CN108767403B - 一种毫米波多层功分器 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种毫米波多层功分器，包括基板本体，基板本体上设置有导电过孔和电阻过孔，导电过孔内填充有导电柱，电阻过孔内填充有电阻柱。导电柱电连接有中导电层。基板本体的上表面覆有上导电层，基板本体的下表面覆有下导电层，上导电层、下导电层与导电柱电连接，电阻柱设置在上导电层、下导电层之间，上导电层、下导电层与电阻柱电连接。上导电层与下导电层之间设置有地层。本功分器采用LTCC基板实现，从而本电路的占用面积小、隔离度高、易于实现更多布线层数，具有良好的高频特效和高速传输特性且辐射小；隔离电阻通过过孔填料实现，从而对薄膜电阻的精度要求降低；并且解决了传输线拐弯难的缺点。
Description
技术领域
本发明属于微波、天线的技术领域，具体地说，涉及一种毫米波多层功分器。
背景技术
功分器全称功率分配器，是一种将一路输入信号能量分成两路或多路输出相等或不相等能量的器件，也可反过来将多路信号能量合成一路输出，此时可也称为合路器。如附图1所示，Port1输入信号等分成2路从Port2和Port3输出；也可以由Port2和Port3输入等幅同相信号，合成1路信号从Port1输出。功分器由2段1/4波长传输线和1个隔离电阻组成，传输线可以用微带线或带状线实现，隔离电阻一般是厚膜或薄膜印刷电阻。
随着工作频率的升高，1/4波长传输线变得越来越短，使得电路布局难以实现；隔离电阻的分布效应开始显现，其寄生参数让电路性能偏离理想情况。一种毫米波功分器的解决方案：在隔离电阻两端插入1/2波长传输线，让1/4波长传输线不用拐弯。
这种改进避免了1/4波长传输线拐弯，但增大了电路面积，且没有解决隔离电阻的分布效应，路间耦合严重，不利于多路功分网电路的小型化。因此开发小型化、易于实现的功分器电路具有实用价值，可在微波及毫米波天线系统中发挥优势作用，如5G天线功分网络、瓦片式毫米波相控阵天线、赋形卫星天线、含小型化毫米波天线的低功率手持设备等。
发明内容
针对现有技术中上述的不足，本发明提供一种毫米波多层功分器,本功分器的电路占用面积小、两分路间的隔离度高、高频辐射小，且解决了传输线拐弯难的缺点。
为了达到上述目的，本发明采用的解决方案是：一种毫米波多层功分器，包括基板本体，基板本体上设置有导电过孔和电阻过孔，导电过孔内填充有导电柱，电阻过孔内填充有电阻柱。
导电柱电连接有中导电层。
基板本体的上表面覆有上导电层，基板本体的下表面覆有下导电层，上导电层、下导电层与导电柱电连接，电阻柱设置在上导电层、下导电层之间，上导电层、下导电层与电阻柱电连接。
上导电层与下导电层之间设置有地层。
进一步地，所述的基板本体包括上下分布的上基板和下基板，所述的上导电层覆盖在上基板的上表面，下导电层覆盖在下基板的下表面；所述的中导电层、地层设置在上基板和下基板之间。
进一步地，所述的上导电层表面覆盖有上表面基板，所述的下导电层表面覆盖有下表面基板。
进一步地，所述的上基板、下基板、上表面基板、下表面基板采用LTCC材质。
进一步地，所述的电阻过孔的个数设置有2个以上。
进一步地，所述的电阻过孔呈线性分布，相邻的电阻过孔间距相等。
进一步地，所述的中导电层与导电柱中部电连接；上导电层、下导电层关于中导电层对称分布。
进一步地，所述的上表面基板的上表面、下表面基板的下表面覆盖有导电地层。
本发明的有益效果是，
1、本功分器采用多层电路，尤其采用LTCC基板实现，从而本电路的占用面积小，延展长度大，隔离度高、电路连接可靠性高；易于实现更多布线层数，提高组装密度，实现更多功能，具有良好的高频特性和高速传输特性且辐射小；
2、本功分器的隔离电阻不是传统的平面形态，而是通过过孔填料实现，从而对薄膜电阻的精度要求降低，降低生产加工难度；
3、多层电路加上电阻柱的电连接结构，解决了传输线拐弯难的缺点，进一步降低了布线难度。
附图说明
图1为背景技术中传统的功分器的原理图。
图2为本发明的毫米波多层功分器中的地层的俯视图。
图3为本发明的毫米波多层功分器的剖视图。
图4为实施例一中的毫米波多层功分器的导电层的结构示意图。
图5为实施例二中的毫米波多层功分器的导电层的结构示意图。
附图中：
11、上基板；12、下基板；13、上表面基板；14、下表面基板；
21、导电柱；22、电阻柱；
31、中导电层；32、上导电层；33、下导电层；34、地层。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面对本发明中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
以下结合附图对本发明作进一步描述：
实施例一：
参照附图1-附图4，本发明提供一种毫米波多层功分器，包括基板本体，基板本体上设置有导电过孔和电阻过孔，打孔方式采用数控钻床钻孔、激光打孔、数控冲床冲孔，数控钻孔对位精准，方便又准确，相较于传统的机械钻孔能够降低孔的边缘产生的影响；导电过孔内填充有导电柱21，电阻过孔内填充有电阻柱22。导电柱21、电阻柱22的填充方式采用注射型填孔法，以达到通孔金属化的目的，此方法有利于提高多层基板的可靠性。本功分器的隔离电阻不是传统的平面形态，而是通过过孔填料实现，从而对薄膜电阻的精度要求降低，降低生产加工难度。多层电路加上电阻柱22的电连接结构，解决了传输线拐弯难的缺点，进一步降低了布线难度。
导电柱21电连接有中导电层31。基板本体的上表面覆有上导电层32，基板本体的下表面覆有下导电层33，上导电层32、下导电层33与导电柱21电连接，电阻柱22设置在上导电层32、下导电层33之间，上导电层32、下导电层33与电阻柱22电连接。中导电层31、上导电层32、下导电层33均采用印刷方式覆在基板上，为了保证印刷精度，在进行印刷操作前，必须对基板上过孔中的柱浆进行平整作业。
上导电层32与下导电层33之间设置有地层34，传输线之间采用地层34隔离。
本实施例中，所述的基板本体包括上下分布的上基板11和下基板12，所述的上导电层32覆盖在上基板11的上表面，下导电层33覆盖在下基板12的下表面；所述的中导电层31、地层34设置在上基板11和下基板12之间。
本实施例中，所述的上导电层32表面覆盖有上表面基板13，所述的下导电层33表面覆盖有下表面基板14。
本实施例中，所述的上基板11、下基板12、上表面基板13、下表面基板14采用LTCC材质。本功分器采用多层电路，尤其采用LTCC基板实现，从而本电路的占用面积小，使用层数少，隔离度高、电路连接可靠性高；易于实现更多布线层数，提高组装密度，实现更多功能，具有良好的高频特性和高速传输特性且辐射小。
本实施例中，所述的上表面基板13的上表面、下表面基板14的下表面覆盖有导电地层。
实施例二：
参照附图5，本实施例在实施例一的基础上，将所述的电阻过孔的个数设置为2个，从而构成多级功分器，提高工作带宽。
实施例三：
参照附图5，本实施例在实施例一的基础上，将所述的电阻过孔的个数设置为4个，所述的电阻过孔呈线性分布，相邻的电阻过孔间距相等。
本实施例中，所述的中导电层31与导电柱21中部电连接；上导电层32、下导电层33关于中导电层31对称分布。从而得到两组能量相等的输出。
实施例四：
将实施例一中的毫米波多层功分器作为一个功分器单元，形成多级的多路功分器，具体的，第一级包含1个功分器单元，第二级包含2个功分器单元，第三级包含4个功分器单元，第四级包含8个功分器单元……各级包含功分器单元的个数呈几何级数增长。本实施例的多路功分器利用了本发明的毫米波多层功分器连接可靠、体积小、叠加布线方便的特性。
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。
Claims (5)
1.一种毫米波多层功分器，其特征是：包括基板本体，基板本体上设置有导电过孔和电阻过孔，导电过孔内填充有导电柱（21），电阻过孔内填充有电阻柱（22）；
导电柱（21）电连接有中导电层（31）；
基板本体包括上下分布的上基板（11）和下基板（12），上导电层（32）覆盖在上基板（11）的上表面，下导电层（33）覆盖在下基板（12）的下表面；中导电层（31）、地层（34）设置在上基板（11）和下基板（12）之间；
上导电层（32）、下导电层（33）均与导电柱（21）电连接，电阻柱（22）设置在上导电层（32）、下导电层（33）之间，上导电层（32）、下导电层（33）均与电阻柱（22）电连接；
上导电层（32）与下导电层（33）之间设置所述地层（34）；
所述的中导电层（31）与导电柱（21）中部电连接；上导电层（32）、下导电层（33）关于中导电层（31）对称分布；
所述的上导电层（32）表面覆盖有上表面基板（13），所述的下导电层（33）表面覆盖有下表面基板（14）。
2.根据权利要求1所述的毫米波多层功分器，其特征是：所述的上基板（11）、下基板（12）、上表面基板（13）、下表面基板（14）采用LTCC材质。
3.根据权利要求1所述的毫米波多层功分器，其特征是：所述的电阻过孔的个数设置有2个以上。
4.根据权利要求3所述的毫米波多层功分器，其特征是：所述的电阻过孔呈线性分布，相邻的电阻过孔间距相等。
5.根据权利要求1所述的毫米波多层功分器，其特征是：所述的上表面基板（13）的上表面、下表面基板（14）的下表面覆盖有导电地层。
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