CN203166848U - 基于lc阻抗变换网络的多路集总参数宽带功分器 - Google Patents

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葛俊祥
冯永攀
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Abstract

本实用新型提供一种基于LC阻抗变换网络的多路集总参数宽带功分器，包括输入端口、输出端口和多路LC阻抗变换网络，所述多路LC阻抗变换网络的连接方式采用一级或多级排布，排布在同级的LC阻抗变换网络支路节数相同，同级中相邻LC阻抗变换网络支路的对应各节之间分别通过跨接电组相连，次级的各LC阻抗变换网络平均分配在其上级各LC阻抗变换网络的末端。本实用新型插入损耗低，隔离度高，驻波比小，设计方法简单，加工成本低。适用于工作频率在甚高频和特高频频段下的任意相对带宽、任意N路的集总参数功率分配器或功率合成器。

Description

基于LC阻抗变换网络的多路集总参数宽带功分器
技术领域：
本实用新型属于微波射频功率分配和功率合成集总参数器件领域，工作频率在甚高频和超高频的频带内。
背景技术:
随着微波射频电路技术的发展，现代雷达和卫星通信系统等微波系统对采集数据处理的业务逐步扩充，对功分器尤其是工作在基频和中频的功分器提出了越来越高的要求。工作频率低、器件尺寸小、相对带宽高、分支数目多、插入损耗小、端口间隔离度高、驻波比低等一系列的指标被提出来。
较为普遍的功分器工作频段至少工作在L波段，由于其波长相对较短，通常采用λ/4传输线的Wilkinson微带功分器，设计结构简单，器件尺寸小，容易满足设计需求。然而，在L波段以下的Wilkinson微带功分器尺寸较大，远不能满足人们的设计需求。因此小体积宽带多路的集总参数的功分器设计被提了出来。
发明内容：
本实用新型提供一种多路集总参数宽带功分器，它能够在甚高频或超高频的带宽内实现多路与任意相对带宽的功率分配或功率合成，同时极大地缩小了功分器的体积。
本实用新型采用如下技术方案：
一种基于LC阻抗变换网络的多路集总参数宽带功分器，包括输入端口、输出端口和多路LC阻抗变换网络，其特征是：所述多路LC阻抗变换网络的连接方式采用一级或多级排布，排布在同级的LC阻抗变换网络支路节数相同，同级中相邻LC阻抗变换网络支路的对应各节之间分别通过跨接电组相连，次级的各LC阻抗变换网络平均分配在其上级各LC阻抗变换网络的末端。
所述LC阻抗变换网络支路为单节或多节结构。
所述LC阻抗变换网络支路的每节包括一个电容和一个电阻。
一个接地的并联电容和一个串联电感，并且电容在前，电感在后。
所述LC阻抗变换网络采用Chebyshev切比雪夫阻抗变换网络或二项式阻抗变换网络。
所述LC阻抗变换网络采用一级结构，包括两个LC阻抗变换网络支路、一个输入端口、两个输出端口和四个跨接电阻；每个LC阻抗变换网络支路为四节，两个LC阻抗变换网络支路的四节之间各通过一个跨接电组相连；两个LC阻抗变换网络支路前端共同连接输入端口，末端各连接一个输出端口。
相邻阻抗变换网络相应节之间通过一个跨接电阻连接起来，这样可以起到增加这两个阻抗变换网络的隔离度的效果。既可以用做功率分配器也可以用作功率合成器。
本实用新型与现有技术相比具有如下优点：
  本实用新型插入损耗低，隔离度高，驻波比小，设计方法简单，加工成本低。适用于工作频率在甚高频和特高频频段下的任意相对带宽、任意N路的集总参数功率分配器或功率合成器。
附图说明：
图1是基于LC阻抗变换网络的2路集总参数宽带功分器具体结构示意图。
图2是采用电磁仿真软件ADS2008对图1的2路集总参数宽带功分器的S参数的仿真结果示意图。
图3是采用电磁仿真软件ADS2008对图1的2路集总参数宽带功分器的驻波比的仿真结果示意图。
图4是1级分4路的拓扑结构。
图5是1级分3路，二级12路的拓扑结构。
图6为基于LC阻抗变换网络的2路集总参数宽带功分器示意图。
具体实施方式：
实施例一：
如图6所示，基于LC阻抗变换网络的2路集总参数宽带功分器是由输入端口1、输出端口2、LC阻抗变换网络支路3和跨接电阻4四部分。LC阻抗变换网络采用一级结构，包括两个LC阻抗变换网络支路3、一个输入端口1、两个输出端口2和四个跨接电阻4；每个LC阻抗变换网络支路3为四节，两个LC阻抗变换网络支路3的四节之间分别通过一个跨接电阻力相连。两个LC阻抗变换网络支路前端共同连接输入端口1，末端各连接一个输出端口2。
实施例二：
类似的实施例一，三路功分器可仿照两路的功分器，直接在下面再添加一路。
当多路的N比较大且不为质数时，可以将通过组合的方式构成电路。如N=12时，则可以先用1分3的功分器，之后再将3个输出端各接一个1分4的功分器，构成1分12功分器。
实施例三：
如图2所示，采用电磁仿真软件ADS2008对图1的2路集总参数宽带功分器的S参数的仿真结果，元器件的具体参数值见表1。表1中C分为C1、C2、C3；L分为L1、L2、L3；R分为R1、R2、R3。经测定，在58.4-98.4MHz的频带内，插入损耗<-3.01dB，隔离度>30dB。可见本实用新型适用。
表1 
序号 C/pF L/nH R/Ω
1 14 181.8 101
2 33 164.6 268.5
3 36.4 70 1000
实施例四：
如图3所示，采用电磁仿真软件ADS2008对图1的2路集总参数宽带功分器的驻波比的仿真结果，元器件的具体参数值见图1。经测定，在58.4-98.4MHz的频带内，驻波比<1.05。可见本实用新型适用。
实施五：
图4是本实用新型基于LC阻抗变换网络的多路集总参数宽带功分器，采用1级分4路的拓扑结构。
图5是本实用新型基于LC阻抗变换网络的多路集总参数宽带功分器，1级分3路，二级12路的拓扑结构。
其它n路的拓扑都是这种基本结构的拓展和延伸。

Claims (5)

1.基于LC阻抗变换网络的多路集总参数宽带功分器，包括输入端口、输出端口和多路LC阻抗变换网络，其特征是：所述多路LC阻抗变换网络的连接方式采用一级或多级排布，排布在同级的LC阻抗变换网络支路节数相同，同级中相邻LC阻抗变换网络支路的对应各节之间分别通过跨接电组相连，次级的各LC阻抗变换网络平均分配在其上级各LC阻抗变换网络的末端。
2.根据权利要求1所述多路集总参数宽带功分器，其特征是：所述LC阻抗变换网络支路为单节或多节结构。
3.根据权利要求1所述多路集总参数宽带功分器，其特征是：所述LC阻抗变换网络支路的每节包括一个电容和一个电阻。
4.根据权利要求1所述多路集总参数宽带功分器，其特征是：所述LC阻抗变换网络采用切比雪夫阻抗变换网络或二项式阻抗变换网络。
5.根据权利要求1、2、3或4所述多路集总参数宽带功分器，其特征是：所述LC阻抗变换网络采用一级结构，包括两个LC阻抗变换网络支路、一个输入端口、两个输出端口和四个跨接电阻；每个LC阻抗变换网络支路为四节，两个LC阻抗变换网络支路的四节之间各通过一个跨接电组相连；两个LC阻抗变换网络支路前端共同连接输入端口，末端各连接一个输出端口。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103595368A (zh) * 2013-11-26 2014-02-19 北京无线电测量研究所 一种用于米波频段的功分器
CN104882658A (zh) * 2015-04-28 2015-09-02 南京信息工程大学 一种包括三路vhf和一路uhf的合路器
CN108768341A (zh) * 2018-03-23 2018-11-06 湖南师范大学 一种基于高q值可调谐有源电感的微型功分器

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