CN113540738A - 一种威尔金森功分器及pcb板 - Google Patents
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Abstract
本申请公开了一种威尔金森功分器，该威尔金森功分器至少包括微带线、第一臂、第二臂、电阻以及至少一个可调移相器，第一臂的一端、第二臂的一端与微带线的一端连接，第一臂的另一端通过电阻连接第二臂的另一端；第一臂和/或第二臂上设有可调移相器。本申请能够通过至少一个可调移相器改变威尔金森功分器的第一臂和/或第二臂的电长度，从而改变威尔金森功分器的工作中心频率，进而节约生产资源,扩大威尔金森功分器的应用范围和应用场合。
Description
技术领域
本申请涉及射频领域，特别是一种威尔金森功分器及PCB板。
背景技术
在微波射频领域，能量非常宝贵，所以电容，电感，传输线，电阻这些互易原件不宜使用，因而，减小能量损失的威尔金森功分器备受关注。威尔金森功分器通常由微带线以及电阻组合连接而成，能够把射频信号按功率分成二等分，当然也能起到功率合成的作用。
目前，由于微带线一般印制在印制电路板(Printed Circuit Board，PCB)上或者往往和其它器件是作为一个整体使用的，所以当威尔金森功分器的设计有误差时，但带线是固定的，导致威尔金森功分器的中心频率也是固定不变的，使得整个PCB板或整体器件报废，造成生产浪费。
发明内容
本申请提供一种威尔金森功分器及PCB板，以调节金森功分器的中心频率。
为解决上述技术问题，本申请采用的一个技术方案是：一种威尔金森功分器，该威尔金森功分器至少包括微带线、第一臂、第二臂、电阻以及至少一个可调移相器，所述第一臂的一端、所述第二臂的一端与所述微带线的一端连接，所述第一臂的另一端通过所述电阻连接所述第二臂的另一端；所述第一臂和/或所述第二臂上设有所述可调移相器。
可选地，所述可调移相器用于改变所述第一臂的电长度和/或所述第二臂的电长度，以调整所述威尔金森功分器的工作中心频率。
可选地，所述至少一个可调移相器包括第一可调移相器以及第二可调移相器，所述第一臂上设有所述第一可调移相器，用于改变所述第一臂的电长度；所述第二臂上设有所述第二可调移相器，用于改变所述第二臂的电长度。
可选地，所述第一可调移相器包括第一端口、第二端口以及第一调节装置，所述第一调节装置通过所述第一端口和所述第二端口连接所述第一臂，所述第一调节装置用于改变所述第一臂的电长度；所述第二可调移相器包括第三端口、第四端口以及第二调节装置，所述第二调节装置通过所述第三端口和所述第四端口连接所述第二臂，所述第二调节装置用于改变所述第二臂的电长度。
可选地，所述第一调节装置包括第一可调旋钮，所述第一可调旋钮通过所述第一端口和所述第二端口连接所述第一臂，所述第一可调旋钮用于改变所述第一可调移相器的电长度；所述第二调节装置包括第二可调旋钮，所述第二可调旋钮通过所述第三端口和所述第四端口连接所述第二臂，所述第二可调旋钮用于改变所述第二可调移相器的电长度。
为解决上述技术问题，本申请采用的另一技术方案是：一种PCB板，该PCB板设置有微带线、第一臂、第二臂、电阻以及至少一个可调移相器，所述第一臂的一端、所述第二臂的一端与所述微带线的一端连接；所述第一臂的另一端通过所述电阻连接所述第二臂的另一端；所述第一臂和/或所述第二臂上设有可调移相器。
可选地，所述可调移相器用于改变所述第一臂的电长度和/或所述第二臂的电长度，以调整所述威尔金森功分器的工作中心频率。
可选地，所述至少一个可调移相器至少包括第一可调移相器以及第二可调移相器，所述第一臂上设有所述第一可调移相器，用于改变第一臂的电长度；所述第二臂上设有所述第二可调移相器，用于改变第二臂的电长度。
可选地，所述第一可调移相器包括第一端口、第二端口以及第一调节装置，所述第一调节装置通过所述第一端口和所述第二端口连接所述第一臂，所述第一调节装置用于改变所述第一臂的电长度；
所述第二可调移相器包括第三端口、第四端口以及第二调节装置，所述第二调节装置通过所述第三端口和所述第四端口连接所述第二臂，所述第二调节装置用于改变所述第二臂的电长度。
可选地，所述第一调节装置包括第一可调旋钮，所述第一可调旋钮通过所述第一端口和所述第二端口连接所述第一臂，所述第一可调旋钮用于改变所述第一可调移相器的电长度；所述第二调节装置包括第二可调旋钮，所述第二可调旋钮通过所述第三端口和所述第四端口连接所述第二臂，所述第二可调旋钮用于改变所述第二可调移相器的电长度。
本申请的有益效果是：区别于现有技术，本申请威尔金森功分器至少包括微带线、第一臂、第二臂、电阻以及至少一个可调移相器，第一臂的一端、第二臂的一端与微带线的一端连接，第一臂的另一端通过电阻连接第二臂的另一端；第一臂和/或第二臂上设有可调移相器。其中，通过在第一臂和/或第二臂上设有可调移相器，在威尔金森功分器的设计有误差时，可以通过可调移相器调节第一臂和/或第二臂的电长度，从而调节威尔金森功分器的中心频率，进而节约生产资源。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，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是本申请威尔金森功分器的第一实施例的电路示意图；
图2是本申请威尔金森功分器的第二实施例的电路示意图；
图3是本申请威尔金森功分器的第三实施例的电路示意图；
图4是本申请威尔金森功分器的第四实施例的电路示意图。
具体实施方式
下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性的劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
功率分配器是将单路输入信号功率分成若干路输出的一种微波元件，属于微波多端口网络。功分器可分为二进制和累进制等，功率可以是等分的，也可以是不等分的。二进制功分器在实际中应用比较多，而威尔金森型(Wilkinson)功分器就是一种常见的二进制功分器。
单节变换的威尔金森型功分器工作频带较窄，在中心频率时性能较好，在频带边缘往往输入驻波比较差。由于单节λ/4阻抗变换器工作带宽为窄带，不能实现宽带功分器，因此常常采用多节阻抗变换器相级联的方式来展宽工作频带。在多节阶梯式阻抗变换器中，若各阻抗阶梯所产生的反射波彼此抵消，便可以使匹配的频带得以展宽。通常选择的枝节数越多，功分器的工作频带越宽，但是尺寸也越大，传输线的损耗也会增加，所以选择合适的枝节数是关键。
请参阅图1，图1示为本申请威尔金森功分器的第一实施例的电路示意图。本申请提供一种威尔金森功分器，其中，威尔金森功分器在微波射频领域应用非常广泛，因为二等分功分器是三端口网络，由于普通的无耗互易三端口网络不可能达到完全匹配，且输出端口间无隔离，而工程上对端口之间的隔离要求较高，因此采用混合型的功率分配器，即威尔金森型功分器。
该威尔金森功分器至少包括微带线1、第一臂2、第二臂3、电阻5以及至少一个可调移相器4，第一臂2的一端、第二臂3的一端与微带线1的一端连接，第一臂2的另一端通过电阻5连接第二臂3的另一端；第一臂2和/或第二臂3上设有可调移相器4。其中，第一臂2以及第二臂3也是一种微带线，这里为了以示与微带线1的区别，以第一臂2以及第二臂3分别命名威尔金森功分器的两个臂。
由于在第一臂2和/或第二臂3上设有可调移相器4，可以使得第一臂2和/或第二臂3的电长度相等，使第一臂2和/或第二臂3的结构对称，在各路信号经过的电长度相同时，作为输出端的第一臂2的第一分路端口21和第二臂3的第二分路端口31处于相同的电位，此时电阻5可以不消耗任何功率。
具体地，假如信号由于某种原因在第一分路端口21处发生反射，则反射信号功率一部分经过电阻5传至第二分路端口31，另一部分功率反射回输入端口，即微带线1的输入端，并在第一臂2和/或第二臂3处再度分配，重新由两臂传输至第一分路端口21和第二分路端口31。由于阻抗变换线的长度为λ/4，则两路反射信号到达第二分路端口31时的电长度相差180度，所以在第二分路端口31处，两路信号幅度相等、相位相反，彼此相消，从而实现两输出端口，也即第一分路端口21和第二分路端口31之间的相互隔离。对于任意分配比的混合型功率分配器，电阻5的隔离作用相同。
其中，电阻5起隔离信号的作用，具体地，信号从电阻5的一端开始，由于第一臂2与第二臂3左右对称，每边都是1/4波长，在信号走完这两个1/4波长后到达电阻5的另一端，但这时，在电阻5两端信号的电压正好相反，一起走了1/2个波长，可以在电阻5上被隔离消耗，这样到达另一个端口的信号就被隔离消耗，从而对信号起到了隔离的作用，所以电阻5也可以被称为隔离电阻。
其中，如图1所示，在第一臂2上增加一个可调移相器，通过可调移相器4可以调节第一臂2的电长度，则这种隔离作用将被打破，而可调移相器4改变第一臂2的电长度或第二臂3的电长度，可以调整威尔金森功分器的工作中心频率。
因此，通过在第一臂2和/或第二臂3上设有可调移相器4，在威尔金森功分器的设计有误差时，可以通过可调移相器4调节第一臂2或第二臂3的电长度，从而调节威尔金森功分器的中心频率，进而节约生产资源，并扩大了威尔金森功分器的应用范围和应用场合，例如扩展使用频段，从而形成一种新的产品。
更进一步地，威尔金森功分器还包括在第二臂3上增加一个可调移相器，以改变第一臂2的电长度和第二臂3的电长度。请参阅图2，图2示为本申请威尔金森功分器的第二实施例的电路示意图。威尔金森功分器的至少一个可调移相器4包括第一可调移相器41以及第二可调移相器42，第一臂2上设有第一可调移相器41，用于改变第一臂2的电长度；第二臂3上设有第二可调移相器42，用于改变第二臂3的电长度。
具体地，通过第一可调移相器41改变第一臂2的电长度，第二可调移相器42改变第二臂3的电长度，信号可以分别通过微带线1的输入端经由第一臂2和第二臂3，通过第一分路端口21和第二分路端口31向外输出；并且信号也可通过第一分路端口21和第二分路端口31经由第一臂2和第二臂3向微带线1输出。
更进一步地，请参阅图3，图3示为本申请威尔金森功分器的第三实施例的电路示意图。第一可调移相器41包括第一端口411、第二端口413以及第一调节装置412，第一调节装置412通过第一端口411和第二端口413连接第一臂2，第一调节装置412用于改变第一臂2的电长度；第二可调移相器42包括第三端口421、第四端口423以及第二调节装置422，第二调节装置422通过第三端口421和第四端口423连接第二臂3，第二调节装置422用于改变第二臂3的电长度。
具体地，第一调节装置412通过第一端口411和第二端口413连接第一臂2，调节第一调节装置412可以改变第一臂2的电长度；第二调节装置422通过第三端口421和第四端口423连接第二臂3，调节第二调节装置422可以改变第二臂3的电长度。调节第一臂2的电长度和第二臂3的电长度，即可调节威尔金森功分器的中心频率，进而节约生产资源，扩大威尔金森功分器的应用范围和应用场合。
更进一步地，请参阅图4，图4示为本申请威尔金森功分器的第三实施例的电路示意图。第一调节装置412包括第一可调旋钮4121，第一可调旋钮4121通过第一端口411和第二端口413连接第一臂2，第一可调旋钮4121用于改变第一可调移相器41的电长度；第二调节装置422包括第二可调旋钮4221，第二可调旋钮4221通过第三端口421和第四端口423连接第二臂3，第二可调旋钮4221用于改变第二可调移相器42的电长度。
具体地，如图4所示，第一可调旋钮4121可以嵌于第一调节装置412上，第二可调旋钮4221可以嵌于第二调节装置422上，通过调节第一可调旋钮4121可以调节第一可调移相器41的电长度，进而调节第一臂2的电长度；通过第二可调旋钮4221可以调节第二可调移相器42的电长度，进而调节第二臂3的电长度，从而调节威尔金森功分器的中心频率。
为解决上述技术问题，本申请采用的另一技术方案是：提供一种PCB板，如图1所示，该PCB板设置有微带线1、第一臂2、第二臂3、电阻5以及至少一个可调移相器4，第一臂2的一端、第二臂3的一端与微带线1的一端连接；第一臂2的另一端通过电阻5连接第二臂3的另一端；第一臂2和/或第二臂3上设有可调移相器4。
其中，可调移相器4用于改变第一臂2的电长度和/或第二臂3的电长度，以调整威尔金森功分器的工作中心频率。
基于PCB工艺所提出的威尔金森功分器，具备结构紧凑、易于加工的特点，因此具有优良的射频性能，尽管因为可调移相器4的设置，该威尔金森功分器在物理结构上并不完全对称，但显示出较好的路间一致性，即第一分路端口21和第二分路端口31处于相同的电位，可以通过可调移相器4调节第一臂2和/或第二臂3的电长度，因此可以调节威尔金森功分器的中心频率。
在PCB板上更具备布局的灵活性，比如还可多层扩展其他部件的设计，具体此处不做限制。
在需要可调移相器4调节第一臂2和第二臂3的电长度时，如图2所示，至少一个可调移相器4至少包括第一可调移相器41以及第二可调移相器42，第一臂2上设有第一可调移相器41，用于改变第一臂2的电长度；第二臂3上设有第二可调移相器42，用于改变第二臂3的电长度。
如图3所示，第一可调移相器41包括第一端口411、第二端口413以及第一调节装置412，第一调节装置412通过第一端口411和第二端口413连接第一臂2，第一调节装置412用于改变第一臂2的电长度。
第二可调移相器42包括第三端口421、第四端口423以及第二调节装置422，第二调节装置422通过第三端口421和第四端口423连接第二臂3，第二调节装置422用于改变第二臂3的电长度。
具体地，更进一步地，如图4所示，第一调节装置412包括第一可调旋钮4121，第一可调旋钮4121通过第一端口411和第二端口413连接第一臂2，第一可调旋钮4121用于改变第一可调移相器41的电长度；第二调节装置422包括第二可调旋钮4221，第二可调旋钮4221通过第三端口421和第四端口423连接第二臂3，第二可调旋钮4221用于改变第二可调移相器42的电长度。
以上仅为本申请的实施例，并非因此限制本申请的专利范围，凡是利用本申请说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本申请的专利保护范围内。
Claims (10)
1.一种威尔金森功分器，其特征在于，所述威尔金森功分器至少包括微带线、第一臂、第二臂、电阻以及至少一个可调移相器，所述第一臂的一端、所述第二臂的一端与所述微带线的一端连接，所述第一臂的另一端通过所述电阻连接所述第二臂的另一端；所述第一臂和/或所述第二臂上设有所述可调移相器。
2.根据权利要求1所述威尔金森功分器，其特征在于，所述可调移相器用于改变所述第一臂的电长度和/或所述第二臂的电长度，以调整所述威尔金森功分器的工作中心频率。
3.根据权利要求2所述威尔金森功分器，其特征在于，所述至少一个可调移相器包括第一可调移相器以及第二可调移相器，所述第一臂上设有所述第一可调移相器，用于改变所述第一臂的电长度；所述第二臂上设有所述第二可调移相器，用于改变所述第二臂的电长度。
4.根据权利要求3所述威尔金森功分器，其特征在于，
所述第一可调移相器包括第一端口、第二端口以及第一调节装置，所述第一调节装置通过所述第一端口和所述第二端口连接所述第一臂，所述第一调节装置用于改变所述第一臂的电长度；
所述第二可调移相器包括第三端口、第四端口以及第二调节装置，所述第二调节装置通过所述第三端口和所述第四端口连接所述第二臂，所述第二调节装置用于改变所述第二臂的电长度。
5.根据权利要求4所述威尔金森功分器，其特征在于，所述第一调节装置包括第一可调旋钮，所述第一可调旋钮通过所述第一端口和所述第二端口连接所述第一臂，所述第一可调旋钮用于改变所述第一可调移相器的电长度；所述第二调节装置包括第二可调旋钮，所述第二可调旋钮通过所述第三端口和所述第四端口连接所述第二臂，所述第二可调旋钮用于改变所述第二可调移相器的电长度。
6.一种PCB板，其特征在于，所述PCB板设置有微带线、第一臂、第二臂、电阻以及至少一个可调移相器，所述第一臂的一端、所述第二臂的一端与所述微带线的一端连接；所述第一臂的另一端通过所述电阻连接所述第二臂的另一端；所述第一臂和/或所述第二臂上设有可调移相器。
7.根据权利要求6所述PCB板，其特征在于，所述可调移相器用于改变所述第一臂的电长度和/或所述第二臂的电长度，以调整所述威尔金森功分器的工作中心频率。
8.根据权利要求7所述PCB板，其特征在于，所述至少一个可调移相器至少包括第一可调移相器以及第二可调移相器，所述第一臂上设有所述第一可调移相器，用于改变第一臂的电长度；所述第二臂上设有所述第二可调移相器，用于改变第二臂的电长度。
9.根据权利要求8所述PCB板，其特征在于，
所述第一可调移相器包括第一端口、第二端口以及第一调节装置，所述第一调节装置通过所述第一端口和所述第二端口连接所述第一臂，所述第一调节装置用于改变所述第一臂的电长度；
所述第二可调移相器包括第三端口、第四端口以及第二调节装置，所述第二调节装置通过所述第三端口和所述第四端口连接所述第二臂，所述第二调节装置用于改变所述第二臂的电长度。
10.根据权利要求9所述PCB板，其特征在于，所述第一调节装置包括第一可调旋钮，所述第一可调旋钮通过所述第一端口和所述第二端口连接所述第一臂，所述第一可调旋钮用于改变所述第一可调移相器的电长度；
所述第二调节装置包括第二可调旋钮，所述第二可调旋钮通过所述第三端口和所述第四端口连接所述第二臂，所述第二可调旋钮用于改变所述第二可调移相器的电长度。
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| CN116093571A (zh) * | 2023-01-13 | 2023-05-09 | 中信科移动通信技术股份有限公司 | 低互耦不等功分器及基站天线 |
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Legal Events
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| PB01 | Publication | ||
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| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication | ||
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