen City, Guangdong Province

Patentee before: SHENZHEN HUAXUN FANGZHOU MICROELECTRONIC SCIENCE & TECHNOLOGY Co.,Ltd.

Patentee before: CHINA COMMUNICATION TECHNOLOGY Co.,Ltd.

TR01 Transfer of patent right
TR01 Transfer of patent right

Effective date of registration: 20230719

Address after: 518000 107, building 37, chentian Industrial Zone, chentian community, Xixiang street, Bao'an District, Shenzhen, Guangdong Province

Patentee after: Shenzhen Huaxun ark Intelligent Information Technology Co.,Ltd.

Address before: 518102 East, 2nd floor, building 37, chentian Industrial Zone, Baotian 1st Road, Xixiang street, Bao'an District, Shenzhen City, Guangdong Province

Patentee before: SHENZHEN HUAXUN FANGZHOU MICROELECTRONIC SCIENCE & TECHNOLOGY Co.,Ltd.

Patentee before: Shenzhen Huaxun ark Intelligent Information Technology Co.,Ltd.

TR01 Transfer of patent right
TR01 Transfer of patent right

Effective date of registration: 20231128

Address after: Building 7-6, Industrial Control Cloud Creation Port, No. 58 Hongtu Avenue, Economic Development Zone, Xinjian District, Nanchang City, Jiangxi Province, 330000

Patentee after: Jiangxi Huaxun Fangzhou Intelligent Technology Co.,Ltd.

Address before: 518000 107, building 37, chentian Industrial Zone, chentian community, Xixiang street, Bao'an District, Shenzhen, Guangdong Province

Patentee before: Shenzhen Huaxun ark Intelligent Information Technology Co.,Ltd.

TR01 Transfer of patent right