CN113422189A - 带有端口相移的功分器及其设计方法、电子设备 - Google Patents
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Abstract
本申请是关于一种带有端口相移的功分器及其设计方法、电子设备。所述包括功分器包括：输入端口传输线与阻抗变换传输线电连接，输出端口传输线与移相器相位基准传输线及移相器上层耦合线分别电连接；阻抗变换传输线与移相器上层耦合线电连接；移相器半波长传输线与移相器上层耦合线电连接并通过过孔与电路接地层连接；移相器上层耦合线及移相器相位基准传输线上分别电连接有输出端口传输线；缺陷地结构与阻抗变换传输线及移相器上层耦合线分别位置对应；接地层耦合线通过第一电路层设置的过孔与移相器上层耦合线电连接。本申请实现了多线路层结构，设计方法简单，易于实现电路的小型化集成化设计。
Description
技术领域
本申请实施例涉及功分器，尤其涉及一种带有端口相移的功分器、带有端口相移的功分器设计方法以及电子设备。
背景技术
功率分配器(简称功分器)是一种将输入信号功率分成相等或不相等的几路信号输出的一种多端口无源微波网络，广泛用于功率分配或功率合成。功分器结构理想情况下可以在电路所有端口实现匹配、无耗，且设置的端口隔离电阻可有效改善端口的隔离度，因此得到广泛的应用。功分器广泛应用于雷达天线的馈电系统中，外接的隔离电阻可有效提高电路隔离度，由于采用1/4波长线理论，输出端口的幅度和相位平衡主要依靠电路的对称性，因此电路带宽较宽，且没有接地要求。
以单级功分器为基本合成单元设计出的多级功分器具有结构紧凑、平衡性较高、损耗较低、宽带以及集成度高等优势。在设计多级功分器时，由于加工精度的影响，阻抗变换传输线的实际线宽与理论值往往存在一定的误差，此外，当计算得到的理论所需传输线阻抗值较高时，无法由传统的微带线结构实现。
具体地，目前的功分器存在以下技术缺陷：受电路加工精度的影响，在设计多级功分器的阻抗变换线过程中，通过改变传输线线宽实现的实际阻抗值与理论计算值存在一定误差；在设计多级宽带功分器的阻抗变换线需要较高的特征阻抗时，传统的微带传输线结构无法实现理论所需的高特征阻抗值；采用传统微带耦合线结构实现的移相器结构，由于微带耦合线结构自身耦合度的限制，无法进一步提高移相器的工作带宽，无法在一些宽带应用场景使用。
发明内容
有鉴于此，本申请实施例提供一种带有端口相移的功分器、带有端口相移的功分器设计方法以及电子设备。
根据本申请实施例的第一方面，提供一种带有端口相移的功分器，包括：
第一电路层，具有输入端口传输线、阻抗变换传输线、移相器上层耦合线、移相器半波长传输线、移相器相位基准传输线和输出端口传输线，所述输入端口传输线与所述阻抗变换传输线电连接，所述输出端口传输线与所述移相器相位基准传输线及所述移相器上层耦合线分别电连接；所述阻抗变换传输线与所述移相器上层耦合线电连接；所述移相器半波长传输线与所述移相器上层耦合线电连接且通过过孔与电路接地层电连接；所述移相器上层耦合线及所述移相器相位基准传输线上分别电连接有所述输出端口传输线；
第二电路层，设置有缺陷地结构及接地层耦合线，所述缺陷地结构与所述阻抗变换传输线及移相器上层耦合线分别位置对应；所述接地层耦合线通过所述第一电路层设置的过孔与所述移相器上层耦合线电连接；
介质层，设置于所述第一电路层和所述第二电路层之间。
在一个实施例中，所述阻抗变换传输线包括第一阻抗变换子传输线、第二阻抗变换子传输线、第三阻抗变换子传输线和第四阻抗变换子传输线；
所述第一阻抗变换子传输线的第一端和所述第三阻抗变换子传输线的第一端直接电连接；所述第二阻抗变换子传输线的第一端和所述第四阻抗变换子传输线的第一端直接电连接；所述第四阻抗变换子传输线的第二端与所述移相器相位基准传输线的第一端电连接，所述第三阻抗变换子传输线的第二端与所述移相器上层耦合线电连接；所述输入端口传输线连接于所述第一阻抗变换子传输线和所述第二阻抗变换子传输线的电连接处。
在一个实施例中，所述移相器上层耦合线包括第一移相器上层子耦合线和第二移相器上层子耦合线；
所述输出端口传输线包括第一输出端口子传输线和第二输出端口子传输线；
所述第一移相器上层子耦合线的第一端与所述第三阻抗变换子传输线的第二端电连接，所述第二移相器上层子耦合线与所述第一移相器上层子耦合线之间间隔设置；所述移相器半波长传输线与所述第二移相器上层子耦合线电连接；
所述第一输出端口子传输线与所述第二移相器上层子耦合线电连接，所述第二输出端口子传输线与所述移相器相位基准传输线的第二端电连接。
在一个实施例中，所述接地层耦合线包括第一接地层子耦合线和第二接地层子耦合线；所述第一接地层子耦合线和所述第二接地层子耦合线分别与所述第一移相器上层子耦合线和所述第二移相器上层子耦合线的位置分别对应；
所述第一移相器上层子耦合线在所述第一电路层上的投影处设置有过孔，所述第一接地层子耦合线通过过孔与所述第一移相器上层子耦合线电连接；
所述第二移相器上层子耦合线在所述第一电路层上的投影处设置有过孔，所述第二接地层子耦合线通过过孔与所述第二移相器上层子耦合线电连接。
在一个实施例中，所述缺陷地结构包括第一缺陷地子结构、第二缺陷地子结构和第三缺陷地子结构；
所述第一缺陷地子结构位于所述第一阻抗变换子传输线下方位置；
所述第二缺陷地子结构位于所述第二阻抗变换子传输线下方位置；
所述第一接地层子耦合线和所述第二接地层子耦合线位于所述第三缺陷地子结构中；
其中，所述第一缺陷地子结构、所述第二缺陷地子结构和所述第三缺陷地子结构通过在金属接地平面蚀刻而分别形成。
根据本申请实施例的第二方面，提供一种带有端口相移的功分器的设计方法包括：
在介质层的第一侧形成第一电路层，在介质层的第二侧形成第二电路层；形成所述第一电路层时，形成有输入端口传输线、阻抗变换传输线、移相器上层耦合线、移相器半波长传输线、移相器相位基准传输线和输出端口传输线；所述输入端口传输线与所述阻抗变换传输线电连接，所述输出端口传输线与所述移相器相位基准传输线及所述移相器上层耦合线分别电连接；所述阻抗变换传输线与所述移相器上层耦合线电连接；所述移相器半波长传输线与所述移相器上层耦合线电连接且通过过孔与电路接地层电连接；所述移相器上层耦合线及所述移相器相位基准传输线上分别电连接有所述输出端口传输线；
形成所述第二电路层时，形成缺陷地结构及接地层耦合线；所述缺陷地结构通过对第二电路层蚀刻而形成；所述缺陷地结构与所述阻抗变换传输线及移相器上层耦合线分别位置对应；所述接地层耦合线通过所述第一电路层设置的过孔与所述移相器上层耦合线电连接。
在一个实施例中，所述阻抗变换传输线包括第一阻抗变换子传输线、第二阻抗变换子传输线、第三阻抗变换子传输线和第四阻抗变换子传输线；
所述第一阻抗变换子传输线的第一端和所述第三阻抗变换子传输线的第一端直接电连接；所述第二阻抗变换子传输线的第一端和所述第四阻抗变换子传输线的第一端直接电连接；所述第四阻抗变换子传输线的第二端与所述移相器相位基准传输线的第一端电连接，所述第三阻抗变换子传输线的第二端与所述移相器上层耦合线电连接；所述输入端口传输线连接于所述第一阻抗变换子传输线和所述第二阻抗变换子传输线的电连接处。
在一个实施例中，所述移相器上层耦合线包括第一移相器上层子耦合线和第二移相器上层子耦合线；
所述输出端口传输线包括第一输出端口子传输线和第二输出端口子传输线；
所述第一移相器上层子耦合线的第一端与所述第三阻抗变换子传输线的第二端电连接，所述第二移相器上层子耦合线与所述第一移相器上层子耦合线之间间隔设置；所述移相器半波长传输线与所述第二移相器上层子耦合线电连接；
所述第一输出端口子传输线与所述第二移相器上层子耦合线电连接，所述第二输出端口子传输线与所述移相器相位基准传输线的第二端电连接。
在一个实施例中，所述接地层耦合线包括第一接地层子耦合线和第二接地层子耦合线；所述第一接地层子耦合线和所述第二接地层子耦合线分别与所述第一移相器上层子耦合线和所述第二移相器上层子耦合线的位置分别对应；
所述第一移相器上层子耦合线在所述第一电路层上的投影处设置有过孔，所述第一接地层子耦合线通过过孔与所述第一移相器上层子耦合线电连接；
所述第二移相器上层子耦合线在所述第一电路层上的投影处设置有过孔，所述第二接地层子耦合线通过过孔与所述第二移相器上层子耦合线电连接。
在一个实施例中，所述缺陷地结构包括第一缺陷地子结构、第二缺陷地子结构和第三缺陷地子结构；
所述第一缺陷地子结构位于所述第一阻抗变换子传输线下方位置；
所述第二缺陷地子结构位于所述第二阻抗变换子传输线下方位置；
所述第一接地层子耦合线和所述第二接地层子耦合线位于所述第三缺陷地子结构中；
其中，所述第一缺陷地子结构、所述第二缺陷地子结构和所述第三缺陷地子结构通过在金属接地平面蚀刻而分别形成。
根据本申请实施例的第三方面，提供一种电子设备，包括所述的带有端口相移的功分器。
本申请实施例中，通过在功分器的四分之一波长阻抗变换线结构设计中加载缺陷地结构，实现了线宽较宽情况下的高特征阻抗，在移相器的耦合线处设置缺陷地结构增加了耦合度，从而实现了较大的工作带宽，并采用多线路层结构，设计方法简单，易于实现电路的小型化集成化设计。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍。显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本申请实施例的带有端口相移的功分器的第一电路层的组成结构示意图；
图2为本申请实施例的带有端口相移的功分器的第二电路层电路分布结构示意图；
图3为本申请实施例的带有端口相移的功分器的整体结构示意图。
具体实施方式
以下结合附图，详细阐明本申请实施例技术方案的实质。
本申请实施例采用多级功分器电路设计以及宽带移相器为设计基础，通过加载缺陷地结构，两部分电路结构级联获得整体带有端口相移的功分器电路设计。本申请实施例实现了较大的工作带宽，并采用多线路层结构，设计方法简单，易于实现电路的小型化集成化设计。
图1为本申请实施例的带有端口相移的功分器的第一电路层的组成结构示意图，如图1所示，本申请实施例的带有端口相移的功分器包括：
第一电路层，具有输入端口传输线11、阻抗变换传输线(13a～13d)、移相器上层耦合线(14a、14b)、移相器半波长传输线15、移相器相位基准传输线16和输出端口传输线(12a、12b)，所述输入端口传输线11与所述阻抗变换传输线电连接，所述输出端口传输线与所述移相器相位基准传输线及所述移相器上层耦合线分别电连接；所述阻抗变换传输线与所述移相器上层耦合线电连接；所述移相器半波长传输线与所述移相器上层耦合线电连接且通过过孔与电路接地层电连接；所述移相器上层耦合线及所述移相器相位基准传输线上分别电连接有所述输出端口传输线；
第二电路层，设置有缺陷地结构及接地层耦合线，所述缺陷地结构与所述阻抗变换传输线及移相器上层耦合线分别位置对应；所述接地层耦合线通过所述第一电路层设置的过孔与所述移相器上层耦合线电连接；
介质层，设置于所述第一电路层和所述第二电路层之间。
作为一种实现方式，第一电路层和第二电路层分别设置于介质层相对的两个平面；介质层为具有电子元件承载能力的绝缘介质层，通常采用介电常数高、微波损耗低的材料，例如印制电路板PCB的绝缘介质层。对应地，第一电路层和第二电路层的形成可以包括在双面PCB基板的正反两面，根据电路的功能单元进行布局，通过蚀刻形成第一电路层和第二电路层。
如图1所示，所述阻抗变换传输线包括第一阻抗变换子传输线13a、第二阻抗变换子传输线13b、第三阻抗变换子传输线13c和第四阻抗变换子传输线13d；
所述第一阻抗变换子传输线13a的第一端和所述第三阻抗变换子传输线13c的第一端直接电连接；所述第二阻抗变换子传输线13b的第一端和所述第四阻抗变换子传输线13d的第一端直接电连接；所述第四阻抗变换子传输线13d的第二端与所述移相器相位基准传输线16的第一端电连接，所述第三阻抗变换子传输线13b的第二端与所述移相器上层耦合线电连接；所述输入端口传输线11连接于所述第一阻抗变换子传输线13a和所述第二阻抗变换子传输线13b的电连接处。本申请实施例中，第一阻抗变换子传输线13a、第二阻抗变换子传输线13b、第三阻抗变换子传输线13c和第四阻抗变换子传输线13d大致呈n字形，包括两条大致平行设置的耦合线，耦合线之间连接有分支线，分支线一般是待处理信号波长的四分之一。
如图1所示，所述移相器上层耦合线包括第一移相器上层子耦合线14a和第二移相器上层子耦合线14b；
所述输出端口传输线包括第一输出端口子传输线12a和第二输出端口子传输线12b；
所述第一移相器上层子耦合线14a的第一端与所述第三阻抗变换子传输线13c的第二端电连接，所述第二移相器上层子耦合线14b与所述第一移相器上层子耦合线14a之间间隔设置；所述移相器半波长传输线15与所述第二移相器上层子耦合线14b电连接；如图1所示，所述第二移相器上层子耦合线14b与所述第一移相器上层子耦合线14a之间以大致平行的方式设置。
所述第一输出端口子传输线12a与所述第二移相器上层子耦合线14b电连接，所述第二输出端口子传输线12b与所述移相器相位基准传输线16的第二端电连接。所述移相器相位基准传输线16的形状大致呈n形。
图2为本申请实施例的带有端口相移的功分器的第二电路层电路分布结构示意图，如图2所示，本申请实施例的接地层耦合线包括第一接地层子耦合线22a和第二接地层子耦合线22b；所述第一接地层子耦合线22a和所述第二接地层子耦合线22a分别与所述第一移相器上层子耦合线14a和所述第二移相器上层子耦合线14b的位置分别对应。
如图2所示，所述第一移相器上层子耦合线14a在所述第一电路层上的投影处设置有过孔(17a、17b)，所述第一接地层子耦合线22a通过过孔17a、17b与所述第一移相器上层子耦合线14a电连接；
所述第二移相器上层子耦合线14b在所述第一电路层上的投影处设置有过孔(17c、17d)，所述第二接地层子耦合线22b通过过孔17c、17d与所述第二移相器上层子耦合线14b电连接。移相器半波长传输线15在在所述第一电路层上的投影处设置有过孔17e，移相器半波长传输线15通过过孔17e与金属接地平面即第一电路层连接。
如图2所示，所述缺陷地结构包括第一缺陷地子结构21a、第二缺陷地子结构21b和第三缺陷地子结构23；
图3为本申请实施例的带有端口相移的功分器的整体结构示意图，如图3所示，所述第一缺陷地子结构21a位于所述第一阻抗变换子传输线13a下方位置；
所述第二缺陷地子结构21b位于所述第二阻抗变换子传输线13b下方位置；
所述第一接地层子耦合线22a和所述第二接地层子耦合线22b位于所述第二缺陷地子结构23中；
其中，所述第一缺陷地子结构21a、所述第二缺陷地子结构21b和所述第三缺陷地子结构23通过在金属接地平面即第二电路层上，通过蚀刻而分别形成。
本申请实施例中，缺陷地结构只要具有与相应传输线路匹配的形状即可，可以为矩形、圆形、哑铃形等各种形状。
本申请实施例还记载了一种带有端口相移的功分器的设计方法，包括：
在介质层的第一侧形成第一电路层，在介质层的第二侧形成第二电路层；
形成所述第一电路层时，形成有输入端口传输线、阻抗变换传输线、移相器上层耦合线、移相器半波长传输线、移相器相位基准传输线和输出端口传输线；所述输入端口传输线与所述阻抗变换传输线电连接，所述输出端口传输线与所述移相器相位基准传输线及所述移相器上层耦合线分别电连接；所述阻抗变换传输线与所述移相器上层耦合线电连接；所述移相器半波长传输线与所述移相器上层耦合线电连接且通过过孔与电路接地层电连接；所述移相器上层耦合线及所述移相器相位基准传输线上分别电连接有所述输出端口传输线；
形成所述第二电路层时，形成缺陷地结构及接地层耦合线；所述缺陷地结构通过对第二电路层蚀刻而形成；所述缺陷地结构与所述阻抗变换传输线及移相器上层耦合线分别位置对应；所述接地层耦合线通过所述第一电路层设置的过孔与所述移相器上层耦合线电连接。
作为一种实现方式，所述阻抗变换传输线包括第一阻抗变换子传输线、第二阻抗变换子传输线、第三阻抗变换子传输线和第四阻抗变换子传输线；
所述第一阻抗变换子传输线的第一端和所述第三阻抗变换子传输线的第一端直接电连接；所述第二阻抗变换子传输线的第一端和所述第四阻抗变换子传输线的第一端直接电连接；所述第四阻抗变换子传输线的第二端与所述移相器相位基准传输线的第一端电连接，所述第三阻抗变换子传输线的第二端与所述移相器上层耦合线电连接；所述输入端口传输线连接于所述第一阻抗变换子传输线和所述第二阻抗变换子传输线的电连接处。
作为一种实现方式，所述移相器上层耦合线包括第一移相器上层子耦合线和第二移相器上层子耦合线；
所述输出端口传输线包括第一输出端口子传输线和第二输出端口子传输线；
所述第一移相器上层子耦合线的第一端与所述第三阻抗变换子传输线的第二端电连接，所述第二移相器上层子耦合线与所述第一移相器上层子耦合线之间间隔设置；所述移相器半波长传输线与所述第二移相器上层子耦合线电连接；
所述第一输出端口子传输线与所述第二移相器上层子耦合线电连接，所述第二输出端口子传输线与所述移相器相位基准传输线的第二端电连接。
作为一种实现方式，所述接地层耦合线包括第一接地层子耦合线和第二接地层子耦合线；所述第一接地层子耦合线和所述第二接地层子耦合线分别与所述第一移相器上层子耦合线和所述第二移相器上层子耦合线的位置分别对应；
所述第一移相器上层子耦合线在所述第一电路层上的投影处设置有过孔，所述第一接地层子耦合线通过过孔与所述第一移相器上层子耦合线电连接；
所述第二移相器上层子耦合线在所述第一电路层上的投影处设置有过孔，所述第二接地层子耦合线通过过孔与所述第二移相器上层子耦合线电连接。
作为一种实现方式，所述缺陷地结构包括第一缺陷地子结构、第二缺陷地子结构和第三缺陷地子结构；
所述第一缺陷地子结构位于所述第一阻抗变换子传输线下方位置；
所述第二缺陷地子结构位于所述第二阻抗变换子传输线下方位置；
所述第一接地层子耦合线和所述第二接地层子耦合线位于所述第三缺陷地子结构中；
其中，所述第一缺陷地子结构、所述第二缺陷地子结构和所述第三缺陷地子结构通过在金属接地平面蚀刻而分别形成。
具体地，制备过程如下：
本申请实施例中，功分器的各级传输线特征阻抗以及线路长度由电路工作频率得到，微带传输线宽度由实际加工精度确定；在阻抗变换传输线正下方的电路金属接地平面设计蚀刻缺陷地结构，对特征阻抗值进行调整达到理论精度值或高特征阻抗值；本申请实施例所示结构仅为二级功分器结构，可以设置多级四分之一波长阻抗变换线，使用前述的连接方式，同样可以实现多级功分器的电路结构。本申请实施例中，根据电路设计中心频率以及相移角度计算所需移相器耦合线结构的长度，本领域技术人员应当理解，通过中心频率及相移角度计算移相器及耦合器中的相关线路的长度是容易实现的。本申请实施例中，移相器结构可以根据移相角度实现任意相移，前述图中所示结构仅以常用的90度移相角度为一设计示例，如果实现其他移相角度，对应调整相应的电路设计即可。在移相器两段耦合线正下方的电路金属接地平面设计蚀刻缺陷地结构，实现两段下层耦合线结构；并通过过孔结构将移相器电路上层耦合线与下层缺陷地耦合线结构电连接；使半波长传输线级联于移相器上层电路输出端；以及在半波长传输线结构末端设计金属化过孔结构将其与电路接地平面电连接。
本申请实施例中，可以减弱实际加工精度对功分器电路性能的影响。调整微带传输线阻抗的一般方法为调整传输线宽度，因此调整精度有限，往往无法精确实现计算的理论阻抗值，本申请实施例对功分器阻抗变换线部分加载缺陷地结构引入额外的等效参数，将阻抗调整因素由单一的线宽参数增加缺陷地图形产生的作用，即可由缺陷地图形的形状面积共同控制，使得参数控制更加灵活，从而提高了阻抗控制精度。在多级功分器设计过程中，存在阻抗变换线所需特征阻抗过高而传统微带线结构无法实现的问题，本申请实施例利用缺陷地结构产生的高特征阻抗效应，可在传输线宽度较宽的情况下实现所需高特征阻抗。本申请实施例可以实现功分器的小型化，电路结构紧凑，通过加载缺陷地结构产生的慢波效应，可以缩短传输线的实际物理尺寸，缩小功分器公分结部分物理尺寸，有利于电路整体的小型化设计。针对采用微带耦合线结构的移相器电路，其性能受到耦合线之间耦合度的影响，通过加载缺陷地结构的耦合线结构的移相器，对耦合线下层接地平面进行设计，实现上下双层的耦合线结构，提高了电路耦合度，从而拓展了移相器的工作带宽，同时保持了较高的相位稳定性。本申请实施例的输出端口传输线相位差可调。一般的功分器电路的输出信号为等幅同相位，由于引入了宽带移相器结构，可以通过调整其参数，使得电路两输出端口实现等幅、任意相位差的信号输出，在一些需要相位补偿或者需要差分信号的微波电路系统具有较好的应用空间。本申请实施例的电路结构仅包括单层介质板，可采用双面PCB技术加工制作，结构简单且成本低廉。
本申请实施例所提供的带有端口相移的功分器工作过程中各部分的动作关系为：信号由输入端口传输线进入，经过阻抗变换传输线及移相器上层耦合线加载缺陷地结构的阻抗变换传输线结构，分成两路幅度等分相位相同的信号，两路信号分别经过移相器的两段传输结构，由于传输路径差从而产生相位差，由于移相器采用加载缺陷地结构的耦合线设计，可有效实现大带宽的相移。本申请实施例中，原理上可以通过调整移相器的电长度实现任意角度的相移。加载缺陷地的设计不仅仅满足于二级功分器结构，同样适用于多级功分器结构。
可以理解的是，在一些实施例中，耦合线也可以称为传输线，本申请实施例中对于各耦合线传输线的命名是出于对信号处理过程中电路各部分部件的功能考虑，并非对本申请保护范围的具体限定。
本申请实施例还记载了一种电子设备，所述电子设备中设置有图1所示的带有端口相移的功分器。
以上结合具体实施例描述了本申请的基本原理，但是，需要指出的是，在本申请中提及的优点、优势、效果等仅是示例而非限制，不能认为这些优点、优势、效果等是本申请的各个实施例必须具备的。另外，上述公开的具体细节仅是为了示例的作用和便于理解的作用，而非限制，上述细节并不限制本申请为必须采用上述具体的细节来实现。
本申请中涉及的器件、装置、设备、系统的方框图仅作为例示性的例子并且不意图要求或暗示必须按照方框图示出的方式进行连接、布置、配置。如本领域技术人员将认识到的，可以按任意方式连接、布置、配置这些器件、装置、设备、系统。诸如“包括”、“包含”、“具有”等等的词语是开放性词汇，指“包括但不限于”，且可与其互换使用。这里所使用的词汇“或”和“和”指词汇“和/或”，且可与其互换使用，除非上下文明确指示不是如此。这里所使用的词汇“诸如”指词组“如但不限于”，且可与其互换使用。
还需要指出的是，在本申请的装置、设备和方法中，各部件或各步骤是可以分解和/或重新组合的。这些分解和/或重新组合应视为本申请的等效方案。
提供所公开的方面的以上描述以使本领域的任何技术人员能够做出或者使用本申请。对这些方面的各种修改对于本领域技术人员而言是非常显而易见的，并且在此定义的一般原理可以应用于其他方面而不脱离本申请的范围。因此，本申请不意图被限制到在此示出的方面，而是按照与在此公开的原理和新颖的特征一致的最宽范围。
为了例示和描述的目的已经给出了以上描述。此外，此描述不意图将本申请的实施例限制到在此公开的形式。尽管以上已经讨论了多个示例方面和实施例，但是本领域技术人员将认识到其某些变型、修改、改变、添加和子组合。
Claims (11)
1.一种带有端口相移的功分器，其特征在于，所述功分器包括：
第一电路层，具有输入端口传输线、阻抗变换传输线、移相器上层耦合线、移相器半波长传输线、移相器相位基准传输线和输出端口传输线，所述输入端口传输线与所述阻抗变换传输线电连接，所述输出端口传输线与所述移相器相位基准传输线及所述移相器上层耦合线分别电连接；所述阻抗变换传输线与所述移相器上层耦合线电连接；所述移相器半波长传输线与所述移相器上层耦合线电连接且通过过孔与电路接地层电连接；所述移相器上层耦合线及所述移相器相位基准传输线上分别电连接有所述输出端口传输线；
第二电路层，设置有缺陷地结构及接地层耦合线，所述缺陷地结构与所述阻抗变换传输线及移相器上层耦合线分别位置对应；所述接地层耦合线通过所述第一电路层设置的过孔与所述移相器上层耦合线电连接；
介质层，设置于所述第一电路层和所述第二电路层之间。
2.根据权利要求1所述的功分器，其特征在于，所述阻抗变换传输线包括第一阻抗变换子传输线、第二阻抗变换子传输线、第三阻抗变换子传输线和第四阻抗变换子传输线；
所述第一阻抗变换子传输线的第一端和所述第三阻抗变换子传输线的第一端直接电连接；所述第二阻抗变换子传输线的第一端和所述第四阻抗变换子传输线的第一端直接电连接；所述第四阻抗变换子传输线的第二端与所述移相器相位基准传输线的第一端电连接，所述第三阻抗变换子传输线的第二端与所述移相器上层耦合线电连接；所述输入端口传输线连接于所述第一阻抗变换子传输线和所述第二阻抗变换子传输线的电连接处。
3.根据权利要求2所述的功分器，其特征在于，所述移相器上层耦合线包括第一移相器上层子耦合线和第二移相器上层子耦合线；
所述输出端口传输线包括第一输出端口子传输线和第二输出端口子传输线；
所述第一移相器上层子耦合线的第一端与所述第三阻抗变换子传输线的第二端电连接，所述第二移相器上层子耦合线与所述第一移相器上层子耦合线之间间隔设置；所述移相器半波长传输线与所述第二移相器上层子耦合线电连接；
所述第一输出端口子传输线与所述第二移相器上层子耦合线电连接，所述第二输出端口子传输线与所述移相器相位基准传输线的第二端电连接。
4.根据权利要求3所述的功分器，其特征在于，所述接地层耦合线包括第一接地层子耦合线和第二接地层子耦合线；所述第一接地层子耦合线和所述第二接地层子耦合线分别与所述第一移相器上层子耦合线和所述第二移相器上层子耦合线的位置分别对应；
所述第一移相器上层子耦合线在所述第一电路层上的投影处设置有过孔，所述第一接地层子耦合线通过过孔与所述第一移相器上层子耦合线电连接；
所述第二移相器上层子耦合线在所述第一电路层上的投影处设置有过孔，所述第二接地层子耦合线通过过孔与所述第二移相器上层子耦合线电连接。
5.根据权利要求1所述的功分器，其特征在于，所述缺陷地结构包括第一缺陷地子结构、第二缺陷地子结构和第三缺陷地子结构；
所述第一缺陷地子结构位于所述第一阻抗变换子传输线下方位置；
所述第二缺陷地子结构位于所述第二阻抗变换子传输线下方位置；
所述第一接地层子耦合线和所述第二接地层子耦合线位于所述第三缺陷地子结构；
其中，所述第一缺陷地子结构、所述第二缺陷地子结构和所述第三缺陷地子结构通过在金属接地平面蚀刻而分别形成。
6.一种带有端口相移的功分器的设计方法，其特征在于，所述方法包括：
在介质层的第一侧形成第一电路层，在介质层的第二侧形成第二电路层；
形成所述第一电路层时，形成有输入端口传输线、阻抗变换传输线、移相器上层耦合线、移相器半波长传输线、移相器相位基准传输线和输出端口传输线；所述输入端口传输线与所述阻抗变换传输线电连接，所述输出端口传输线与所述移相器相位基准传输线及所述移相器上层耦合线分别电连接；所述阻抗变换传输线与所述移相器上层耦合线电连接；所述移相器半波长传输线与所述移相器上层耦合线电连接且通过过孔与电路接地层电连接；所述移相器上层耦合线及所述移相器相位基准传输线上分别电连接有所述输出端口传输线；
形成所述第二电路层时，形成缺陷地结构及接地层耦合线；所述缺陷地结构通过对第二电路层蚀刻而形成；所述缺陷地结构与所述阻抗变换传输线及移相器上层耦合线分别位置对应；所述接地层耦合线通过所述第一电路层设置的过孔与所述移相器上层耦合线电连接。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述阻抗变换传输线包括第一阻抗变换子传输线、第二阻抗变换子传输线、第三阻抗变换子传输线和第四阻抗变换子传输线；
所述第一阻抗变换子传输线的第一端和所述第三阻抗变换子传输线的第一端直接电连接；所述第二阻抗变换子传输线的第一端和所述第四阻抗变换子传输线的第一端直接电连接；所述第四阻抗变换子传输线的第二端与所述移相器相位基准传输线的第一端电连接，所述第三阻抗变换子传输线的第二端与所述移相器上层耦合线电连接；所述输入端口传输线连接于所述第一阻抗变换子传输线和所述第二阻抗变换子传输线的电连接处。
8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述移相器上层耦合线包括第一移相器上层子耦合线和第二移相器上层子耦合线；
所述输出端口传输线包括第一输出端口子传输线和第二输出端口子传输线；
所述第一移相器上层子耦合线的第一端与所述第三阻抗变换子传输线的第二端电连接，所述第二移相器上层子耦合线与所述第一移相器上层子耦合线之间间隔设置；所述移相器半波长传输线与所述第二移相器上层子耦合线电连接；
所述第一输出端口子传输线与所述第二移相器上层子耦合线电连接，所述第二输出端口子传输线与所述移相器相位基准传输线的第二端电连接。
9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述接地层耦合线包括第一接地层子耦合线和第二接地层子耦合线；所述第一接地层子耦合线和所述第二接地层子耦合线分别与所述第一移相器上层子耦合线和所述第二移相器上层子耦合线的位置分别对应；
所述第一移相器上层子耦合线在所述第一电路层上的投影处设置有过孔，所述第一接地层子耦合线通过过孔与所述第一移相器上层子耦合线电连接；
所述第二移相器上层子耦合线在所述第一电路层上的投影处设置有过孔，所述第二接地层子耦合线通过过孔与所述第二移相器上层子耦合线电连接。
10.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述缺陷地结构包括第一缺陷地子结构、第二缺陷地子结构和第三缺陷地子结构；
所述第一缺陷地子结构位于所述第一阻抗变换子传输线下方位置；
所述第二缺陷地子结构位于所述第二阻抗变换子传输线下方位置；
所述第一接地层子耦合线和所述第二接地层子耦合线位于所述第三缺陷子结构中；
其中，所述第一缺陷地子结构、所述第二缺陷地子结构和所述第三缺陷地子结构通过在金属接地平面蚀刻而分别形成。
11.一种电子设备，包括权利要求1至5任一项所述的带有端口相移的功分器。
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|---|---|---|---|
| CN202110497310.9A CN113422189B (zh) | 2021-05-07 | 2021-05-07 | 带有端口相移的功分器及其设计方法、电子设备 |
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Also Published As
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|---|---|
| CN113422189B (zh) | 2022-04-22 |
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