CN115360492B - 一种一分七功分器 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种一分七功分器，包括：输入端口、功分器主体、电路板、七个输出端口和功分器壳体，电路板设置在功分器主体上；其中，电路板上设置有输入电路、第一级输出功率比为2：3：2的一分三功分器、级间连接电路、第二级第一个一分二功分器、第二级一分三功分器、第二级第二个一分二功分器和七路输出电路；一分七功分器电路以共面波导电路为主，接地共面波导电路为辅；级间连接电路、每路分支线电路和七路输出电路的长度均为中心频率的四分之一波长；由此，该一分七功分器由第一级输出功率比为2:3:2的一分三功分器、第二级一分三功分器和两个第二级一分二功分器级联而成，增强了输出端口隔离度和匹配度、电路的可靠性和输出相位一致性。
Description
技术领域
本发明涉及电子信息技术领域，尤其涉及一种一分七功分器。
背景技术
功分器是一种将一路输入信号分成两路或多路相等或不相等能量输出的器件，其中，比较常用的为等分的功分器，即各个支路端口分配到的信号相同(包括幅度、相位等)。
相关技术中的一分七功分器，将现有的一分二功分器和一分三功分器连接在一起，但一分七功分器七个输出端口的输出幅度不相等、输出相位不相等的问题，限制了一分七功分器的应用。
目前一分七功分器电路设计，在传输损耗、反射损耗、输出端口隔离度及匹配度和电路可靠性方面还存在改进的空间。
发明内容
本发明提供一种一分七功分器，以解决相关技术中一分七功分器电路设计在输出幅度不相等、输出相位不相等、端口隔离度和匹配度差、传输损耗大和可靠性低等方面的问题。
根据本发明实施例的一分七功分器，所述一分七功分器包括：输入端口、功分器主体、电路板、七个输出端口和功分器壳体，所述电路板设置在所述功分器主体上；其中，所述电路板上设置有输入电路、第一级输出功率比为2：3：2的一分三功分器、级间连接电路、第二级第一个一分二功分器、第二级一分三功分器、第二级第二个一分二功分器和七路输出电路；所述级间连接电路包括第一路级间连接电路、第二路级间连接电路和第三路级间连接电路；所述输入电路的一端连接输入端口，另一端连接第一级输出功率比为2：3：2的一分三功分器；所述第一级输出功率比为2：3：2的一分三功分器包括述输出功率的比例系数为2的第一分支线电路和第三分支线电路、输出功率的比例系数为3的第二分支线电路，其中，所述输出功率的比例系数为2的第一分支线电路和第三分支线电路，通过所述第一路级间连接电路和所述第三路级间连接电路分别连接所述两个第二级一分二功分器；所述输出功率的比例系数为3的第二分支线电路通过所述第二路级间连接电路连接所述第二级一分三功分器；所述第二级第一个一分二功分器的输入端与所述第一路级间连接电路的一端连接，所述第二级第一个一分二功分器的两个输出电路分别连接所述一分七功分器的第一输出端口和第二输出端口；所述第二级一分三功分器的输入端与所述第二路级间连接电路的一端连接，所述第二级一分三功分器的三路输出电路的功率等分，所述第二级一分三功分器的三个输出电路分别连接所述一分七功分器的第三输出端口、第四输出端口和第五输出端口；所述第二级第二个一分二功分器的输入端与所述第三路级间连接电路的一端连接，所述第二级第二个一分二功分器的两个输出电路分别连接所述一分七功分器的第六输出端口和第七输出端口；所述一分七功分器的所述级间连接电路、每路分支线电路和所述七路输出电路的长度均为中心频率的四分之一波长。
根据本发明的一个实施例，所述一分七功分器的输入端口通过所述输入电路连接所述第一级输出功率比为2：3：2的一分三功分器的输入端，所述输入电路的阻抗为50欧姆，所述输入电路应用接地共面波导电路；所述输入电路的长度的范围为2-3mm。
根据本发明的一个实施例，所述第一级输出功率比2：3：2一分三功分器的所述第一路分支线和所述第三路分支线的输入阻抗为175欧姆，输出阻抗为75欧姆，所述第二路分支线的输入阻抗为116.67欧姆，输出阻抗为50欧姆；所述分支线电路应用共面波导电路。
根据本发明的一个实施例，所述第一路级间连接电路的一端连接所述第一级输出功率比为2：3：2的一分三功分器的第一分支线电路的输出端，另一端连接所述第二级第一个一分二功分器的输入端，所述第一路级间连接电路的阻抗为75欧姆；所述第三路级间连接电路的一端连接所述第一级输出功率比为2：3：2的一分三功分器的第三分支线电路的输出端，另一端连接所述第二级第二个一分二功分器的输入端，所述第三路级间连接电路的阻抗为75欧姆；所述第二路级间连接电路的一端连接所述第一级输出功率比为2：3：2的一分三功分器的第二分支线电路的输出端，另一端连接所述第二级一分三功分器的输入端，所述第二路级间连接电路的阻抗为50欧姆；所述第一路、第三路级间连接电路应用共面波导电路，所述第二路级间连接电路应用接地共面波导电路。
根据本发明的一个实施例，所述第二级第一个一分二功分器和所述第二级第二个一分二功分器的输入阻抗为75欧姆，所述第二级第一个一分二功分器和所述第二级第二个一分二功分器的各两路分支线输入阻抗为150欧姆，所述分支线输出阻抗为50欧姆，所述第一输出端口连接第一输出电路、第二输出端口连接第二输出电路、第六输出端口连接第六输出电路、第七输出端口连接第七输出电路。
根据本发明的一个实施例，所述第二级一分三功分器的输入阻抗为50欧姆，所述第二级一分三功分器的三路分支线的输入阻抗均为150欧姆，所述第二级一分三功分器的三路分支线的输出阻抗均为50欧姆，所述第三输出端口连接第三输出电路、所述第四输出端口连接第四输出电路、所述第五输出端口连接第五输出电路。
根据本发明的一个实施例，所述第一级输出功率比为2：3：2的一分三功分器的所述每路分支线电路上设置有一节传输线电路，所述传输线电路的输出端与隔离电阻的一端连接，所述隔离电阻的另一端与公共点连接，所述第一分支线电路和所述第三分支线电路上与传输线电路连接的隔离电阻的阻值相等，且不同于第二分支线电路上与传输线电路连接的隔离电阻的阻值。
根据本发明的一个实施例，所述第二级一分三功分器的所述三个隔离电阻的阻值相等，所述隔离电阻焊接在电路板的底层电路上，所述隔离电阻的一端与所述公共点连接，所述隔离电阻的另一端通过垂直互联电路与所述电路板的顶层电路连接；其中，所述垂直互联电路设置在所述共面波导传输线输出端中间位置。
本发明的实施例提供的技术方案至少带来以下有益效果：
本发明提供一种一分七功分器，该一分七功分器包括：输入端口、功分器主体、电路板、七个输出端口和功分器壳体，电路板设置在功分器主体上；其中，电路板上设置有输入电路、第一级输出功率比为2：3：2的一分三功分器、级间连接电路、第二级第一个一分二功分器、第二级一分三功分器、第二级第二个一分二功分器和七路输出电路；级间连接电路包括第一路级间连接电路、第二路级间连接电路和第三路级间连接电路；输入电路的一端连接输入端口，另一端连接第一级输出功率比为2：3：2的一分三功分器；第一级输出功率比为2：3：2的一分三功分器包括述输出功率的比例系数为2的第一分支线电路和第三分支线电路、输出功率的比例系数为3的第二分支线电路，其中，输出功率的比例系数为2的第一分支线电路和第三分支线电路，通过第一路级间连接电路和第三路级间连接电路分别连接两个第二级一分二功分器；输出功率的比例系数为3的第二分支线电路通过第二路级间连接电路连接第二级一分三功分器；第二级第一个一分二功分器的输入端与第一路级间连接电路的一端连接，第二级第一个一分二功分器的两个输出电路分别连接一分七功分器的第一输出端口和第二输出端口；第二级一分三功分器的输入端与第二路级间连接电路的一端连接，第二级一分三功分器的三路输出电路的功率等分，第二级一分三功分器的三个输出电路分别连接一分七功分器的第三输出端口、第四输出端口和第五输出端口；第二级第二个一分二功分器的输入端与第三路级间连接电路的一端连接，第二级第二个一分二功分器的两个输出电路分别连接一分七功分器的第六输出端口和第七输出端口；一分七功分器的级间连接电路、每路分支线电路和七路输出电路的长度均为中心频率的四分之一波长，从而减小了传输损耗、增强了电路板的机械强度、增强了输出端口隔离度及匹配度、电路的可靠性和输出相位一致性。
应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本发明。
附图说明
此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本发明的实施例，并与说明书一起用于解释本发明的原理，并不构成对本发明的不当限定。
图1是根据一示例性实施例所示出的一分七功分器的结构图；
图2是根据一示例性实施例所示出的一分七功分器的线路板顶层电路图；
图3是根据一示例性实施例所示出的一分七功分器的线路板底层电路图；
图4是根据一示例性实施例所示出的一分七功分器的仿真原理图；
图5是根据一示例性实施例所示出的一分七功分器的仿真电路图；
图6是根据一示例性实施例所示出的一分七功分器的插入损耗仿真结果图；
图7是根据一示例性实施例所示出的一分七功分器的输出端口隔离度仿真结果图；
图8是根据一示例性实施例所示出的一分七功分器的端口反射仿真结果图；
图9是根据一示例性实施例所示出的一分七功分器的传输相位仿真结果图；
图10是根据一示例性实施例所示出的一分七功分器的第一级输出功率比为2：3：2的一分三功分器的三路分支线输出端电压仿真结果图。
具体实施方式
为了使本领域普通人员更好地理解本发明的技术方案，下面将结合附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。
需要说明的是，本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本发明的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本发明相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本发明的一些方面相一致的装置和方法的例子。
下面结合附图，对本发明实施例提供的一分七功分器进行详细说明。
功分器是一种将一路输入信号分成两路或多路相等或不相等能量输出的器件，其中，比较常用的为等分的功分器，即各个支路端口分配到的信号相同(包括幅度、相位等)。
相关技术中的一分七功分器，将现有的一分二功分器和一分三功分器连接在一起，但存在以下问题：不仅微带电路难以实现一分七功分器所需要的阻抗，而且连接的一分三功分器比一分二功分器多一节阻抗变换传输线电路，导致一分七功分器的输出幅度不相等、输出相位不相等，且输出端口的隔离度差，限制了一分七功分器的应用。
目前一分七功分器电路设计，在传输损耗、反射损耗、输出端口隔离度及匹配度和电路可靠性方面还存在改进的空间。
为此，本发明提出了一种能够减小传输损耗、增强电路板的机械强度、增强输出端口隔离度及匹配度、增强电路的可靠性的一分七功分器。
本发明实施例的一分七功分器包括：输入端口、功分器主体、电路板、七个输出端口和功分器壳体。
其中，功分器壳体用于罩住功分器主体，以实现对功分器主体的保护。电路板设置在功分器主体上；其中，电路板上设置有输入电路、第一级输出功率比为2：3：2的一分三功分器、级间连接电路、第二级第一个一分二功分器、第二级一分三功分器、第二级第二个一分二功分器和七路输出电路；级间连接电路包括第一路级间连接电路、第二路级间连接电路和第三路级间连接电路；输入电路的一端连接输入端口，另一端连接第一级输出功率比为2：3：2的一分三功分器；第一级输出功率比为2：3：2的一分三功分器包括述输出功率的比例系数为2的第一分支线电路和第三分支线电路、输出功率的比例系数为3的第二分支线电路，其中，输出功率的比例系数为2的第一分支线电路和第三分支线电路，通过第一路级间连接电路和第三路级间连接电路分别连接两个第二级一分二功分器；输出功率的比例系数为3的第二分支线电路通过第二路级间连接电路连接第二级一分三功分器；第二级第一个一分二功分器的输入端与第一路级间连接电路的一端连接，第二级第一个一分二功分器的两个输出电路分别连接一分七功分器的第一输出端口和第二输出端口；第二级一分三功分器的输入端与第二路级间连接电路的一端连接，第二级一分三功分器的三路输出电路的功率等分，第二级一分三功分器的三个输出电路分别连接一分七功分器的第三输出端口、第四输出端口和第五输出端口；第二级第二个一分二功分器的输入端与第三路级间连接电路的一端连接，第二级第二个一分二功分器的两个输出电路分别连接一分七功分器的第六输出端口和第七输出端口；一分七功分器的级间连接电路、每路分支线电路和七路输出电路的长度均为中心频率的四分之一波长，从而减小了传输损耗、增强了电路板的机械强度、增强了输出端口隔离度及匹配度、电路的可靠性和输出相位一致性。
图1是根据一示例性实施例所示出的一分七功分器的结构图。
如图1所示，一分七功分器包括：输入端口、功分器主体、电路板、七个输出端口和功分器壳体，电路板设置在功分器主体上，功分器壳体罩于功分器本体上，用于保护功分器本体；其中，电路板上设置有输入电路、第一级输出功率比为2：3：2的一分三功分器、级间连接电路、第二级第一个一分二功分器、第二级一分三功分器、第二级第二个一分二功分器和七路输出电路；级间连接电路包括第一路级间连接电路、第二路级间连接电路和第三路级间连接电路；输入电路的一端连接输入端口，另一端连接第一级输出功率比为2：3：2的一分三功分器；第一级输出功率比为2：3：2的一分三功分器包括述输出功率的比例系数为2的第一分支线电路和第三分支线电路、输出功率的比例系数为3的第二分支线电路，其中，输出功率的比例系数为2的第一分支线电路和第三分支线电路，通过第一路级间连接电路和第三路级间连接电路分别连接两个第二级一分二功分器；输出功率的比例系数为3的第二分支线电路通过第二路级间连接电路连接第二级一分三功分器；第二级第一个一分二功分器的输入端与第一路级间连接电路的一端连接，第二级第一个一分二功分器的两个输出电路分别连接一分七功分器的第一输出端口和第二输出端口；第二级一分三功分器的输入端与第二路级间连接电路的一端连接，第二级一分三功分器的三路输出电路的功率等分，第二级一分三功分器的三个输出电路分别连接一分七功分器的第三输出端口、第四输出端口和第五输出端口；第二级第二个一分二功分器的输入端与第三路级间连接电路的一端连接，第二级第二个一分二功分器的两个输出电路分别连接一分七功分器的第六输出端口和第七输出端口；一分七功分器的级间连接电路、每路分支线电路和七路输出电路的长度均为中心频率的四分之一波长。
其中，一分七功分器的输入端口通过输入电路连接第一级输出功率比为2：3：2的一分三功分器的输入端，输入电路的阻抗为50欧姆，输入电路应用接地共面波导电路；输入电路的长度的范围为2-3mm。
其中，第一级输出功率比2：3：2一分三功分器的第一路分支线和第三路分支线的输入阻抗为175欧姆，输出阻抗为75欧姆，第二路分支线的输入阻抗为116.67欧姆，输出阻抗为50欧姆；分支线电路应用共面波导电路(该共面波导电路包括常规共面波导电路和接地共面波导电路，优选地使用常规共面波导电路)。
其中，第一路级间连接电路的一端连接第一级输出功率比为2：3：2的一分三功分器的第一分支线电路的输出端，另一端连接第二级第一个一分二功分器的输入端，第一路级间连接电路的阻抗为75欧姆；第三路级间连接电路的一端连接第一级输出功率比为2：3：2的一分三功分器的第三分支线电路的输出端，另一端连接第二级第二个一分二功分器的输入端，第三路级间连接电路的阻抗为75欧姆；第二路级间连接电路的一端连接第一级输出功率比为2：3：2的一分三功分器的第二分支线电路的输出端，另一端连接第二级一分三功分器的输入端，第二路级间连接电路的阻抗为50欧姆；第一路、第三路级间连接电路应用共面波导电路(该共面波导电路包括常规共面波导电路和接地共面波导电路，优选地使用常规共面波导电路)，第二路级间连接电路应用接地共面波导电路。
在本发明实施例中，两级之间连接的传输线和每节传输线电路的长度均为中心频率的四分之一波长。
如图2和图3所示，图2是根据一示例性实施例所示出的一分七功分器的线路板顶层电路图，图3是根据一示例性实施例所示出的一分七功分器的线路板底层电路图。
本发明实施例中，第一级输出功率比为2：3：2的一分三功分器的每路分支线电路上设置有一节传输线电路，传输线电路的输出端与隔离电阻的一端连接，隔离电阻的另一端与公共点连接，第一分支线电路和第三分支线电路上与传输线电路连接的隔离电阻的阻值相等，且不同于第二分支线电路上与传输线电路连接的隔离电阻的阻值。
本发明实施例中，第二级一分三功分器的三个隔离电阻的阻值相等，隔离电阻焊接在电路板的底层电路上，隔离电阻的一端与公共点连接，隔离电阻的另一端通过垂直互联电路与电路板的顶层电路连接；其中，垂直互联电路设置在共面波导传输线输出端中间位置。
在本发明实施例中，一分七功分器电路板结构自上而下依次为：顶层覆铜层、介质层和底层覆铜层；电路包括：顶层电路和底层电路，顶层电路通过沉铜孔穿过介质层与底层电路相连接；电路板顶层大面积接地电路也通过沉铜孔穿过介质层与底层大面积接地电路连接，不仅加强了传输电路板的机械强度，进而为传输线电路提供了良好的散热介质。顶层大面积接地电路与底层大面积接地电路中任意两点的接地阻抗小于0.5欧姆。
其中，一分七功分器采用接地共面波导传输线连接各个输出端口，降低了馈电网络的复杂性；线路板底层为底层覆铜层，使接地共面波导顶层电路两侧与地面连接，消除接地不一致性、可以有效展宽频带、提高端口匹配和隔离度。
需要说明的是，一分七功分器采用的常规共面波导电路传输线的宽度在1～2.5毫米范围内，可以通过改变传输线的宽度和槽宽，进而改变阻抗，从而减小传输线不均匀点，简化电路设计；采用较宽的传输线降低了反射损耗和传输线导体的损耗，提升了电路和线路板可靠性；常规共面波导和接地共面波导混合电路，简化了电路布局；另外，常规和接地共面波导电路的连接，是通过共面波导的接地面到传输线的距离实现接地共面波导到常规共面波导电路的过渡，减小了反射损耗。
本发明的一分七功分器的辐射损耗也低于微带电路的一分七功分器，并且由于大面积接地电路的存在，使电路空间耦合减弱，实际电路输出端口隔离度提高；宽频带范围内良好的带内平坦度，带内起伏下降；电路中隔离电阻分布电容减小，降低了对高阻抗传输线的影响。电路中传输线较宽，对板材和制版工艺要求降低，可靠性提升。电路板的正、反面大面积覆铜，使得产品的机械强度、温度性能提升。
在本发明实施例中，第二级第一个一分二功分器和第二级第二个一分二功分器的输入阻抗为75欧姆，第二级第一个一分二功分器和第二级第二个一分二功分器的各两路分支线输入阻抗为150欧姆，输出阻抗为50欧姆，第一输出端口连接第一输出电路、第二输出端口连接第二输出电路、第六输出端口连接第六输出电路、第七输出端口连接第七输出电路。
在本发明实施例中，第二级一分三功分器的输入阻抗为50欧姆，第二级一分三功分器的三路分支线的输入阻抗均为150欧姆，第二级一分三功分器的三路分支线的输出阻抗均为50欧姆，第三输出端口连接第三输出电路、第四输出端口连接第四输出电路、第五输出端口连接第五输出电路。
本发明实施例中，可以通过改变共面波导电路的中心导体宽度和槽宽度改变衰减值，从而使一分七功分器输出同相位和等幅度。
在本实施例中，第二级一分三功分器和两个第二级一分二功分器的传输线电路的每一节的阻抗值相同或相近，使得输出端口幅度衰减和相位变化相同或相近，实现了一分七功分器输出端口幅度平衡和相位平衡。
下面结合图4和图5说明本发明的一分七功分器的具体电路。
如图4和5所示，第一级一分三功分器包括第一阻抗至第三阻抗和第一电阻至第三电阻；其中，第一阻抗的第一端、第二阻抗的第一端与第三阻抗的第一端连接后形成第一节点，第一节点作为第一级一分三功分器的输入端，即一分七功分器的输入端P1；第一阻抗的第二端与第一电阻的第一端连接，第一阻抗的第二端作为第一级一分三功分器的第一输出端；第二阻抗的第二端与第二电阻的第一端连接，第二阻抗的第二端作为第一级一分三功分器的第二输出端；第三阻抗的第一端与第三电阻的第二端连接，第三阻抗的第二端作为第一级一分三功分器的第三输出端；第一电阻的第二端与第二电阻的第二端、第三电阻的第二端连接。
其中，第一阻抗和第三阻抗相等，第一电阻至第三电阻为隔离电阻，第一电阻和第三电阻相等。
如图4和5所示，第一级功分器和第二级功分器之间的连接线包括第四阻抗至第六阻抗，第四阻抗的第一端连接第一阻抗的第二端，第四阻抗的第二端连接第二级第一个一分二功分器的输入端；第五阻抗的第一端连接第二阻抗的第二端，第五阻抗的第二端连接第二级一分三功分器的输入端；第六阻抗的第一端连接第三阻抗的第二端，第六阻抗的第二端连接第二级第二个一分二功分器的输入端。
其中，第四阻抗和第六阻抗相等。
如图4和5所示，第二级第一个一分二功分器包括第七阻抗至第十阻抗和第四电阻；其中，第七阻抗的第一端与第八阻抗的第一端连接后形成第二节点，第二节点作为第二级第一个一分二功分器的第一输入端；第七阻抗的第二端分别与第四电阻的第一端和第九阻抗的第一端连接，第九阻抗的第二端作为第二级第一个一分二功分器的第一输出端P2；第十阻抗的第一端分别与第四电阻的第二端和第八阻抗的第二端连接，第十阻抗的第二端作为第二级第一个一分二功分器的第二输出端P3。
第二级第二个一分二功分器包括第十七阻抗至第二十阻抗和第八电阻；其中，第十七阻抗的第一端与第十八阻抗的第一端连接后形成第四节点，第四节点作为第二级第二个一分二功分器的第一输入端；第十七阻抗的第二端分别与第八电阻的第一端和第十九阻抗的第一端连接，第十九阻抗的第二端作为第二级第二个一分二功分器的第一输出端P7；第二十阻抗的第一端分别与第八电阻的第二端和第十八阻抗的第二端连接，第二十阻抗的第二端作为第二级第二个一分二功分器的第二输出端P8。
如图4和5所示，第二级一分三功分器包括第十一阻抗至第十六阻抗、第五电阻至第七电阻；其中，第十一阻抗的第一端与第十二阻抗的第一端、第十三阻抗的第一端连接后形成第三节点，第三节点作为第二级一分三功分器的第一输入端；第十一阻抗的第二端分别与第五电阻的第一端和第十四阻抗的第一端连接，第十四阻抗的第二端作为第二级一分三功分器的第一输出端P4；第十二阻抗的第二端分别与第六电阻的第一端和第十五阻抗的第一端连接，第十五阻抗的第二端作为第二级一分三功分器的第二输出端P5；第十三阻抗的第二端分别与第七电阻的第一端、第十六阻抗的第一端连接，第十六阻抗的第二端作为第二级一分三功分器的第二输出端P6；第五电阻的第二端与第六电阻的第二端、第七电阻的第二端连接。
其中，第七阻抗、第八阻抗、第十一阻抗、第十二阻抗、第十三阻抗、第十七阻抗和第十八阻抗相等，第九阻抗、第十阻抗、第十四阻抗、第十五阻抗、第十六阻抗、第十九阻抗和第二十阻抗相等，第四电阻至第八电阻为隔离电阻，第四电阻和第八电阻相等，第五电阻至第七电阻相等。
需要说明的是，输入阻抗为Z0，连接线阻抗中，第四阻抗和第六阻抗的大小为第五阻抗Z1的1.5倍，输出阻抗第九阻抗、第十阻抗、第十四阻抗、第十五阻抗、第十六阻抗、第十九阻抗和第二十阻抗为Z2。
举例说明，一分七功分器的工作频率在1.8GHz～2.2GHz，微波基板选用玻璃布增强PTFE覆铜板，型号SCGA-265，参数：介电常数为2.65，损耗角正切值为0.0014@10GHz、介质厚度为0.765mm，覆铜厚度为0.017mm。如图4所示，根据仿真原理图和原理图仿真结果表1，得到仿真电路图如图5所示，最终得到一分八功分器的性能结果如图6至图9所示。
表1
其中，输入阻抗Z0＝50欧姆，第一阻抗和第三阻抗可以分别为175欧姆，第二阻抗可以为116欧姆，第一电阻和第三电阻可以分别为130欧姆，第二电阻可以为200欧姆；第四阻抗和第六阻抗可以分别为126欧姆，第五阻抗可以为Z1＝84欧姆；第七阻抗、第八阻抗、第十一阻抗、第十二阻抗、第十三阻抗、第十七阻抗和第十八阻抗可以分别为93欧姆，第九阻抗、第十阻抗、第十四阻抗、第十五阻抗、第十六阻抗、第十九阻抗和第二十阻抗可以分别为Z2＝50欧姆，第四电阻和第八电阻可以分别为100欧姆，第五电阻、第六电阻和第七电阻可以分别为51欧姆。
图6是根据一示例性实施例所示出的一分七功分器的插入损耗仿真结果图，在工作频率1.8～2.2GHz时，传输损耗S21-S81都约为-8.7dB。
图7是根据一示例性实施例所示出的一分七功分器的输出端口隔离度仿真结果图，在工作频率1.8～2.2GHz时，相邻端口和不相邻端口的输出隔离度大于30dB。
图8是根据一示例性实施例所示出的一分七功分器的端口反射仿真结果图，在工作频率1.8～2.2GHz时，各端口反射系数都小于-30dB。
图9是根据一示例性实施例所示出的一分七功分器的传输相位仿真结果图，在工作频率1.8～2.2GHz时，输出端口的传输相位相同且变化不大。
图10是根据一示例性实施例所示出的一分七功分器的第一级输出功率比为2：3：2的一分三功分器的三路输出电压仿真结果图，在工作频率1.8～2.2GHz时，第一级三路分支线输出端的电压值相同。
本发明提供一种一分七功分器包括：输入端口、功分器主体、电路板、七个输出端口和功分器壳体，电路板设置在功分器主体上，功分器壳体用于罩住功分器本体，以对功分器本体进行保护；其中，电路板上设置有输入电路、第一级输出功率比为2：3：2的一分三功分器、级间连接电路、第二级第一个一分二功分器、第二级一分三功分器、第二级第二个一分二功分器和七路输出电路；级间连接电路包括第一路级间连接电路、第二路级间连接电路和第三路级间连接电路；输入电路的一端连接输入端口，另一端连接第一级输出功率比为2：3：2的一分三功分器；第一级输出功率比为2：3：2的一分三功分器包括述输出功率的比例系数为2的第一分支线电路和第三分支线电路、输出功率的比例系数为3的第二分支线电路，其中，输出功率的比例系数为2的第一分支线电路和第三分支线电路，通过第一路级间连接电路和第三路级间连接电路分别连接两个第二级一分二功分器；输出功率的比例系数为3的第二分支线电路通过第二路级间连接电路连接第二级一分三功分器；第二级第一个一分二功分器的输入端与第一路级间连接电路的一端连接，第二级第一个一分二功分器的两个输出电路分别连接一分七功分器的第一输出端口和第二输出端口；第二级一分三功分器的输入端与第二路级间连接电路的一端连接，第二级一分三功分器的三路输出电路的功率等分，第二级一分三功分器的三个输出电路分别连接一分七功分器的第三输出端口、第四输出端口和第五输出端口；第二级第二个一分二功分器的输入端与第三路级间连接电路的一端连接，第二级第二个一分二功分器的两个输出电路分别连接一分七功分器的第六输出端口和第七输出端口；一分七功分器的级间连接电路、每路分支线电路和七路输出电路的长度均为中心频率的四分之一波长，从而减小了传输损耗、增强了电路板的机械强度、增强了输出端口隔离度及匹配度、电路的可靠性和输出相位一致性。
本领域技术人员在考虑说明书及实践这里公开的发明后，将容易想到本发明的其它实施方案。本发明旨在涵盖本发明的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本发明的一般性原理并包括本发明未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的，本发明的真正范围和精神由下面的权利要求指出。
应当理解的是，本发明并不局限于上面已经描述并在附图中示出的精确结构，并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本发明的范围仅由所附的权利要求来限制。
Claims (7)
1.一种一分七功分器，其特征在于，所述一分七功分器包括：输入端口、功分器主体、电路板、七个输出端口和功分器壳体，所述电路板设置在所述功分器主体上；其中，所述电路板上设置有输入电路、第一级输出功率比为2：3：2的一分三功分器、级间连接电路、第二级第一个一分二功分器、第二级一分三功分器、第二级第二个一分二功分器和七路输出电路；
所述级间连接电路包括第一路级间连接电路、第二路级间连接电路和第三路级间连接电路；
所述输入电路的一端连接输入端口，另一端连接第一级输出功率比为2：3：2的一分三功分器；
所述第一级输出功率比为2：3：2的一分三功分器包括述输出功率的比例系数为2的第一分支线电路和第三分支线电路、输出功率的比例系数为3的第二分支线电路，其中，所述输出功率的比例系数为2的第一分支线电路和第三分支线电路，通过所述第一路级间连接电路和所述第三路级间连接电路分别连接两个第二级一分二功分器；所述输出功率的比例系数为3的第二分支线电路通过所述第二路级间连接电路连接所述第二级一分三功分器；
所述第二级第一个一分二功分器的输入端与所述第一路级间连接电路的一端连接，所述第二级第一个一分二功分器的两个输出电路分别连接所述一分七功分器的第一输出端口和第二输出端口；
所述第二级一分三功分器的输入端与所述第二路级间连接电路的一端连接，所述第二级一分三功分器的三路输出电路的功率等分，所述第二级一分三功分器的三个输出电路分别连接所述一分七功分器的第三输出端口、第四输出端口和第五输出端口；
所述第二级第二个一分二功分器的输入端与所述第三路级间连接电路的一端连接，所述第二级第二个一分二功分器的两个输出电路分别连接所述一分七功分器的第六输出端口和第七输出端口；
第一路级间连接电路、第三路级间连接电路应用常规共面波导、接地共面波导混合电路；第二路级间连接电路应用接地共面波导电路；每路分支线电路应用常规共面波导电路、接地共面波导电路混合电路；七路输出电路应用接地共面波导电路；
设计第一路、第二路、第三路级间连接电路、每路分支线电路和七路输出电路的长度均为中心频率的四分之一波长；利用共面波导电路特性，根据需要调整每节电路的中心导体宽度、槽宽度，改变传输损耗值，最终七路输出相位相同，幅度相同，实现低损耗、输出端口高隔离度；
所述第一级输出功率比为2：3：2的一分三功分器的所述每路分支线电路上设置有一节传输线电路，所述传输线电路的输出端与隔离电阻的一端连接，所述隔离电阻的另一端与公共点连接，所述第一分支线电路和所述第三分支线电路上与传输线电路连接的隔离电阻的阻值相等，且不同于第二分支线电路上与传输线电路连接的隔离电阻的阻值。
2.根据权利要求1所述的一分七功分器，其特征在于，所述一分七功分器的输入端口通过所述输入电路连接所述第一级输出功率比为2：3：2的一分三功分器的输入端，所述输入电路的阻抗为50欧姆，所述输入电路应用接地共面波导电路；所述输入电路的长度的范围为2-3mm。
3.根据权利要求1所述的一分七功分器，其特征在于，所述第一级输出功率比2：3：2一分三功分器的所述第一分支线电路和所述第三分支线电路的输入阻抗为175欧姆，输出阻抗为75欧姆，所述第二分支线的电路输入阻抗为116.67欧姆，输出阻抗为50欧姆。
4.根据权利要求1所述的一分七功分器，其特征在于，所述第一路级间连接电路的一端连接所述第一级输出功率比为2：3：2的一分三功分器的第一分支线电路的输出端，另一端连接所述第二级第一个一分二功分器的输入端，所述第一路级间连接电路的阻抗为75欧姆；
所述第三路级间连接电路的一端连接所述第一级输出功率比为2：3：2的一分三功分器的第三分支线电路的输出端，另一端连接所述第二级第二个一分二功分器的输入端，所述第三路级间连接电路的阻抗为75欧姆；
所述第二路级间连接电路的一端连接所述第一级输出功率比为2：3：2的一分三功分器的第二分支线电路的输出端，另一端连接所述第二级一分三功分器的输入端，所述第二路级间连接电路的阻抗为50欧姆。
5.根据权利要求1所述的一分七功分器，其特征在于，所述第二级第一个一分二功分器和所述第二级第二个一分二功分器的输入阻抗为75欧姆，所述第二级第一个一分二功分器和所述第二级第二个一分二功分器的各两路分支线输入阻抗为150欧姆，所述两路分支线输出阻抗为50欧姆，所述第一输出端口连接第一输出电路、第二输出端口连接第二输出电路、第六输出端口连接第六输出电路、第七输出端口连接第七输出电路。
6.根据权利要求1所述的一分七功分器，其特征在于，所述第二级一分三功分器的输入阻抗为50欧姆，所述第二级一分三功分器的三路分支线的输入阻抗均为150欧姆，所述第二级一分三功分器的三路分支线的输出阻抗均为50欧姆，所述第三输出端口连接第三输出电路、所述第四输出端口连接第四输出电路、所述第五输出端口连接第五输出电路。
7.根据权利要求1所述的一分七功分器，其特征在于，所述第二级一分三功分器的所述三个隔离电阻的阻值相等，所述隔离电阻焊接在电路板的底层电路上，所述隔离电阻的一端与所述公共点连接，所述隔离电阻的另一端通过垂直互联电路与所述电路板的顶层电路连接；其中，所述垂直互联电路设置在所述共面波导传输线输出端中间位置。
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