CN115084820A - 一种超宽带功分器 - Google Patents
一种超宽带功分器 Download PDFInfo
- Publication number
- CN115084820A CN115084820A CN202210867302.3A CN202210867302A CN115084820A CN 115084820 A CN115084820 A CN 115084820A CN 202210867302 A CN202210867302 A CN 202210867302A CN 115084820 A CN115084820 A CN 115084820A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- isolation resistor
- resistor
- power divider
- ultra
- stage isolation
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 238000002955 isolation Methods 0.000 claims abstract description 71
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 claims abstract description 20
- 239000010409 thin film Substances 0.000 claims abstract description 8
- 239000010931 gold Substances 0.000 claims description 11
- PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N gold Chemical group [Au] PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 10
- 229910052737 gold Inorganic materials 0.000 claims description 10
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims description 6
- MZLGASXMSKOWSE-UHFFFAOYSA-N tantalum nitride Chemical group [Ta]#N MZLGASXMSKOWSE-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 239000010453 quartz Substances 0.000 claims description 3
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N silicon dioxide Inorganic materials O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 230000010354 integration Effects 0.000 abstract description 2
- 238000004088 simulation Methods 0.000 description 12
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 2
- 238000011161 development Methods 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 239000000463 material Substances 0.000 description 2
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 239000010408 film Substances 0.000 description 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 238000005245 sintering Methods 0.000 description 1
- 230000009466 transformation Effects 0.000 description 1
- 238000012795 verification Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- 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
- H01P5/18—Conjugate devices, i.e. devices having at least one port decoupled from one other port consisting of two coupled guides, e.g. directional couplers
- H01P5/184—Conjugate devices, i.e. devices having at least one port decoupled from one other port consisting of two coupled guides, e.g. directional couplers the guides being strip lines or microstrips
Landscapes
- Non-Reversible Transmitting Devices (AREA)
Abstract
本发明提供一种超宽带功分器，该功分器包括输入端口、两个匹配电阻、两个对称结构的传输线、第一级隔离电阻、第二级隔离电阻、第三级隔离电阻和第四级隔离电阻，所述输入端口的两侧各自分别通过一个匹配电阻连接一个传输线，第一级隔离电阻、第二级隔离电阻、第三级隔离电阻和第四级隔离电阻依次连接在两个传输线之间。本发明采用薄膜电路，具有高集成度、小体积、高线条精度、提供优异的元器件性能、优异的温度稳定特性以及频率特性使用频率高至毫米波等优点。
Description
技术领域
本发明涉及功分器领域，尤其是涉及一种超宽带功分器。
背景技术
随着科技的发展，无线通信和雷达系统得到了更广泛的应用，对射频电路的要求也越来越高。特别是现在超宽带通信系统的发展对超宽带射频器件的要求越来越高，功分器是将信号的功率分成两路或者多路的器件，根据输出端口的功率大小可分成等分或者不等分功率分配器，并且可分成两路或者多路。
现在行业内使用的功分器大多都是威尔金森功分器，具有结构简单，隔离度高的特点。但是单结变换的威尔金森功分器带宽较窄，无法满足现在日益发展的超宽带系统要求。多级威尔金森功分器可实现宽带功分器，但是由于引入太多四分之一波长传输线，体积大大增加，不利于产品小型化。
发明内容
本发明的目的在于：针对现有技术存在的问题，提供一种超宽带功分器，解决了现有技术中功分器带宽有限的问题，此功分器工作频带为10MHz～50GHz，可有效解决超宽带雷达系统，仪器仪表等领域中功分器带宽问题。
本发明的发明目的通过以下技术方案来实现：
一种超宽带功分器，该功分器包括输入端口、两个匹配电阻、两个对称结构的传输线、第一级隔离电阻、第二级隔离电阻、第三级隔离电阻和第四级隔离电阻，所述输入端口的两侧各自分别通过一个匹配电阻连接一个传输线，第一级隔离电阻、第二级隔离电阻、第三级隔离电阻和第四级隔离电阻依次连接在两个传输线之间。
作为进一步的技术方案，该功分器的电路为薄膜电路形式：基板材料为石英，薄膜电阻为标准方阻为50Ω的氮化钽，微带线为金，金层厚度为5um。
作为进一步的技术方案，所述的输入端口金层尺寸为0.11mm×0.6mm。
作为进一步的技术方案，所述的匹配电阻为标准方阻，尺寸为0.05mm×0.05mm，匹配电阻距离功分器上边为0.2mm。
作为进一步的技术方案，两个对称结构的传输线通过线宽将其分为两段，第一段线宽为0.17mm，长度为0.81mm，第二段线宽为0.24mm，长度为4.73mm。
作为进一步的技术方案，所述的第一级隔离电阻尺寸为上底0.23mm×下底0.24mm×高0.06mm，第一级隔离电阻和匹配电阻距离为0.92mm；
作为进一步的技术方案，所述的第二级隔离电阻尺寸为上底0.29mm×下底0.30mm×高0.06mm，第二级隔离电阻和第一级隔离电阻距离为0.56mm。
作为进一步的技术方案，所述的第三级隔离电阻尺寸为上底0.35mm×下底0.36mm×高0.06mm，第二级隔离电阻和第三级隔离电阻的距离为0.68mm。
作为进一步的技术方案，所述的第四级隔离电阻尺寸为上底0.41mm×下底0.42mm×高0.06mm，第三级隔离电阻和第四级隔离电阻距离为0.67mm。
与现有技术相比，本发明采用薄膜电路，具有高集成度、小体积、高线条精度、提供优异的元器件性能、优异的温度稳定特性以及频率特性使用频率高至毫米波等优点。
附图说明
图1为本发明功分器形式图；
图2为本发明尺寸图；
图3为本发明仿真模型图；
图4为本发明损耗、隔离度仿真结果图；
图5为本发明驻波仿真结果图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。
实施例
本实施例提供一种超宽带功分器，用于解决超宽带系统中功率分配问题，本发明通过以下技术方案予以实现：如图1所示，该功分器包括输入端口1，两个匹配电阻4、5，两个对称结构的传输线6、7，第一级隔离电阻8，第二级隔离电9，第三级隔离电阻10和第四级隔离电阻11。输入端口1的两侧各自分别通过一个匹配电阻连接一个传输线.第一级隔离电阻8、第二级隔离电阻9、第三级隔离电阻10和第四级隔离电阻11依次连接在两个传输线之间。从输入端口1进入的射频信号通过匹配电阻4、5将信号匹配至传输线6、7上，再通过四级隔离电阻8、9、10、11实现功分器端口的最佳匹配以及各个端口的输出隔离，最终将信号均分至端口2和端口3。该超宽带功分器在实现性能的同时，有效的减小了功分器尺寸。
现结合实例、附图对本发明做进一步描述：
超宽带功分器如图1所示，电路采用薄膜电路形式，基板材料为石英(SiO2，Er＝3.8)，薄膜电阻为氮化钽(TaN)，微带线为金(Au)。
超宽带功分器正面结构尺寸如图2所示，基板材料尺寸为3mm×5.3mm×0.127mm；金层厚度为5um，输入端口1传输线金层尺寸为0.11mm×0.6mm，传输线6和传输线7为对称结构，具体尺寸参照图2所示，通过线宽可将其分为两段，第一段线宽为0.17mm，长度为0.81mm，第二段线宽为0.24mm，长度为4.73mm；基板背面全镀金，金层厚度5um，用于基片烧结或粘接；薄膜电阻为标准方阻为50Ω的氮化钽，匹配电阻4和匹配电阻5为标准方阻，尺寸0.05mm×0.05mm，匹配电阻距离功分器上边为0.2mm；隔离电阻均为梯形结构，第一级隔离电阻8尺寸为上底0.23mm×下底0.24mm×高0.06mm，第二级隔离电阻8尺寸为上底0.29mm×下底0.30mm×高0.06mm，第三级隔离电阻8尺寸为上底0.35mm×下底0.36mm×高0.06mm，第四级隔离电阻8尺寸为上底0.41mm×下底0.42mm×高0.06mm，第一级隔离电阻和匹配电阻距离为0.92mm，第二级隔离电阻和第一级隔离电阻距离为0.56mm，第二级隔离电阻和第三级隔离电阻的距离为0.68mm，第三级隔离电阻和第四级隔离电阻距离为0.67mm。
本发明通过在HFSS软件里进行建模仿真进行验证，首先在HFSS里建好仿真工程，设置单位为mm后进行画图操作，为提高画图效率可直接导入一个已经画好的CAD图，再设置好各个器件的材料后模型就算建立完成，仿真模型如图3所示；再将端口设置为50欧姆阻抗后就可进行仿真设置，将仿真频率设置为我们需要的频率后开始仿真。本发明经过仿真实验证明可行。仿真结果在10MHz～50GHz时，损耗＜2dB，隔离度在10dB左右，仿真结果如图4所示。驻波＜1.5dB，仿真结果如图5所示。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，应当指出的是，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (9)
1.一种超宽带功分器，其特征在于，该功分器包括输入端口、两个匹配电阻、两个对称结构的传输线、第一级隔离电阻、第二级隔离电阻、第三级隔离电阻和第四级隔离电阻，所述输入端口的两侧各自分别通过一个匹配电阻连接一个传输线，第一级隔离电阻、第二级隔离电阻、第三级隔离电阻和第四级隔离电阻依次连接在两个传输线之间。
2.根据权利要求1所述的一种超宽带功分器，其特征在于，该功分器的电路为薄膜电路形式：基板材料为石英，薄膜电阻为标准方阻为50Ω的氮化钽，微带线为金，金层厚度为5um。
3.根据权利要求2所述的一种超宽带功分器，其特征在于，所述的输入端口金层尺寸为0.11mm×0.6mm。
4.根据权利要求2所述的一种超宽带功分器，其特征在于，所述的匹配电阻为标准方阻，尺寸为0.05mm×0.05mm，匹配电阻距离功分器上边为0.2mm。
5.根据权利要求2所述的一种超宽带功分器，其特征在于，两个对称结构的传输线通过线宽将其分为两段，第一段线宽为0.17mm，长度为0.81mm，第二段线宽为0.24mm，长度为4.73mm。
6.根据权利要求4所述的一种超宽带功分器，其特征在于，所述的第一级隔离电阻尺寸为上底0.23mm×下底0.24mm×高0.06mm，第一级隔离电阻和匹配电阻距离为0.92mm。
7.根据权利要求6所述的一种超宽带功分器，其特征在于，所述的第二级隔离电阻尺寸为上底0.29mm×下底0.30mm×高0.06mm，第二级隔离电阻和第一级隔离电阻距离为0.56mm。
8.根据权利要求7所述的一种超宽带功分器，其特征在于，所述的第三级隔离电阻尺寸为上底0.35mm×下底0.36mm×高0.06mm，第二级隔离电阻和第三级隔离电阻的距离为0.68mm。
9.根据权利要求8所述的一种超宽带功分器，其特征在于，所述的第四级隔离电阻尺寸为上底0.41mm×下底0.42mm×高0.06mm，第三级隔离电阻和第四级隔离电阻距离为0.67mm。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202210867302.3A CN115084820B (zh) | 2022-07-22 | 2022-07-22 | 一种超宽带功分器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202210867302.3A CN115084820B (zh) | 2022-07-22 | 2022-07-22 | 一种超宽带功分器 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN115084820A true CN115084820A (zh) | 2022-09-20 |
| CN115084820B CN115084820B (zh) | 2024-07-19 |
Family
ID=83243797
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202210867302.3A Active CN115084820B (zh) | 2022-07-22 | 2022-07-22 | 一种超宽带功分器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN115084820B (zh) |
Citations (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5467063A (en) * | 1993-09-21 | 1995-11-14 | Hughes Aircraft Company | Adjustable microwave power divider |
| CN103259072A (zh) * | 2013-04-27 | 2013-08-21 | 北京邮电大学 | 基于指数渐变的超宽带功分器 |
| CN204167456U (zh) * | 2014-11-12 | 2015-02-18 | 南京长峰航天电子科技有限公司 | 超宽带功分器 |
| CN105244583A (zh) * | 2015-10-21 | 2016-01-13 | 电子科技大学 | 一种新型的超带宽微带威尔金森功分器 |
| CN108376820A (zh) * | 2018-01-31 | 2018-08-07 | 杭州电子科技大学 | 一种功分器的设计方法 |
| CN113285200A (zh) * | 2021-05-28 | 2021-08-20 | 深圳振华富电子有限公司 | 一种超宽带功分器 |
| CN114421113A (zh) * | 2022-01-19 | 2022-04-29 | 郝艺益 | 一种低损耗、高隔离度一分八功分器 |
| CN114497958A (zh) * | 2021-12-23 | 2022-05-13 | 中国航天科工集团八五一一研究所 | 一种基于渐变带状线的超宽带8路威尔金森功分器 |
-
2022
- 2022-07-22 CN CN202210867302.3A patent/CN115084820B/zh active Active
Patent Citations (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5467063A (en) * | 1993-09-21 | 1995-11-14 | Hughes Aircraft Company | Adjustable microwave power divider |
| CN103259072A (zh) * | 2013-04-27 | 2013-08-21 | 北京邮电大学 | 基于指数渐变的超宽带功分器 |
| CN204167456U (zh) * | 2014-11-12 | 2015-02-18 | 南京长峰航天电子科技有限公司 | 超宽带功分器 |
| CN105244583A (zh) * | 2015-10-21 | 2016-01-13 | 电子科技大学 | 一种新型的超带宽微带威尔金森功分器 |
| CN108376820A (zh) * | 2018-01-31 | 2018-08-07 | 杭州电子科技大学 | 一种功分器的设计方法 |
| CN113285200A (zh) * | 2021-05-28 | 2021-08-20 | 深圳振华富电子有限公司 | 一种超宽带功分器 |
| CN114497958A (zh) * | 2021-12-23 | 2022-05-13 | 中国航天科工集团八五一一研究所 | 一种基于渐变带状线的超宽带8路威尔金森功分器 |
| CN114421113A (zh) * | 2022-01-19 | 2022-04-29 | 郝艺益 | 一种低损耗、高隔离度一分八功分器 |
Non-Patent Citations (2)
| Title |
|---|
| SAHAR SALEH; ASEM ALZOUBI; MOHAMMED BATAINEH: "Compact UWB Unequal Split Wilkinson Power Divider Using Nonuniform Transmission Lines", 2018 INTERNATIONAL CONFERENCE ON COMPUTER, CONTROL, ELECTRICAL, AND ELECTRONICS ENGINEERING (ICCCEEE) * |
| 姜凤霞: "微波毫米波宽带多路功分器研究", 中国优秀硕士学位论文全文数据库 信息科技辑 * |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN115084820B (zh) | 2024-07-19 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN112018482B (zh) | 基于阶梯阻抗多模谐振器的超宽带滤波功率分配器 | |
| CN110311203B (zh) | 具有宽带共模抑制的非平衡到平衡滤波功分器 | |
| US20110115558A1 (en) | Dual band high frequency amplifier using composite right/left handed transmission line | |
| CN105789802B (zh) | 一种基于新型互联结构的超宽带巴伦 | |
| CN114976547B (zh) | 微带线耦合器、射频模块及印刷电路板 | |
| CN108736120B (zh) | 一种基于表面贴电阻型的半模基片集成波导衰减器 | |
| CN105226367A (zh) | 加载延时线的高方向性微带线定向耦合器 | |
| CN100435409C (zh) | 超宽带微带滤波器 | |
| CN115084820B (zh) | 一种超宽带功分器 | |
| CN112864565A (zh) | 一种宽带高隔离度的威尔金森功分器 | |
| CN111403882A (zh) | 超宽带一分四功分器 | |
| CN216413228U (zh) | 超宽带功分器 | |
| CN112751151B (zh) | 一种高性能小型化定向耦合器芯片 | |
| CN202058840U (zh) | 一种三角形开路环耦合带通滤波器 | |
| CN205564937U (zh) | 一种氧化铍陶瓷基板80瓦20dB衰减片 | |
| CN113037241A (zh) | 衰减器芯片 | |
| CN204303952U (zh) | 一种基于环形谐振器的双模巴伦带通滤波器 | |
| CN113782937A (zh) | 低插损小型化高频率比的毫米波双频段功分器及设计方法 | |
| CN110137653B (zh) | 一种低插损威尔金森功分器 | |
| CN215010191U (zh) | 衰减器芯片 | |
| CN214900815U (zh) | 衰减器芯片 | |
| CN105762450A (zh) | 一种基于环形谐振器的双模巴伦带通滤波器 | |
| CN205319277U (zh) | 一种4GHz功率200瓦20dB的厚膜电路衰减片 | |
| CN215816342U (zh) | 低插损小型化高频率比的毫米波双频段功分器 | |
| CN216251062U (zh) | 一种低损耗超宽带功分器 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant |