CN202721251U - 一种x波段小型化微带功分器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种X波段小型化微带功分器，包括壳体，所述壳体顶端与盖板连接，壳体内壁与盖板之间构成一腔体；壳体底端底板构成腔体底板，在所述腔体底板上设有基板，在所述基板上设有微带线；在分别与壳体底端相接且正对的两壳体侧壁上分别设有SMA接头，所述SMA接头伸入腔体且SMA接头的内芯与微带线的两端连接；在所述微带线上设有隔离电阻；所述X波段微带功分器，满足插损小、隔离度高等技术要求；同时其结构简单、加工方便、体积紧凑、重量轻。

Description

一种X波段小型化微带功分器

技术领域

本实用新型涉及高频小型化威尔金森微带功分器，特别涉及一种X波段小型化微带功分器。

背景技术

功分器是将输入信号功率分成相等或者不相等的几路功率输出的一种多端口微波器件，用于功率分配（逆向用于功率合成），在电路中，功分器的性能好坏直接影响整个系统能量的分配、合成效率。

随着无线通信技术的快速发展，各种通讯系统的载止波频率不断提高，小型化低功耗的高频电子器件及电路设计使微带技术发挥了优势。在射频电路和测量系统如混频器、功率放大器电路中的功率分配与耦合元件的性能将影响整个系统的通讯质量。在通讯设备中，功分器有着非常广泛的应用，例如在相控阵雷达系统中，要将发射机功率分配到各个发射单元中去。实际中常需要将某一功率按一定比例分配到各分支电路中。功分器种类繁多，常见的功分器有变压器式 、微带式或带状线式 、波导式和铁氧体式，它们各有优缺点和使用场合。

目前，常用的功分器主要有三种，RatRace型、Branchline型和Wilkin-son型，其中Wilkin-son型没有多出的端口，结构简单，易于微带实现，所以运用更为广泛。

随着市场对功分器的小型化和集成化以及技术指标等要求进一步提高，功分器的制作难度亦越来越大，精确制作出性能优良功分器对微波行业的发展必不可少。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种能够满足插损小，隔离度高，结构简单，加工方便，体积紧凑，重量轻使用要求的X波段小型化微带功分器。

为了实现上述目的，本实用新型采用的技术方案为：

所述X波段小型化微带功分器，包括壳体，所述壳体顶端与盖板连接，壳体内壁与盖板之间构成一腔体；壳体底端底板构成腔体底板，在所述腔体底板上设有基板，在所述基板上设有微带线；在分别与壳体底端相接且正对的两壳体侧壁上分别设有SMA接头，所述SMA接头伸入腔体且SMA接头的内芯与微带线的两端连接；在所述微带线上设有隔离电阻。

所述微带线通过设于基板上的微带线图形设在所述基板上。

所述微带线下层为铜层接地面，中间层为介质层，上层为铜层；在微带线下层及上层上分别设有3微米厚Sn-Bi层。

所述基板为Rogers板，所述基板表面设有3微米厚Sn-Bi层。

所述基板与所述腔体底板焊接，且所述基板通过螺钉连接在壳体上。

在所述壳体及盖板表面设有3微米厚Sn-Bi层；在构成腔体的壳体内壁表面设有15微米Sn-Bi层。

所述SMA接头及盖板均通过螺钉与壳体连接，在壳体及盖板上分别设有用于螺钉连接的螺纹孔。

所述SMA接头均为高频SMA接头，所述SMA接头与微带线焊接。

所述微带线为50欧姆微带线。

所述隔离电阻焊接在所述微带线上。

所述X波段小型化微带功分器，采用的技术方案，具有以下优点：

所述X波段小型化微带功分器，微带线采用光刻电镀工艺制备，误差在10微米以下；基板和腔体底板间通过紧密烧结，保证了基板接地充分；腔体内部结构设计合理，保证既有足够的空间放入基板亦能够避开谐振点，使该X波段微带功分器充分满足了插损小、隔离度高等技术要求；该X波段微带功分器，在9.1-10.1GHz范围的插入损耗在3.2dB以内；在9.1-10.1GHz范围内驻波比在1.2以下；在9.1-10.1GHz范围内隔离在20 dB以上；在9.1-10.1GHz范围的带内平坦度在0.1 dB以内；同时其结构简单、加工方便、体积紧凑、重量轻。

附图说明

下面对本实用新型说明书各幅附图表达的内容及图中的标记作简要说明：

图1为本实用新型X波段小型化微带功分器未装配盖板时的结构示意图；

图2为图1X波段小型化微带功分器的剖视图；

图3图2X波段小型化微带功分器的局部放大图；

图4本实用新型X波段小型化微带功分器的结构示意图；

图5为图3X波段小型化微带功分器的剖视图；

图6为图5X波段小型化微带功分器的局部放大图；

上述图中的标记均为：

1、壳体，2、基板，3、微带线图形，4、螺钉，5、螺纹孔，6、SMA接头，7、盖板，8、隔离电阻，9、焊锡膏。

具体实施方式

下面对照附图，通过对最优实施例的描述，对本实用新型的具体实施方式作进一步详细的说明。

如图1至图6所示，所述X波段小型化微带功分器，包括壳体1，壳体1顶端与盖板7连接，壳体1内壁与盖板7之间构成一腔体；壳体1底端底板构成腔体底板，在腔体底板上设有基板2，在基板2上设有微带线；在分别与壳体1底端相接且正对的两壳体1侧壁上分别设有SMA接头6，SMA接头6伸入腔体且SMA接头6的内芯与微带线的两端连接，这样接入腔体的SMA接头6与微带线在高度方向（图1至图4中所示高度方向）上连接在一起，能减小功分器的插入损耗和改善它们的驻波比；在微带线上设有隔离电阻8。

微带线通过设于基板2上的微带线图形3设在基板2上，微带线下层为铜层接地面，并且铜层接地面表面镀有3微米厚的Sn-Bi层，中间层为介质层，上层亦为表面镀有3微米厚Sn-Bi的铜层；基板2为Rogers板，基板2在选择时需在高频时具有较小的插损，基板2表面设有3微米厚Sn-Bi层。

微带线图形3是利用ADS（Agilent公司电路仿真软件）或者HFSS（An-soft公司电磁场仿真软件）等软件仿真，再根据Rogers基板2的特征参数，计算出微带线的尺寸。

基板2与腔体底板焊接，基板2通过螺钉4进一步加固连接在壳体1上；基板2和腔体底板通过焊锡膏9烧结焊接在一起，且腔体底板与微带线的接地面在高度方向（图1至图4中所示高度方向）上必须通过焊锡膏9紧密烧结在一起，即微带线的接地面与腔体底板焊接；这样能保证所述X波段小型化微带功分器能够接地充分，来减少功分器的插入损耗，改善功分器的驻波比。

基板2的大小和形状与腔体底板的大小和形状一致；微带线的制作工艺是，首先利用液压机将基板2整平，然后在基板2表面镀3微米厚Sn-Bi层，再利用光刻工艺在基板2上制作微带线图形3。

壳体1及盖板7由铝材料LY12制成，并且在壳体1及盖板7表面设有Sn-Bi层（锡铋合金层），Sn-Bi层电镀于壳体1及盖板7表面，Sn-Bi层厚度为3微米；构成腔体的壳体1内壁表面设有15微米Sn-Bi层，以方便焊接。

SMA接头6及盖板7均通过螺钉4与壳体1连接，在壳体1及盖板7上分别设有用于螺钉4连接的螺纹孔5。

SMA接头6均为高频SMA接头6，SMA接头6与微带线使用焊锡膏9紧密焊接。

微带线为50欧姆微带线，50欧姆微带线不宜过长；微带线越长，电磁波传输的距离将增大，损耗也将随之增大，发生谐振的可能性也将增大。

隔离电阻8通过少量的焊锡膏9焊接到微带线上，隔离电阻8焊接完成后，将所述功分器接入矢量网络分析仪中进行调试即可。

腔体在内部空间大小设计时，既要考虑Rogers板材的大小，亦需要将设计的腔体尺寸带入设计软件HFSS中，通过修正腔体内部空间尺寸，进行谐振点的剔除。

所述X波段小型化微带功分器的模型和尺寸能够通过ADS（Agilent公司电路仿真软件）或者HFSS（An-soft公司电磁场仿真软件）等软件，根据选用的基板2的特性参数仿真计算得出。

所述X波段小型化微带功分器，在9.1-10.1GHz范围的插入损耗在3.2dB以内；在9.1-10.1GHz范围内驻波比在1.2以内；在9.1-10.1GHz范围内隔离在20 dB以上；在9.1-10.1GHz范围的带内平坦度在0.1 dB以内；其不仅插损小，隔离度，同时其结构简单，加工方便，体积紧凑，重量轻。

上面对本实用新型进行了示例性描述，显然本实用新型具体实现并不受上述方式的限制，只要采用了本实用新型的方法构思和技术方案进行的各种非实质性的改进，或未经改进将本实用新型的构思和技术方案直接应用于其它场合的，均在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种X波段小型化微带功分器，其特征在于：包括壳体（1），所述壳体（1）顶端与盖板（7）连接，壳体（1）内壁与盖板（7）之间构成一腔体；壳体（1）底端底板构成腔体底板，在所述腔体底板上设有基板（2），在所述基板（2）上设有微带线；在分别与壳体（1）底端相接且正对的两壳体（1）侧壁上分别设有SMA接头（6），所述SMA接头（6）伸入腔体且SMA接头（6）的内芯与微带线的两端连接；在所述微带线上设有隔离电阻（8）。

2.按照权利要求1所述的X波段小型化微带功分器，其特征在于：所述微带线通过设于基板（2）上的微带线图形（3）设在所述基板（2）上。

3.按照权利要求2所述的X波段小型化微带功分器，其特征在于：所述微带线下层为铜层接地面，中间层为介质层，上层为铜层；在微带线下层及上层上分别设有3微米厚Sn-Bi层。

4.按照权利要求1或2或3所述的X波段小型化微带功分器，其特征在于：所述基板（2）为Rogers板，所述基板（2）表面设有3微米厚Sn-Bi层。

5.按照权利要求4所述的X波段小型化微带功分器，其特征在于：所述基板（2）与所述腔体底板焊接，且所述基板（2）通过螺钉（4）连接在壳体（1）上。

6.按照权利要求5所述的X波段小型化微带功分器，其特征在于：在所述壳体（1）及盖板（7）表面设有3微米厚Sn-Bi层；在构成腔体的壳体（1）内壁表面设有15微米Sn-Bi层。

7.按照权利要求6所述的X波段小型化微带功分器，其特征在于：所述SMA接头（6）及盖板（7）均通过螺钉（4）与壳体（1）连接，在壳体（1）及盖板（7）上分别设有用于螺钉（4）连接的螺纹孔（5）。

8.按照权利要求7所述的X波段小型化微带功分器，其特征在于：所述SMA接头（6）均为高频SMA接头（6），所述SMA接头（6）与微带线焊接。

9.按照权利要求8所述的X波段小型化微带功分器，其特征在于：所述微带线为50欧姆微带线。

10.按照权利要求9所述的X波段小型化微带功分器，其特征在于：所述隔离电阻（8）焊接在所述微带线上。

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