CN107591600A - 一种传输线s波段一分四功分器 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种传输线S波段一分四功分器,属于微波无源器件。所述功分器为传输线结构,能够实现对输入信号的四等分,各个输入输出端口阻抗匹配良好,各个端口之间实现良好隔离,相位与幅度一致性好。功分器采用LTCC(低温共烧陶瓷)工艺进行加工,所得到的一分四功分器封装密度高,产品可靠性高并且能大批量生产。
Description
技术领域
本发明属于微波技术领域,具体涉及一种传输线S波段一分四功分器,广泛运用于各种通信场合。
背景技术
功分器是微波通信领域中十分关键的一种无源器件,主要用以实验对输入信号进行2路及以上的等分或不等分。不管是在军用通信领域还是民用通信领域,功分器已经广泛应用在各种各样的通信设备中。人们希望得到拥有良好的端口阻抗匹配、各个端口之间良好的隔离度、相位幅度一致性好的功分器。随着微波通信领域的迅猛发展以及通讯设备的更新换代,具有小型化、高性能的多路功分器已经得到越来越多研究人员的关注。
随着人们对微波无源器件的小型化、高可靠性的要求越来越严格,LTCC(低温共烧陶瓷)技术在近年来迅速发展起来并进入了绝大多数研究人员的视线中,LTCC技术能够实现优秀的三维立体集成,对于我们要求的一分四功分器的小型化可以很好的实现,与此同时使用LTCC技术进行工艺加工还具有低成本、可靠性高等优势。
发明内容
本发明的目的在于提供一种传输线S波段一分四功分器,采用LTCC技术进行工艺加工,各个端口匹配良好,各个输入输出端口之间的隔离度良好,相位幅度一致性良好,并且能大批量生产,具有很高的应用价值。
实现本发明目的的技术方案是:一种传输线S波段一分四功分器,从上往下共包含六个部分,第一个部分为两个贴片电阻,第二个部分为公共连接层G1,第三个部分为第一段四分之一波长长度传输线L1和第二段四分之一波长长度传输线L2,第四个部分为第二接地板GND2,起隔离干扰的作用,第五个部分为四段四分之一波长长度传输线,第六个部分为第一接地板GND1。端口阻抗为50欧姆的输入端口P1与输入连接引线Lin一端相连,输入连接引线Lin另一端与第一段四分之一波长长度传输线L1一端以及第二段四分之一波长长度传输线L2一端连接,第一段四分之一波长长度传输线L1另一端通过第一连接柱H1与第一公共连接端口P6连接,第二段四分之一波长长度传输线L2另一端通过第二连接柱H2与第二公共连接端口P7连接。第三段四分之一波长长度传输线L3一端与第一公共连接端口P6连接,第三段四分之一波长长度传输线L3另一端通过第三连接柱H3与第一输出连接引线Lout1一端连接,第一输出连接引线Lout1另一端连接端口阻抗为50欧姆的第一输出端口P2。第四段四分之一波长长度传输线L4一端与第一公共连接端口P6连接,第四段四分之一波长长度传输线L4另一端通过第四连接柱H4与第二输出连接引线Lout2一端连接,第二输出连接引线Lout2另一端连接端口阻抗为50欧姆的第二输出端口P3。第五段四分之一波长长度传输线L5一端与第二公共连接端口P7连接,第五段四分之一波长长度传输线L5另一端通过第五连接柱H5与第三输出连接引线Lout3一端连接,第三输出连接引线Lout3另一端连接端口阻抗为50欧姆的第三输出端口P4。第六段四分之一波长长度传输线L6一端与第二公共连接端口P7连接,第六段四分之一波长长度传输线L6另一端通过第六连接柱H6与第四输出连接引线Lout4一端连接,第四输出连接引线Lout4另一端连接端口阻抗为50欧姆的第四输出端口P5。第一贴片电阻R1一端与第二公共连接端口P7连接,第一贴片电阻R1另一端通过公共连接层G1与第二贴片电阻R2一端相连,第二贴片电阻R2另一端连接第一公共连接端口P6。第三贴片电阻R3一端与第三输出端口P4连接,第三贴片电阻R3另一端与第四输出端口P5连接。第四贴片电阻R4一端与第二输出端口P3连接,第四贴片电阻R4另一端与第一输出端口P2连接。第一接地板GND1以及第二接地板GND2与接地端口P8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、端口阻抗为50欧姆的第一输出端口P2、第一输出连接引线Lout1、端口阻抗为50欧姆的第二输出端口P3、第二输出连接引线Lout2、端口阻抗为50欧姆的第三输出端口P4、第三输出连接引线Lout3、端口阻抗为50欧姆的第四输出端口P5、第四输出连接引线Lout4、第一公共连接端口P6、第二公共连接端口P7、接地端口P8、第一段四分之一波长长度传输线L1、第一连接柱H1、第二段四分之一波长长度传输线L2、第二连接柱H2、第三段四分之一波长长度传输线L3、第三连接柱H3、第四段四分之一波长长度传输线L4、第四连接柱H4、第五段四分之一波长长度传输线L5、第五连接柱H5、第六段四分之一波长长度传输线L6、第六连接柱H6、公共连接层G1、第一接地板GND1、第二接地板GND2、第一贴片电阻R1、第二贴片电阻R2、第三贴片电阻R3、第四贴片电阻R4均采用LTCC低温共烧陶瓷工艺实现。公共连接层G1位于功分器封装表面,通过印刷技术与第一贴片电阻R1以及第二贴片电阻R2相连接,第三贴片电阻R3与第一贴片电阻R4分别侧贴于功分器的左右两侧。所述传输线均采用环绕折叠的形式,第一段四分之一波长长度传输线L1、第二段四分之一波长长度传输线L2与第三段四分之一波长长度传输线L3、第四段四分之一波长长度传输线L4、第五段四分之一波长长度传输线L5、第六段四分之一波长长度传输线L6分层放置,在很大程度上减小了体积。
与传统工艺技术相比,本发明采用LTCC技术实现三维立体集成,所得到的功分器具有封装密度高、体积小、可靠性好、抗恶劣环境能力强等优势,能够广泛运用于各种通信场合。
附图说明
图1(a)是本发明一种传输线S波段一分四功分器的内部结构示意图,图1(b)是本发明一种传输线S波段一分四功分器的封装表面示意图。
图2是本发明一种传输线S波段一分四功分器插入损耗曲线图。
图3是本发明一种传输线S波段一分四功分器相位曲线图。
图4是本发明一种传输线S波段一分四功分器回波损耗曲线图。
图5是本发明一种传输线S波段一分四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),一种传输线S波段一分四功分器,包括端口阻抗为50欧姆的输入端口P1、输入连接引线Lin、端口阻抗为50欧姆的第一输出端口P2、第一输出连接引线Lout1、端口阻抗为50欧姆的第二输出端口P3、第二输出连接引线Lout2、端口阻抗为50欧姆的第三输出端口P4、第三输出连接引线Lout3、端口阻抗为50欧姆的第四输出端口P5、第四输出连接引线Lout4、第一公共连接端口P6、第二公共连接端口P7、接地端口P8、第一段四分之一波长长度传输线L1、第一连接柱H1、第二段四分之一波长长度传输线L2、第二连接柱H2、第三段四分之一波长长度传输线L3、第三连接柱H3、第四段四分之一波长长度传输线L4、第四连接柱H4、第五段四分之一波长长度传输线L5、第五连接柱H5、第六段四分之一波长长度传输线L6、第六连接柱H6、公共连接层G1、第一接地板GND1、第二接地板GND2、第一贴片电阻R1、第二贴片电阻R2、第三贴片电阻R3、第四贴片电阻R4。
一种传输线S波段一分四功分器从上往下共包含六个部分,第一个部分为两个贴片电阻,第二个部分为公共连接层G1,第三个部分为第一段四分之一波长长度传输线L1和第二段四分之一波长长度传输线L2,第四个部分为第二接地板GND2,起隔离干扰的作用,第五个部分为四段四分之一波长长度传输线,第六个部分为第一接地板GND1。端口阻抗为50欧姆的输入端口P1与输入连接引线Lin一端相连,输入连接引线Lin另一端与第一段四分之一波长长度传输线L1一端以及第二段四分之一波长长度传输线L2一端连接,第一段四分之一波长长度传输线L1另一端通过第一连接柱H1与第一公共连接端口P6连接,第二段四分之一波长长度传输线L2另一端通过第二连接柱H2与第二公共连接端口P7连接。第三段四分之一波长长度传输线L3一端与第一公共连接端口P6连接,第三段四分之一波长长度传输线L3另一端通过第三连接柱H3与第一输出连接引线Lout1一端连接,第一输出连接引线Lout1另一端连接端口阻抗为50欧姆的第一输出端口P2。第四段四分之一波长长度传输线L4一端与第一公共连接端口P6连接,第四段四分之一波长长度传输线L4另一端通过第四连接柱H4与第二输出连接引线Lout2一端连接,第二输出连接引线Lout2另一端连接端口阻抗为50欧姆的第二输出端口P3。第五段四分之一波长长度传输线L5一端与第二公共连接端口P7连接,第五段四分之一波长长度传输线L5另一端通过第五连接柱H5与第三输出连接引线Lout3一端连接,第三输出连接引线Lout3另一端连接端口阻抗为50欧姆的第三输出端口P4。第六段四分之一波长长度传输线L6一端与第二公共连接端口P7连接,第六段四分之一波长长度传输线L6另一端通过第六连接柱H6与第四输出连接引线Lout4一端连接,第四输出连接引线Lout4另一端连接端口阻抗为50欧姆的第四输出端口P5。第一贴片电阻R1一端与第二公共连接端口P7连接,第一贴片电阻R1另一端通过公共连接层G1与第二贴片电阻R2一端相连,第二贴片电阻R2另一端连接第一公共连接端口P6。第三贴片电阻R3一端与第三输出端口P4连接,第三贴片电阻R3另一端与第四输出端口P5连接。第四贴片电阻R4一端与第二输出端口P3连接,第四贴片电阻R4另一端与第一输出端口P2连接。第一接地板GND1以及第二接地板GND2与接地端口P8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、端口阻抗为50欧姆的第一输出端口P2、第一输出连接引线Lout1、端口阻抗为50欧姆的第二输出端口P3、第二输出连接引线Lout2、端口阻抗为50欧姆的第三输出端口P4、第三输出连接引线Lout3、端口阻抗为50欧姆的第四输出端口P5、第四输出连接引线Lout4、第一公共连接端口P6、第二公共连接端口P7、接地端口P8、第一段四分之一波长长度传输线L1、第一连接柱H1、第二段四分之一波长长度传输线L2、第二连接柱H2、第三段四分之一波长长度传输线L3、第三连接柱H3、第四段四分之一波长长度传输线L4、第四连接柱H4、第五段四分之一波长长度传输线L5、第五连接柱H5、第六段四分之一波长长度传输线L6、第六连接柱H6、公共连接层G1、第一接地板GND1、第二接地板GND2、第一贴片电阻R1、第二贴片电阻R2、第三贴片电阻R3、第四贴片电阻R4均采用LTCC低温共烧陶瓷工艺实现。公共连接层G1位于功分器封装表面,通过印刷技术与第一贴片电阻R1以及第二贴片电阻R2相连接,第三贴片电阻R3与第一贴片电阻R4分别侧贴于功分器的左右两侧。所述传输线均采用环绕折叠的形式,第一段四分之一波长长度传输线L1、第二段四分之一波长长度传输线L2与第三段四分之一波长长度传输线L3、第四段四分之一波长长度传输线L4、第五段四分之一波长长度传输线L5、第六段四分之一波长长度传输线L6分层放置,在很大程度上减小了体积。
一种传输线S波段一分四功分器,使用LTCC技术实现工艺加工,体积小、性能可靠,各个输入输出端口阻抗匹配良好,各个端口之间实现良好隔离,相位与幅度一致性好。
本发明一种传输线S波段一分四功分器的尺寸仅为5mm*5mm*1.2mm,工作频率为2GHz~2.6GHz,从图2、图3、图4以及图5可以看出,功分器的各个端口匹配良好,端口回波损耗都大于20dB,输出端口之间隔离度也均大于20dB,相位差小于5度,幅度差小于0.5dB。
Claims (4)
1.一种传输线S波段一分四功分器,其特征在于:该传输线S波段一分四功分器从上往下共包含六个部分,第一个部分为两个贴片电阻,第二个部分为公共连接层(G1),第三个部分为第一段四分之一波长长度传输线(L1)和第二段四分之一波长长度传输线(L2),第四个部分为第二接地板(GND2),第五个部分为四段四分之一波长长度传输线,第六个部分为第一接地板(GND1);端口阻抗为50欧姆的输入端口(P1)与输入连接引线(Lin)一端相连,输入连接引线(Lin)另一端与第一段四分之一波长长度传输线(L1)一端以及第二段四分之一波长长度传输线(L2)一端连接,第一段四分之一波长长度传输线(L1)另一端通过第一连接柱(H1)与第一公共连接端口(P6)连接,第二段四分之一波长长度传输线(L2)另一端通过第二连接柱(H2)与第二公共连接端口(P7)连接;
第三段四分之一波长长度传输线(L3)一端与第一公共连接端口(P6)连接,第三段四分之一波长长度传输线(L3)另一端通过第三连接柱(H3)与第一输出连接引线(Lout1)一端连接,第一输出连接引线(Lout1)另一端连接端口阻抗为50欧姆的第一输出端口(P2);
第四段四分之一波长长度传输线(L4)一端与第一公共连接端口(P6)连接,第四段四分之一波长长度传输线(L4)另一端通过第四连接柱(H4)与第二输出连接引线(Lout2)一端连接,第二输出连接引线(Lout2)另一端连接端口阻抗为50欧姆的第二输出端口(P3);第五段四分之一波长长度传输线(L5)一端与第二公共连接端口(P7)连接,第五段四分之一波长长度传输线(L5)另一端通过第五连接柱(H5)与第三输出连接引线(Lout3)一端连接,第三输出连接引线(Lout3)另一端连接端口阻抗为50欧姆的第三输出端口(P4);第六段四分之一波长长度传输线(L6)一端与第二公共连接端口(P7)连接,第六段四分之一波长长度传输线(L6)另一端通过第六连接柱(H6)与第四输出连接引线(Lout4)一端连接,第四输出连接引线(Lout4)另一端连接端口阻抗为50欧姆的第四输出端口(P5);第一贴片电阻(R1)一端与第二公共连接端口(P7)连接,第一贴片电阻(R1)另一端通过公共连接层(G1)与第二贴片电阻(R2)一端相连,第二贴片电阻(R2)另一端连接第一公共连接端口(P6);第三贴片电阻(R3)一端与第三输出端口(P4)连接,第三贴片电阻(R3)另一端与第四输出端口(P5)连接;第四贴片电阻(R4)一端与第二输出端口(P3)连接,第四贴片电阻(R4)另一端与第一输出端口(P2)连接;第一接地板(GND1)以及第二接地板(GND2)与接地端口(P8)相连。
2.根据权利要求1所述的传输线S波段一分四功分器,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)、端口阻抗为50欧姆的第一输出端口(P2)、第一输出连接引线(Lout1)、端口阻抗为50欧姆的第二输出端口(P3)、第二输出连接引线(Lout2)、端口阻抗为50欧姆的第三输出端口(P4)、第三输出连接引线(Lout3)、端口阻抗为50欧姆的第四输出端口(P5)、第四输出连接引线(Lout4)、第一公共连接端口(P6)、第二公共连接端口(P7)、接地端口(P8)、第一段四分之一波长长度传输线(L1)、第一连接柱(H1)、第二段四分之一波长长度传输线(L2)、第二连接柱(H2)、第三段四分之一波长长度传输线(L3)、第三连接柱(H3)、第四段四分之一波长长度传输线(L4)、第四连接柱(H4)、第五段四分之一波长长度传输线(L5)、第五连接柱(H5)、第六段四分之一波长长度传输线(L6)、第六连接柱(H6)、公共连接层(G1)、第一接地板(GND1)、第二接地板(GND2)、第一贴片电阻(R1)、第二贴片电阻(R2)、第三贴片电阻(R3)、第四贴片电阻(R4)均采用LTCC低温共烧陶瓷工艺实现。
3.根据权利要求1所述的传输线S波段一分四功分器,其特征在于:所述的公共连接层(G1)位于功分器封装表面,通过印刷技术与第一贴片电阻(R1)以及第二贴片电阻(R2)相连接,第三贴片电阻(R3)与第一贴片电阻(R4)分别侧贴于功分器的左右两侧。
4.根据权利要求1所述的传输线S波段一分四功分器,其特征在于:所述传输线均采用环绕折叠的形式,第一段四分之一波长长度传输线(L1)、第二段四分之一波长长度传输线(L2)与第三段四分之一波长长度传输线(L3)、第四段四分之一波长长度传输线(L4)、第五段四分之一波长长度传输线(L5)、第六段四分之一波长长度传输线(L6)分层放置。
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