CN107464975A

CN107464975A - 一种l波段多边对称一分五功分器

Info

Publication number: CN107464975A
Application number: CN201710718770.3A
Authority: CN
Inventors: 庄智强; 王鑫; 戴永胜
Original assignee: Nanjing University of Science and Technology
Current assignee: Nanjing University of Science and Technology
Priority date: 2017-08-21
Filing date: 2017-08-21
Publication date: 2017-12-12

Abstract

本发明公开了一种L波段多边对称一分五功分器，该一分五功分器采用LTCC多层对称结构，各个输出端口之间的隔离电阻侧贴于输出端口并与公共板相连接，大大减小了体积，实现了对输入信号功率的五等分。本发明运用LTCC（低温共烧陶瓷）技术实现三维立体集成，使设计的一分五功分器具有高性能、高可靠性、小体积的优势。

Description

一种L波段多边对称一分五功分器

技术领域

本发明属于微波技术领域，具体涉及一种L波段多边对称一分五功分器。

背景技术

功分器是微波无源器件关键器件之一，主要用来功率的分配以及功率合成，可以等功率分配也可以不等功率分配。功分器广泛运用于天线阵列、功率放大器、移相器等。描述功分器这种部件的指标有：插入损耗、隔离度、幅度与相位的平衡度等。随着多信道通信技术的快速发展，研究具有低插入损耗、高隔离度、高可靠性的多路功分器已成为当务之急。

LTCC（低温共烧陶瓷）技术是近年来迅速发展起来的具有优秀的三维多层立体集成性能的多层陶瓷封装技术，可以实现多路功分器的微型化、低成本化。相较于现有其他的工艺技术来说，LTCC技术能够将组件内置，设计灵活多样，具有很高的集成度和可靠性。另外其基板材料也具有高Q值的优点，因此LTCC技术越来越收到研究人员的欢迎，目前广泛运用于军事领域。

发明内容

本发明的目的在于提供一款L波段多边对称结构一分五功分器，采用LTCC多层对称结构，各个输出端口之间的隔离电阻侧贴于输出端口并与公共板相连接，大大减小了体积，实现了对输入信号功率的五等分，具有低插入损耗、高隔离度、高可靠性的优势。

实现本发明目的的技术方案是：一种L波段多边对称一分五功分器，从上往下共包含三个部分，第一个部分公共连接层G1，第二个部分为五个电感五个电容，第三个部分为接地层GND。第一电感L1第二电感L2第三电感L3第四电感L4第五电感L5均为五层螺旋结构，从上往下依次为第一、二、三、四、五层。第一电感L1第一层与第一输出连接引线Lout1的一端相连，第一输出连接引线Lout1的另一端与第一电容C1的上级板以及第一输出端口P2连接，第一电感L1第五层与连接柱H1上端相连。第二电感L2第一层与第二输出连接引线Lout2的一端相连，第二输出连接引线Lout2的另一端与第二电容C2的上级板以及第二输出端口P3连接，第二电感L2第五层与连接柱H1上端相连。第三电感L3第一层与第三输出连接引线Lout3的一端相连，第三输出连接引线Lout3的另一端与第三电容C3的上级板以及第三输出端口P4连接，第三电感L3第五层与连接柱H1上端相连。第四电感L4第一层与第四输出连接引线Lout4的一端相连，第四输出连接引线Lout4的另一端与第四电容C4的上级板以及第四输出端口P5连接，第四电感L4第五层与连接柱H1上端相连。第五电感L5第一层与第五输出连接引线Lout5的一端相连，第五输出连接引线Lout5的另一端与第五电容C5的上级板以及第五输出端口P6连接，第五电感L5第五层与连接柱H1上端相连。连接柱H1下端与第六电容C6的上级板相连，第一电容C1、第二电容C2、第三电容C3、第四电容C4、第五电容C5、第六电容C6的下级板均为接地层GND。接地层GND与第一接地端口P7、第二接地端口P8、第三接地端口P9、第四接地端口P10、第五接地端口P11、第六接地端口P12相连。端口阻抗为50欧姆的输入端口P1与输入连接引线Lin一端连接，连接柱H1上端与输入连接引线Lin另一端相连。第一贴片电阻R1位于第一输出端口P2，通过第一输出端口P2与公共连接层G1相连。第二贴片电阻R2位于第二输出端口P3，通过第二输出端口P3与公共连接层G1相连。第三贴片电阻R3位于第三输出端口P4，通过第三输出端口P4与公共连接层G1相连。第四贴片电阻R4位于第四输出端口P5，通过第四输出端口P5与公共连接层G1相连。第五贴片电阻R5位于第五输出端口P6，通过第五输出端口P6与公共连接层G1相连。

与现有技术相比，本发明采用LTCC技术进行工艺生产，所带来的显著优点是：高密度电子封装、体积小、成品率高。

附图说明

图1（a）是本发明一种L波段多边对称一分五功分器的内部结构，图1（b）是本发明一种L波段多边对称一分五功分器的封装表面示意图。

图2是本发明一种L波段多边对称一分五功分器插入损耗曲线图。

图3是本发明一种L波段多边对称一分五功分器相位曲线图。

图4是本发明一种L波段多边对称一分五功分器回波损耗曲线图。

图5是本发明一种L波段多边对称一分五功分器隔离度曲线图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步描述。

结合图1（a）、（b），一种L波段多边对称一分五功分器，包括端口阻抗为50欧姆的输入端口P1、输入连接引线Lin、连接柱H1、第六电容C6、第一接地端口P7、端口阻抗为50欧姆的第一输出端口P2、第一贴片电阻R1、第一输出连接引线Lout1、第二接地端口P8、端口阻抗为50欧姆的第二输出端口P3、第二贴片电阻R2、第二输出连接引线Lout2、第三接地端口P9、端口阻抗为50欧姆的第三输出端口P4、第三贴片电阻R3、第三输出连接引线Lout3、第四接地端口P10、端口阻抗为50欧姆的第四输出端口P5、第四贴片电阻R4、第四输出连接引线Lout4、第五接地端口P11、端口阻抗为50欧姆的第五输出端口P6、第五贴片电阻R5、第五输出连接引线Lout5、第六接地端口P12、接地层GND、第一电感L1、第一电容C1、第二电感L2、第二电容C2、第三电感L3、第三电容C3、第四电感L4、第四电容C4、第五电感L5、第五电容C5、公共连接层G1。

该L波段多边对称一分五功分器从上往下共包含三个部分，第一个部分公共连接层G1，第二个部分为五个电感五个电容，第三个部分为接地层GND。第一电感L1第二电感L2第三电感L3第四电感L4第五电感L5均为五层螺旋结构，从上往下依次为第一、二、三、四、五层。第一电感L1第一层与第一输出连接引线Lout1的一端相连，第一输出连接引线Lout1的另一端与第一电容C1的上级板以及第一输出端口P2连接，第一电感L1第五层与连接柱H1上端相连。第二电感L2第一层与第二输出连接引线Lout2的一端相连，第二输出连接引线Lout2的另一端与第二电容C2的上级板以及第二输出端口P3连接，第二电感L2第五层与连接柱H1上端相连。第三电感L3第一层与第三输出连接引线Lout3的一端相连，第三输出连接引线Lout3的另一端与第三电容C3的上级板以及第三输出端口P4连接，第三电感L3第五层与连接柱H1上端相连。第四电感L4第一层与第四输出连接引线Lout4的一端相连，第四输出连接引线Lout4的另一端与第四电容C4的上级板以及第四输出端口P5连接，第四电感L4第五层与连接柱H1上端相连。第五电感L5第一层与第五输出连接引线Lout5的一端相连，第五输出连接引线Lout5的另一端与第五电容C5的上级板以及第五输出端口P6连接，第五电感L5第五层与连接柱H1上端相连。连接柱H1下端与第六电容C6的上级板相连，第一电容C1、第二电容C2、第三电容C3、第四电容C4、第五电容C5、第六电容C6的下级板均为接地层GND。接地层GND与第一接地端口P7、第二接地端口P8、第三接地端口P9、第四接地端口P10、第五接地端口P11、第六接地端口P12相连。端口阻抗为50欧姆的输入端口P1与输入连接引线Lin一端连接，连接柱H1上端与输入连接引线Lin另一端相连。第一贴片电阻R1位于第一输出端口P2，通过第一输出端口P2与公共连接层G1相连。第二贴片电阻R2位于第二输出端口P3，通过第二输出端口P3与公共连接层G1相连。第三贴片电阻R3位于第三输出端口P4，通过第三输出端口P4与公共连接层G1相连。第四贴片电阻R4位于第四输出端口P5，通过第四输出端口P5与公共连接层G1相连。第五贴片电阻R5位于第五输出端口P6，通过第五输出端口P6与公共连接层G1相连。

包括端口阻抗为50欧姆的输入端口P1、输入连接引线Lin、连接柱H1、第六电容C6、第一接地端口P7、端口阻抗为50欧姆的第一输出端口P2、第一贴片电阻R1、第一输出连接引线Lout1、第二接地端口P8、端口阻抗为50欧姆的第二输出端口P3、第二贴片电阻R2、第二输出连接引线Lout2、第三接地端口P9、端口阻抗为50欧姆的第三输出端口P4、第三贴片电阻R3、第三输出连接引线Lout3、第四接地端口P10、端口阻抗为50欧姆的第四输出端口P5、第四贴片电阻R4、第四输出连接引线Lout4、第五接地端口P11、端口阻抗为50欧姆的第五输出端口P6、第五贴片电阻R5、第五输出连接引线Lout5、第六接地端口P12、接地层GND、第一电感L1、第一电容C1、第二电感L2、第二电容C2、第三电感L3、第三电容C3、第四电感L4、第四电容C4、第五电感L5、第五电容C5、公共连接层G1均采用LTCC低温共烧陶瓷技术实现。所述的功分器只有一个接地层，而公共连接层G1位于功分器封装表面通过印刷技术相连接，这属于新的结构。电容均采用金属-介质-金属结构，电感均采用三维多层螺旋结构。贴片电阻均位于输出端口，通过输出端口与公共连接层G1相连，大大减小了体积。

一种L波段多边对称一分五功分器，采用LTCC（多层低温共烧陶瓷）技术实现，隔离电阻侧贴于输出端口后通过输出端口与公共板相连接，大大减小了体积，具有低插入损耗、高隔离度、高可靠性、体积小的优势。

本发明一种L波段多边对称一分五功分器的尺寸仅为半径为3.5mm的六边形*0.9mm，工作频率为1.25GHz~1.35GHz，从图2、图3、图4以及图5可以看出，功分器的输入端口回波损耗大于20dB，输出端口回波损耗同样优于20dB，输出端口之间相位差小于5度，隔离度均大于20dB。

Claims

1.一种L波段多边对称一分五功分器，其特征在于：该L波段多边对称一分五功分器从上往下共包含三个部分，第一个部分公共连接层（G1），第二个部分为五个电感五个电容，第三个部分为接地层（GND）；第一电感（L1）第二电感（L2）第三电感（L3）第四电感（L4）第五电感（L5）均为五层螺旋结构，从上往下依次为第一、二、三、四、五层；第一电感（L1）第一层与第一输出连接引线（Lout1）的一端相连，第一输出连接引线（Lout1）的另一端与第一电容（C1）的上级板以及第一输出端口（P2）连接，第一电感（L1）第五层与连接柱（H1）上端相连；第二电感（L2）第一层与第二输出连接引线（Lout2）的一端相连，第二输出连接引线（Lout2）的另一端与第二电容（C2）的上级板以及第二输出端口（P3）连接，第二电感（L2）第五层与连接柱（H1）上端相连；第三电感（L3）第一层与第三输出连接引线（Lout3）的一端相连，第三输出连接引线（Lout3）的另一端与第三电容（C3）的上级板以及第三输出端口（P4）连接，第三电感（L3）第五层与连接柱（H1）上端相连；第四电感（L4）第一层与第四输出连接引线（Lout4）的一端相连，第四输出连接引线（Lout4）的另一端与第四电容（C4）的上级板以及第四输出端口（P5）连接，第四电感（L4）第五层与连接柱（H1）上端相连；第五电感（L5）第一层与第五输出连接引线（Lout5）的一端相连，第五输出连接引线（Lout5）的另一端与第五电容（C5）的上级板以及第五输出端口（P6）连接，第五电感（L5）第五层与连接柱（H1）上端相连；连接柱（H1）下端与第六电容（C6）的上级板相连，第一电容（C1）、第二电容（C2）、第三电容（C3）、第四电容（C4）、第五电容（C5）、第六电容（C6）的下级板均为接地层（GND）；接地层（GND）与第一接地端口（P7）、第二接地端口（P8）、第三接地端口（P9）、第四接地端口（P10）、第五接地端口（P11）、第六接地端口（P12）相连；

端口阻抗为50欧姆的输入端口（P1）与输入连接引线（Lin）一端连接，连接柱（H1）上端与输入连接引线（Lin）另一端相连；第一贴片电阻（R1）位于第一输出端口（P2），通过第一输出端口（P2）与公共连接层（G1）相连；第二贴片电阻（R2）位于第二输出端口（P3），通过第二输出端口（P3）与公共连接层（G1）相连；第三贴片电阻（R3）位于第三输出端口（P4），通过第三输出端口（P4）与公共连接层（G1）相连；第四贴片电阻（R4）位于第四输出端口（P5），通过第四输出端口（P5）与公共连接层（G1）相连；第五贴片电阻（R5）位于第五输出端口（P6），通过第五输出端口（P6）与公共连接层（G1）相连。

2.根据权利要求1所述的L波段多边对称一分五功分器，其特征在于：所述端口阻抗为50欧姆的输入端口（P1）、输入连接引线（Lin）、连接柱（H1）、第六电容（C6）、第一接地端口（P7）、端口阻抗为50欧姆的第一输出端口（P2）、第一贴片电阻（R1）、第一输出连接引线（Lout1）、第二接地端口（P8）、端口阻抗为50欧姆的第二输出端口（P3）、第二贴片电阻（R2）、第二输出连接引线（Lout2）、第三接地端口（P9）、端口阻抗为50欧姆的第三输出端口（P4）、第三贴片电阻（R3）、第三输出连接引线（Lout3）、第四接地端口（P10）、端口阻抗为50欧姆的第四输出端口（P5）、第四贴片电阻（R4）、第四输出连接引线（Lout4）、第五接地端口（P11）、端口阻抗为50欧姆的第五输出端口（P6）、第五贴片电阻（R5）、第五输出连接引线（Lout5）、第六接地端口（P12）、接地层（GND）、第一电感（L1）、第一电容（C1）、第二电感（L2）、第二电容（C2）、第三电感（L3）、第三电容（C3）、第四电感（L4）、第四电容（C4）、第五电感（L5）、第五电容（C5）、公共连接层（G1）均采用LTCC低温共烧陶瓷技术实现。

3.根据权利要求1所述的L波段多边对称一分五功分器，其特征在于：所述的公共连接层（G1）位于功分器封装表面通过印刷技术相连接；电容均采用金属-介质-金属结构，电感均采用三维多层螺旋结构；贴片电阻均位于输出端口，通过输出端口与公共连接层（G1）相连。