CN109066043A - 一种x波段一分三功分器 - Google Patents

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孔维清
孙琳琳
张恩泽
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    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01P—WAVEGUIDES; RESONATORS, LINES, OR OTHER DEVICES OF THE WAVEGUIDE TYPE
    • H01P5/00—Coupling devices of the waveguide type
    • H01P5/12—Coupling devices having more than two ports
    • H01P5/16—Conjugate devices, i.e. devices having at least one port decoupled from one other port

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Abstract

本发明公开了一种X波段一分三功分器，由一个功分比为1：2的第一一分二功分器和一个功分比为1：1的第二一分二功分器级联而成，最终实现X波段内一分三等功率输出。本发明功分器工作频段为9GHz‑12GHz。在工作频段内，各端口输出幅度一致性优于±0.1dB，输出端口隔离度优于20dB，输入端口驻波小于1.2，输出端口驻波小于1.35。本发明工作频带宽，尺寸小，便于PCB电路集成。

Description

一种X波段一分三功分器
技术领域
本发明属于射频通信技术领域，具体涉及一种X波段一分三功分器。
背景技术
在微波电路中，为了将功率按一定的比例分成两路或者多路，需要使用功率分配器。功率分配器反过来使用就是功率合成器。所以通常功率分配／合成器简称为功分器。功分器被广泛地应用于微波及毫米波电路，在阵列天线的馈电网络中，功率分配器可以将一路信号分成多路信号；应用于微波固态放大器，可以将多个信号合成一个更大功率的输出信号。功分器是固态发射机的一个关键微波部件，功分器设计的好坏直接关系到固态发射机的效率、幅频特性等性能的好坏。
威尔金森（Wilkinson）功分器是一种传统的功分器形式，其优点在于结构简洁、设计方法较简单、能够实现各个端口同时匹配、输出端口隔离度高、易于实现，是目前应用最多的功分器形式。
实现一分三功分器的方法主要有扇形直接一分三功分器以及由三个3dB威尔金森功分器级联。上述两种结构分别存在隔离度较差、插损较大的不足。
发明内容
本发明的目的在于提供了一种X波段一分三功分器，解决了现有技术隔离度较差、插损较大的问题。
实现本发明目的的技术解决方案为：一种X波段一分三功分器，由一个功分比为1：2的第一一分二功分器和一个功分比为1：1的第二一分二功分器级联而成；所述第一一分二功分器包括输入端口、第一输出端口、第一四分之一波长阻抗匹配线、第二四分之一波长阻抗匹配线、第三四分之一波长阻抗匹配线、第四四分之一波长阻抗匹配线和第一隔离电阻，输入端口处特性阻抗为50欧姆，输入端口一端连接第一四分之一波长阻抗匹配线的一端，另一端连接第二四分之一波长阻抗匹配线的一端，第一四分之一波长阻抗匹配线的另一端通过第三四分之一波长阻抗匹配线与第一输出端口相连；第二四分之一波长阻抗匹配线的另一端与第四四分之一波长阻抗匹配线相连，第一隔离电阻连接在第一四分之一波长阻抗匹配线和第二四分之一波长阻抗匹配线之间，第四四分之一波长阻抗匹配线再与第二一分二功分器相连，将阻抗匹配至50欧姆输出，实现1：2的不等功率分配。
所述的功分比为1：2的第一一分二功分器的微带线尺寸为W1=1.14mm，W2=0.75mm，W3=0.34mm，W4=0.87mm，W5=1.45mm，W6=1.38mm，W7=1.47mm，L1=3.8mm，L2=3.15mm，L3=1.7mm，L4=2.01mm，L5=17.37mm，L6=14.35mm，L7=0.63mm，L8=3.7mm，L9=2.46mm。
所述第二一分二功分器包括第二输出端口、第三输出端口、50欧姆阻抗线、第五四分之一波长阻抗匹配线、第六四分之一波长阻抗匹配线和第二隔离电阻； 50欧姆阻抗线的一端与第四四分之一波长阻抗匹配线相连，另一端分为两路分别与第五四分之一波长阻抗匹配线和第六四分之一波长阻抗匹配线连接，第五四分之一波长阻抗匹配线与第二输出端口相连，第六四分之一波长阻抗匹配线与第三输出端口相连，第二隔离电阻连接在第五四分之一波长阻抗匹配线和第六四分之一波长阻抗匹配线之间，从而最终实现一分三等功率分配，第二输出端口和第三输出端口的特性阻抗均为50欧姆。
所述的功分比为1：1的第二一分二功分器的微带线尺寸为W8=1.16mm，W9=0.82mm，L10=3.53mm，L11=6.04mm，L12=5.1mm。
所述的微带线使用的介质板为Rogers4350，介电常数为3.66，介质板厚度为0.508mm。
本发明与现有技术相比，其显著优点在于：（1）工作频带较宽，尺寸较小，便于PCB电路集成。
（2）各端口输出幅度一致性优于±0.1dB，输出端口隔离度优于20dB。
附图说明
图1是本发明的X波段一分三功分器结构示意图。
图2是本发明的X波段一分三功分器结构尺寸示意图。
图3是本发明的X波段一分三功分器仿真插损示意图。
图4是本发明的X波段一分三功分器仿真输出端口隔离度示意图。
图5是本发明的X波段一分三功分器仿真输入驻波比示意图。
图6是本发明的X波段一分三功分器仿真输出驻波比示意图。
图中：1-输入端口、2-第一输出端口、3-第二输出端口、4-第三输出端口、
5-第一四分之一波长阻抗匹配线、6-第二四分之一波长阻抗匹配线、7-第三四分之一波长阻抗匹配线、8-第四四分之一波长阻抗匹配线，9-50欧姆阻抗线，
10-第五四分之一波长阻抗匹配线，11-第六四分之一波长阻抗匹配线，12-第一隔离电阻，13-第二隔离电阻。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步详细描述。
结合图1，本发明基于威尔金森功分器的设计原理，采用微带电路设计了一种X波段一分三等分功分器，采用不等分和等分一分二功分器的级联结构，实现了端口间较好的幅度一致性，并且隔离度性能良好。
本发明所述的一种X波段一分三功分器由一个功分比为1：2的第一一分二功分器和一个功分比为1：1的第二一分二功分器级联而成；所述第一一分二功分器包括输入端口1、第一输出端口2、第一四分之一波长阻抗匹配线5、第二四分之一波长阻抗匹配线6、第三四分之一波长阻抗匹配线7、第四四分之一波长阻抗匹配线8和第一隔离电阻12，输入端口1处特性阻抗为50欧姆，输入端口1一端连接第一四分之一波长阻抗匹配线5的一端，另一端连接第二四分之一波长阻抗匹配线6的一端，第一四分之一波长阻抗匹配线5的另一端通过第三四分之一波长阻抗匹配线7与第一输出端口2相连；第二四分之一波长阻抗匹配线6的另一端与第四四分之一波长阻抗匹配线8相连，第一隔离电阻12连接在第一四分之一波长阻抗匹配线5和第二四分之一波长阻抗匹配线6之间，第四四分之一波长阻抗匹配线8再与第二一分二功分器相连，将阻抗匹配至50欧姆输出，实现1：2的不等功率分配。
所述第二一分二功分器包括第二输出端口3、第三输出端口4、50欧姆阻抗线9、第五四分之一波长阻抗匹配线10、第六四分之一波长阻抗匹配线11和第二隔离电阻13； 50欧姆阻抗线9一端与第四四分之一波长阻抗匹配线8相连，另一端分为两路分别与第五四分之一波长阻抗匹配线10和第六四分之一波长阻抗匹配线11连接，第五四分之一波长阻抗匹配线10与第二输出端口3相连，第六四分之一波长阻抗匹配线11与第三输出端口4相连，第二隔离电阻13连接在第五四分之一波长阻抗匹配线10和第六四分之一波长阻抗匹配线11之间，从而最终实现一分三等功率分配，第二输出端口3和第三输出端口4的特性阻抗均为
50欧姆。
所述第一隔离电阻12和第二隔离电阻13用以实现三个输出端口间较好的隔
离度。
如图2所示，所述的功分比为1：2的第一一分二功分器的微带线尺寸为W1=1.14mm，W2=0.75mm，W3=0.34mm，W4=0.87mm，W5=1.45mm，W6=1.38mm，W7=1.47mm，L1=3.8mm，L2=3.15mm，L3=1.7mm，L4=2.01mm，L5=17.37mm，L6=14.35mm，L7=0.63mm，L8=3.7mm，L9=2.46mm。
如图2所示，所述的功分比为1：1的第二一分二功分器的微带线尺寸为W8=1.16mm，W9=0.82mm，L10=3.53mm，L11=6.04mm，L12=5.1mm。
所述的微带线使用的介质板为Rogers4350，介电常数为3.66，介质板厚度为0.508mm。
如图3所示，dB(S21)、dB(S31)、dB(S41)分别代表仿真所得第一输出端口2、第二输出端口3、第三输出端口4处的插损。在工作频段9GHz-12GHz内，插损范围为5.02～5.37dB，各端口间具有良好的幅度一致性。
如图4所示，dB(S32)、dB(S24)、dB(S34)分别代表仿真所得第一输出端口2、第二输出端口3、第三输出端口4之间的隔离度。在工作频段9GHz-12GHz内，各输出端口间隔离度均优于20dB。
如图5、6所示，VSWR(1)、VSWR(2)、VSWR(3)、VSWR(4)分别代表输入端口1、第一输出端口2、第二输出端口3、第三输出端口4的驻波比。在工作频段9GHz-12GHz内，输入驻波优于1.2，输出驻波优于1.35。

Claims (6)

1.一种X波段一分三功分器，其特征在于：由一个功分比为1：2的第一一分二功分器和一个功分比为1：1的第二一分二功分器级联而成；所述第一一分二功分器包括输入端口（1）、第一输出端口（2）、第一四分之一波长阻抗匹配线（5）、第二四分之一波长阻抗匹配线（6）、第三四分之一波长阻抗匹配线（7）、第四四分之一波长阻抗匹配线（8）和第一隔离电阻（12），输入端口（1）处特性阻抗为50欧姆，输入端口（1）一端连接第一四分之一波长阻抗匹配线（5）的一端，另一端连接第二四分之一波长阻抗匹配线（6）的一端，第一四分之一波长阻抗匹配线（5）的另一端通过第三四分之一波长阻抗匹配线（7）与第一输出端口（2）相连；第二四分之一波长阻抗匹配线（6）的另一端与第四四分之一波长阻抗匹配线（8）相连，第一隔离电阻（12）连接在第一四分之一波长阻抗匹配线（5）和第二四分之一波长阻抗匹配线（6）之间，第四四分之一波长阻抗匹配线（8）再与第二一分二功分器相连，将阻抗匹配至50欧姆输出，实现1：2的不等功率分配。
2.根据权利要求1所述的X波段一分三功分器，其特征在于：所述的功分比为1：2的第一一分二功分器的微带线尺寸为W1=1.14mm，W2=0.75mm，W3=0.34mm，W4=0.87mm，W5=1.45mm，W6=1.38mm，W7=1.47mm，L1=3.8mm，L2=3.15mm，L3=1.7mm，L4=2.01mm，L5=17.37mm，L6=14.35mm，L7=0.63mm，L8=3.7mm，L9=2.46mm。
3.根据权利要求1所述的X波段一分三功分器，其特征在于：所述的微带线使用的介质板为Rogers4350，介电常数为3.66，介质板厚度为0.508mm。
4.根据权利要求1所述的X波段一分三功分器，其特征在于：所述第二一分二功分器包括第二输出端口（3）、第三输出端口（4）、50欧姆阻抗线（9）、第五四分之一波长阻抗匹配线（10）、第六四分之一波长阻抗匹配线（11）和第二隔离电阻（13）；50欧姆阻抗线（9）一端与第四四分之一波长阻抗匹配线（8）相连，另一端分为两路分别与第五四分之一波长阻抗匹配线（10）和第六四分之一波长阻抗匹配线（11）连接，第五四分之一波长阻抗匹配线（10）与第二输出端口（3）相连，第六四分之一波长阻抗匹配线（11）与第三输出端口（4）相连，第二隔离电阻（13）连接在第五四分之一波长阻抗匹配线（10）和第六四分之一波长阻抗匹配线（11）之间，从而最终实现一分三等功率分配，第二输出端口（3）和第三输出端口（4）的特性阻抗均为50欧姆。
5.根据权利要求4所述的X波段一分三功分器，其特征在于：所述的功分比为1：1的第二一分二功分器的微带线尺寸为W8=1.16mm，W9=0.82mm，L10=3.53mm，L11=6.04mm，L12=5.1mm。
6.根据权利要求5所述的X波段一分三功分器，其特征在于：所述的微带线使用的介质板为Rogers4350，介电常数为3.66，介质板厚度为0.508mm。
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110783681A (zh) * 2019-11-12 2020-02-11 天津津航计算技术研究所 一种一分六微带功分器
CN113241511A (zh) * 2021-06-04 2021-08-10 北京宏宇泰科技发展有限公司 一种宽带一分五微带电路
CN114824717A (zh) * 2022-04-21 2022-07-29 中国电子科技集团公司第十三研究所 带隔离的三等分功率分配器及微波发射系统
CN116315561A (zh) * 2023-05-16 2023-06-23 石家庄银河微波技术股份有限公司 一分三功分器及天线系统

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110783681A (zh) * 2019-11-12 2020-02-11 天津津航计算技术研究所 一种一分六微带功分器
CN113241511A (zh) * 2021-06-04 2021-08-10 北京宏宇泰科技发展有限公司 一种宽带一分五微带电路
CN114824717A (zh) * 2022-04-21 2022-07-29 中国电子科技集团公司第十三研究所 带隔离的三等分功率分配器及微波发射系统
CN116315561A (zh) * 2023-05-16 2023-06-23 石家庄银河微波技术股份有限公司 一分三功分器及天线系统
CN116315561B (zh) * 2023-05-16 2023-08-04 石家庄银河微波技术股份有限公司 一分三功分器及天线系统

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