CN203760616U - 一种功率分配器多层微带电路 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种功率分配器多层微带电路，在第一层电路板上均匀布置四个第一对称微带线，在第二层电路板上均匀布置两个第二对称微带线，在第三层电路板上布置一个第三对称微带线；在第一层电路板上位于第一对称微带线对称中心位置设有第一通孔，在第二层电路板上位于第二对称微带线对称中心位置设有第二通孔；处于同侧相邻的两个第一对称微带线从其对称中心位置分别垂直穿过所述第一通孔并连接到处于同侧的第二对称微带线两端，两个第二对称微带线从其对称中心位置分别垂直穿过所述第二通孔并连接到第三对称微带线两端。本实用新型中，降低了各级分支信号之间的耦合度，减少了前后级信号的窜扰情况，提高了各级分支信号之间的隔离度。

Description

一种功率分配器多层微带电路

技术领域

本实用新型涉微波电路技术领域，尤其涉及一种功率分配器多层微带电路。

背景技术

信息电子产品与影像、无线电传输技术的快速结合，它需要信号传输的高速化及特性阻抗（Z0）的更高精度的控制。随着大规模集成电路技术的飞速发展，目前芯片的使用频率向着微波范围的更高波段发展，在这些高频电路的芯片、封装及应用电路的设计中，一些微波电路的设计也得到了充分的应用，微波电路的设计在满足各种指标要求的情况下向着小型化、模块化、集成化发展。

微波电路是指工作频率在1GHz以上的电路，在各个领域中都有极其重要的作用。微带功率分配器是微波电路无源器件主要类型之一，主要用于功率合成、功率分配网络，尤其在相控阵雷达领域中应用相当广泛。

如图1所示，图1为常见简单的一进八出功率分配器微波电路，该微波电路采用单层电路板设计，一路信号输入，通过微带线三级功分得到八路信号，功率分配器的技术指标包括频率范围、承受功率、主路到支路的分配损耗、输入输出间的插入损耗、支路端口间的隔离度、每个端口的电压驻波比等。

在图1中，该微波电路在仿真情况下能得到较理想的八路信号输出，但在实际情况下，各级高频分支信号之间产生耦合，导致输出信号之间隔离度不高，信号之间相互干扰。例如，在图1所示功率分配器微波电路的I端口输入0dBm信号，图2为检测到的端口1的输出信号，图3为检测到的端口2的泄漏信号，通过分析可见，端口1在端口2泄露了-28.94dBm的信号，信号泄漏较大。

实用新型内容

基本背景技术存在的技术问题，本实用新型提出了一种功率分配器多层微带电路，采用三层电路板微带电路实现了一进八出功率分配功能，降低了各级分支信号之间的耦合度，减少了前后级信号的窜扰情况，提高了各级分支信号之间的隔离度。

本实用新型提出的一种功率分配器多层微带电路，通过第一层电路板、第二层电路板、第三层电路板和微带线构成三层微波电路；

在第一层电路板上并排均匀布置四个第一对称微带线，在第二层电路板上并排均匀布置两个第二对称微带线，在第三层电路板上布置一个第三对称微带线；

在第一层电路板上位于四个第一对称微带线对称中心位置分别设有第一通孔，在第二层电路板上位于两个第二对称微带线对称中心位置分别设有第二通孔；

处于同一侧相邻的两个第一对称微带线从其对称中心位置分别垂直穿过所述第一通孔并连接到处于同一侧的第二对称微带线两端，两个第二对称微带线从其对称中心位置分别垂直穿过所述第二通孔并连接到第三对称微带线两端；

第三对称微带线对称中心位置形成输入端口，四个第一对称微带线两端分别形成输出端口。

优选地，第一层电路板由第一上介质层、第一接地板和第一下介质层组成，四个第一对称微带线设在第一上介质层表面；所述第一通孔穿过第一上介质层、第一接地板和第一下介质层，在第一接地板上所述第一通孔的孔径大于第一上介质层和第一下介质层上所述第一通孔的孔径，四个第一对称微带线垂直穿过所述第一通孔并与第一接地板隔离。

优选地，第二层电路板由第二上介质层、第二接地板和第二下介质层组成，两个第二对称微带线设在第一下介质层与第二上介质层之间；所述第二通孔穿过第二上介质层、第二接地板和第二下介质层，在第二接地板上所述第一通孔的孔径大于第二上介质层和第二下介质层上所述第一通孔的孔径，两个第二对称微带线垂直穿过所述第二通孔并与第二接地板隔离。

优选地，第三层电路板由第三上介质层和第三接地板组成，第三对称微带线设在第二下介质层与第三上介质层之间。

优选地，第一下介质层与第二上介质层将两个第二对称微带线夹在其中并紧密连接为一体。

优选地，第二下介质层与第三上介质层将第三对称微带线夹在其中并紧密连接为一体。

优选地，四个第一对称微带线都为U型结构，U型结构的两个纵向微带线为输出微带线。

优选地，两个第二对称微带线都为对称布置的长条带状结构。

优选地，第三对称微带线为对称布置的长条带状结构，在其中心位置设有输入微带线作为其输入端口。

优选地，微带线采用铜带制成。

本实用新型的功率分配器多层微带电路，输入信号通过第三层电路板输入经第一级功分后产生两个分支信号，两个分支信号分别传输到第二层电路板，通过第二层电路板经过第二级功分后产生四个分支信号，四个分支信号分别传输到第一层电路板，通过第一层电路板经第三级功分后产生八个分支信号输出，从而采用三层电路板微带电路实现了一进八出功率分配功能，降低了各级分支信号之间的耦合度，减少了前后级信号的窜扰情况，提高了各级分支信号之间的隔离度。

附图说明

图1为现有技术中一种常见简单的一进八出功率分配器微波电路的结构示意图。

图2为在图1中检测到的端口1的输出信号图。

图3为在图1中检测到的端口2的泄漏信号图。

图4为本实用新型提出的一种功率分配器多层微带电路的结构原理示意图。

图5为图4中功率分配器多层微带电路的截面结构示意图。

图6为在图4中检测到的端口DO1的输出信号图。

图7为在图4中检测到的端口DO2的泄漏信号图。

具体实施方式

如图4和图5所示，图4为本实用新型提出的一种功率分配器多层微带电路的结构原理示意图，图5为图4中功率分配器多层微带电路的截面结构示意图。

参照图4和图5，本实用新型提出的一种功率分配器多层微带电路，通过第一层电路板A、第二层电路板B、第三层电路板C和微带线D构成三层微波电路；在第一层电路板A上并排均匀布置四个第一对称微带线D11、D12、D13、D14，在第二层电路板B上并排均匀布置两个第二对称微带线D21、D22，在第三层电路板C上布置一个第三对称微带线D3；

在第一层电路板A上位于四个第一对称微带线D11、D12、D13、D14对称中心位置分别设有第一通孔，在第二层电路板B上位于两个第二对称微带线D21、D22对称中心位置分别设有第二通孔；

参照图4，处于左侧相邻的两个第一对称微带线D1、D12从其对称中心位置分别垂直穿过所述第一通孔并连接到处于左侧的第二对称微带线D21两端，处于右侧相邻的两个第一对称微带线D1、D12从其对称中心位置分别垂直穿过所述第一通孔并连接到处于右侧的第二对称微带线D21两端，两个第二对称微带线D21、D22从其对称中心位置分别垂直穿过所述第二通孔并连接到第三对称微带线D3两端；

四个第一对称微带线D11、D12、D13、D14都为U型结构，U型结构中两个纵向微带线的两端分别形成八个输出端口DO1、DO2、DO3、DO4、DO5、DO6、DO7、DO8，其中，第一对称微带线D11形成两个输出端口DO1、DO2，第一对称微带线D12形成两个输出端口DO3、DO4，第一对称微带线D13形成两个输出端口DO5、DO6，第一对称微带线D14形成两个输出端口DO7、DO2；两个第二对称微带线D21、D22都为对称布置的长条带状结构；第三对称微带线D3为对称布置的长条带状结构，在其中心位置设有输入微带线作为其输入端口DI。

在本实施例中，微带线D采用铜带制成，其中，四个第一对称微带线D11、D12、D13、D14、两个第二对称微带线D21、D22和第三对称微带线D3都为铜带制成，以及处于第一对称微带线和第二对称微带线之间、处于第二对称微带线和第三对称微带线之间的连接微带线一起构成微带线D。

参照图5，第一层电路板A由第一上介质层A1、第一接地板A2和第一下介质层A3组成，四个第一对称微带线D11、D12、D13、D14设在第一上介质层A1表面；所述第一通孔穿过第一上介质层A1、第一接地板A2和第一下介质层A3，在第一接地板A2上所述第一通孔的孔径大于第一上介质层A1和第一下介质层A3上所述第一通孔的孔径，四个第一对称微带线D11、D12、D13、D14垂直穿过所述第一通孔并与第一接地板A2隔离。

第二层电路板B由第二上介质层B1、第二接地板B2和第二下介质层B3组成，两个第二对称微带线D21、D22设在第一下介质层A3与第二上介质层B1之间；所述第二通孔穿过第二上介质层B1、第二接地板B2和第二下介质层B3，在第二接地板B2上所述第一通孔的孔径大于第二上介质层B1和第二下介质层B3上所述第一通孔的孔径，两个第二对称微带线D21、D22垂直穿过所述第二通孔并与第二接地板B2隔离。

第三层电路板C由第三上介质层C1和第三接地板C2组成，第三对称微带线D3设在第二下介质层B3与第三上介质层C1之间。

在设计过程中，第一下介质层A3与第二上介质层B1将两个第二对称微带线D21、D22夹在其中并紧密连接为一体，第二下介质层B3与第三上介质层C1将第三对称微带线D3夹在其中并紧密连接为一体。

在本实用新型实施例中，四个第一对称微带线D11、D12、D13、D14为第三级功分器，两个第二对称微带线D21、D22为第二级功分器，一个第三对称微带线D3为第一级功分器；在工作过程中，输入信号通过第三层电路板C输入经第一级功分后产生两个分支信号，两个分支信号分别传输到第二层电路板B，通过第二层电路板B经过第二级功分后产生四个分支信号，四个分支信号分别传输到第一层电路板A，通过第一层电路板A经第三级功分后产生八个分支信号输出，从而采用三层电路板微带电路实现了一进八出功率分配功能。

在现有技术中，一进八出功率分配器的单层电路板结构，各级分支信号之间不可避免产生耦合，导致输出信号幅相偏离；在本实用新型实施例中，一进八出功率分配器采用三层电路板微带电路结构，其中第一级功分器与第二级功分器的微带线设计为长条带状形状，减小了功分器中分支信号之间的耦合度，并且三级功分器之间采用介质进行隔离，前后级之间不会发生信号窜扰情况，八路输出信号之间的隔离度将更高。

如图6和图7所示，图6为在图4中检测到的端口DO1的输出信号图，图7为在图4中检测到的端口DO2的泄漏信号图。

参照图6和图7，在图4所示三层电路板功率分配器微波电路的DI端口输入0dBm信号，图6为检测到的端口DO1的输出信号，图7为检测到的端口DO2的泄漏信号，通过分析可见，端口1在端口2泄露了-39.95dBm的信号，比较单层电路板功率分配器微波电路其泄漏信号减小了11dBm，可见多层电路板功率分配器微波电路的隔离度指标更好。

在本实用新型中，电路板由一层变为三层，其表面积变为原来的三分之一，电路板更加小巧，可用灵活于一些集成电路及模块化芯片。

以上所述，仅为本实用新型较佳的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，根据本实用新型的技术方案及其实用新型构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种功率分配器多层微带电路，其特征在于，通过第一层电路板（A）、第二层电路板（B）、第三层电路板（C）和微带线（D）构成三层微波电路；

在第一层电路板（A）上并排均匀布置四个第一对称微带线（D11、D12、D13、D14），在第二层电路板（B）上并排均匀布置两个第二对称微带线（D21、D22），在第三层电路板（C）上布置一个第三对称微带线（D3）；

在第一层电路板（A）上位于四个第一对称微带线（D11、D12、D13、D14）对称中心位置分别设有第一通孔，在第二层电路板（B）上位于两个第二对称微带线（D21、D22）对称中心位置分别设有第二通孔；

处于同一侧相邻的两个第一对称微带线（D1、D12）从其对称中心位置分别垂直穿过所述第一通孔并连接到处于同一侧的第二对称微带线（D21）两端，两个第二对称微带线（D21、D22）从其对称中心位置分别垂直穿过所述第二通孔并连接到第三对称微带线（D3）两端；

第三对称微带线（D3）对称中心位置形成输入端口（DI），四个第一对称微带线（D11、D12、D13、D14）两端分别形成八个输出端口（DO1、DO2、DO3、DO4、DO5、DO6、DO7、DO8）。

2.根据权利要求1所述的功率分配器多层微带电路，其特征在于，第一层电路板（A）由第一上介质层（A1）、第一接地板（A2）和第一下介质层（A3）组成，四个第一对称微带线（D11、D12、D13、D14）设在第一上介质层（A1）表面；所述第一通孔穿过第一上介质层（A1）、第一接地板（A2）和第一下介质层（A3），在第一接地板（A2）上所述第一通孔的孔径大于第一上介质层（A1）和第一下介质层（A3）上所述第一通孔的孔径，四个第一对称微带线（D11、D12、D13、D14）垂直穿过所述第一通孔并与第一接地板（A2）隔离。

3.根据权利要求2所述的功率分配器多层微带电路，其特征在于，第二层电路板（B）由第二上介质层（B1）、第二接地板（B2）和第二下介质层（B3）组成，两个第二对称微带线（D21、D22）设在第一下介质层（A3）与第二上介质层（B1）之间；所述第二通孔穿过第二上介质层（B1）、第二接地板（B2）和第二下介质层（B3），在第二接地板（B2）上所述第一通孔的孔径大于第二上介质层（B1）和第二下介质层（B3）上所述第一通孔的孔径，两个第二对称微带线（D21、D22）垂直穿过所述第二通孔并与第二接地板（B2）隔离。

4.根据权利要求3所述的功率分配器多层微带电路，其特征在于，第三层电路板（C）由第三上介质层（C1）和第三接地板（C2）组成，第三对称微带线（D3）设在第二下介质层（B3）与第三上介质层（C1）之间。

5.根据权利要求3所述的功率分配器多层微带电路，其特征在于，第一下介质层（A3）与第二上介质层（B1）将两个第二对称微带线（D21、D22）夹在其中并紧密连接为一体。

6.根据权利要求4所述的功率分配器多层微带电路，其特征在于，第二下介质层（B3）与第三上介质层（C1）将第三对称微带线（D3）夹在其中并紧密连接为一体。

7.根据权利要求1-6中任一项所述的功率分配器多层微带电路，其特征在于，四个第一对称微带线（D11、D12、D13、D14）都为U型结构，U型结构中两个纵向微带线的两端分别形成八个输出端口（DO1、DO2、DO3、DO4、DO5、DO6、DO7、DO8）。

8.根据权利要求1-6中任一项所述的功率分配器多层微带电路，其特征在于，两个第二对称微带线（D21、D22）都为对称布置的长条带状结构。

9.根据权利要求1-6中任一项所述的功率分配器多层微带电路，其特征在于，第三对称微带线（D3）为对称布置的长条带状结构，在其中心位置设有输入微带线作为其输入端口（DI）。

10.根据权利要求1-6中任一项所述的功率分配器多层微带电路，其特征在于，微带线（D）采用铜带制成。