CN215579010U - 一种带状线结构的威尔金森1:8分配器 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种带状线结构的威尔金森1:8分配器，从上而下依次为第一层印制板、第二层半固化片以及第三层印制板，第一层印制板和第三层印制板通过第二层半固化片进行压合，第二层半固化片为一种玻璃布，在加热状态下软化，在冷却状态下固化，再加上树脂，则将第一层印制板和第三层印制板压合在一起，形成一个带状线结构的威尔金森分配器，压合完成后需对该带状线结构上所有过孔进行树脂塞孔处理，要求不影响过孔接地。本实用新型可以很好的避免空间干扰问题，解决了在功放组件内由于不可避免的存在腔体效应，从而导致微带线形式的威尔金森分配器会出现端口一致性差的问题。

Description

一种带状线结构的威尔金森1:8分配器

技术领域

本实用新型专利涉及微波通讯领域，尤其涉及大功率功放组件内分配合成网络的设计，具体为一种带状线结构的威尔金森1:8分配器。

背景技术

随着雷达技术的发展，雷达发射机的功放组件输出功率要求越来越大，随着半导体技术的发展，S波段功率管输出功率由75W(SI基功率管)，发展到350W(LDMOS功率管)，最终发展到500W(GaN功率管)；而该波段的分布式发射机的T/R组件或者集中式发射机的功放组件输出功率均大于该波段单管的输出功率，存在空间干扰问题，在功放组件内由于存在不可避免的腔体效应问题，从而导致微带线形式的威尔金森分配器会出现端口一致性差的问题，从而需要设计相应的分配合成网络用于组件内部的功率合成。

实用新型内容

本实用新型为了解决现有的问题，提供了一种带状线结构的威尔金森1:8分配器。

本实用新型提供的一种带状线结构的威尔金森1:8分配器，从上而下依次为第一层印制板、第二层半固化片以及第三层印制板，所示的第一层印制板、第二层半固化片以及第三层印制板固化压合在一起。

进一步改进，所述的第一层印制板为CLTE-XT04055层压板，厚度为1mm。

进一步改进，所述的第一层印制板的上端开有8个半圆形缺口，下端开有1个半圆形缺口，板体上开有7个矩形方孔；所述的第一层印制板上开设有多个第一过孔；第一层印制板的正面保留覆铜，反面去除覆铜，所有第一过孔均做金属化处理。

进一步改进，所述的矩形方孔内焊接100欧姆电阻。

进一步改进，所述的第三层印制板为CLTE-XT04055层压板，厚度为1mm。

进一步改进，所述的第三层印制板的上端设有与第一层印制板上端的8个半圆形缺口相对应的8个输出口，下端设有与第一层印制板下端的1个半圆形缺口相对应的1个输入口；所述的第三层印制板上开设有多个与第一层印制板上第一过孔相对应的第二过孔；第三层印制板的正面、反面均保留覆铜，所有第二过孔均做金属化处理。

进一步改进，所述的第三层印制板上a部为第一级1:2的威尔金森分配器，b、c部为第二级1:2的威尔金森分配器，d部为第三级1:2的威尔金森分配器，b部以a部为对称轴与c部左右对称设置；d部为4个，其中两个以b部为对称轴左右对称设置，另外两个以c部为对称轴左右对称设置。

进一步改进，所述的第一级1:2的威尔金森分配器、第二级1:2的威尔金森分配器各自左右两边的第二过孔均对称。

进一步改进，所述的第一层印制板和第三层印制板采用第二层半固化片进行压合，所述的第二层半固化片为一种型号为25N-004036×24的玻璃布，在130-170摄氏度加热状态下软化，在自然冷却状态下固化，再加上树脂，则将第一层印制板和第三层印制板压合在一起，形成一个带状线结构的威尔金森分配器，压合完成后需对该带状线结构上所有过孔进行树脂塞孔处理。

本实用新型有益效果在于：

带状线分配器由于电磁波实际走的路径在带状线的中间层，从而使得电磁波对外辐射比较小，而传统的威尔金森分配器由于电磁波传输在微带线的表层，容易收到干扰或者在大功率情况下对外有一定的辐射，导致整个功放组件出现腔体效应，这就是为什么一般微带线分配器在矢量网络分析仪上测试小信号时技术参数都比较好，而实际应用在组件内部时，会出现较大偏差的原因。本实用新型为一种带状线威尔金森分配器，则不同，其电磁波在中间层传输，输入输出口存在带状线与微带线之间的转换，方便电路装配中的焊接，从而很好的保证了仿真时的数据与实际电路中数据的一致性，满足用于组件内部的功率合成的需求。

本实用新型可以很好的避免空间干扰问题，解决了在功放组件内由于不可避免的存在腔体效应，从而解决了导致微带线形式的威尔金森分配器会出现端口一致性差的问题(因为分配器不同的端口对应的功放模块匹配状态不一致，导致辐射不一致，可能会影响各路的插损及驻波值)，且本方案的带状线分配器对外辐射要比一般的带状线要小，不会影响各路的插损及驻波值。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图；

图2为本实用新型结构的正视图；

图3为本实用新型第一层印制板的正面结构示意图；

图4为本实用新型第一层印制板的反面结构示意图；

图5为本实用新型第三层印制板的正面结构示意图；

图6为本实用新型第三层印制板的反面结构示意图；

图7为本实用新型a-d部的1:2威尔金森分配器分布结构示意图；

图8为现有的一般带状线分配器结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步说明。

如图1-2所示，本实用新型为一种带状线结构的威尔金森1:8分配器，从上而下依次为第一层印制板17、第二层半固化片18以及第三层印制板19，第一层印制板和第三层印制板通过第二层半固化片进行压合，第二层半固化片为一种玻璃布(型号为25N-004036×25)，在130-170摄氏度加热状态下软化，在冷却状态下固化，再加上树脂，则将第一层印制板和第三层印制板压合在一起，形成一个带状线结构的威尔金森分配器，压合完成后需对该带状线结构上所有过孔进行树脂塞孔处理，要求不影响过孔接地即可。

如图3-4所示，第一层印制板17为CLTE-XT04055层压板，厚度为1mm；第一层印制板的上端开有8个相同的半圆形缺口(图3中标注2-9)，下端开有1个半圆形缺口(图3中标注1)，每两个上端的半圆形缺口之间的下方板体上对应开有矩形方孔，共7个矩形方孔(图3中标注10-16)；其中半圆形缺口为第三层印制板的焊接口，为了方便分配器与其他元器件之间的焊接；矩形方孔为方便焊接第三层印制板的隔离电阻，该矩形方孔不允许做金属化处理，防止焊接隔离电阻时出现短路现象。

第一层印制板上开设有多个第一过孔20，第一层印制板的正面保留覆铜，反面去除覆铜，所有第一过孔均做金属化处理，正面覆铜目的是接地，反面需要去除是为了形成带状线，金属化过孔目的是上下层直接能很好的接地。

如图5-7所示，第三层印制板为CLTE-XT04055层压板，厚度为1mm；第三层印制板的正面电路图形由3级1:2威尔金森分配器组成；

具体为：在第三层印制板上设有a部-d部，a部为第一级1:2的威尔金森分配器，b、c部均为第二级1:2的威尔金森分配器，b部以a部为对称轴与c部左右对称设置；d部为第三级1:2的威尔金森分配器，设有4个第三级1:2的威尔金森分配器，其中两个以b部为对称轴左右对称设置，另外2个以c部为对称轴左右对称设置，第一级1:2的威尔金森分配器、第二级1:2的威尔金森分配器以及第三级1:2的威尔金森分配器的输入端、输出端均通过微带线相互连接，第一级1:2的威尔金森分配器的输入端与第三层印制板下方的输入口通过微带线相连接，四个第三级1:2的威尔金森分配器的8个输出端对应的与第三层印制板上的8个输出口相连接，最终形成1:8威尔金森分配器；

第三层印制板的上端设有与第一层印制板上端的8个半圆形缺口相对应重合的8个输出口(图5中标注的2-9)，下端设有与第一层印制板下端的1个半圆形缺口相对应重合的1个输入口(图5中标注的1)，该类型的分配器具有一定的端口隔离度，并且比较容易实现；第三层印制板上开设有多个与第一层印制板上第一过孔20相对应的第二过孔21；第三层印制板的正面、反面均保留覆铜，所有第二过孔均做金属化处理，正面电路图形保留覆铜目的是为了形成图中所需的微带线形状a、b、c、d部分的图形，背面保留覆铜目的是为了接地。

另外，为了节省空间，在设计该分配器时特意将第一级1:2威尔金森分配器与第二级1:2威尔金森分配器设计成弯曲形状。

a部为第一级1:2的威尔金森分配器，由于输入口在偏左边的位置，而最终形成的1:8分配器需要完全对称，所以第一级1:2的威尔金森分配器需要一个过渡线；b、c部为第二级1:2的威尔金森分配器，其需要左右完全对称，d部为第三级1:2的威尔金森分配器，为保证电长度(相位值)及插损一致，其所有过孔均需与第一层印制板的过孔相同，并且每级分配器左右两边的过孔完全对称，防止影响端口之间的一致性。

压合后形成7个矩形方孔，图2中标记为R1～R7，此方形孔内需要焊接100欧姆电阻，最终形成带隔离度的分配器，在焊接该电阻时不允许将焊锡短路到第一层印制板的正面，防止出现短路现象。

本实用新型与传统的带状线、微带线分配器设计优缺点对比，见表1：

表1为各分配器优缺点对比：

综上对比可以发现，带状线分配器在抗干扰及对外辐射比传统的微带线要强，且本方案的带状线分配器对外辐射要比一般的带状线要小；一般带状线分配器(如图8所示)为两印制板上下叠层，然后用用带胶铜皮进行外表面裹覆形成带状线，最后用铝块将上下两层印制板通过螺钉固定，以减小微波信号的泄露，而本方案则不需要上下铝块，通过半固化片直接压合形成带状线结构。

本方案的分配器S参数测试结果见表2：

从数据可以看出，1:8分配器的输出理论值为-9.0dB，但是由于实际加工误差，仿真误差等因素，导致实际值与仿真值出现较大偏差；驻波理论值为1.0，但是实际不存在1.0的物体，相位理论值相互之间差值为0゜，但实际加工会出现一定误差和测试误差，从表中可以看出，各组数据比较稳定，仿真数据各端口相互之间的一致性非常好，满足设计需求。

本实用新型具体应用途径很多，以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以作出若干改进，这些改进也应视为本实用新型的保护范围。

Claims (9)

1.一种带状线结构的威尔金森1:8分配器，其特征在于：从上而下依次为第一层印制板、第二层半固化片以及第三层印制板，所述的第一层印制板、第二层半固化片以及第三层印制板固化压合在一起。

2.根据权利要求1所述的一种带状线结构的威尔金森1:8分配器，其特征在于：所述第一层印制板为CLTE-XT04055层压板，厚度为1mm。

3.根据权利要求1或2所述的一种带状线结构的威尔金森1:8分配器，其特征在于：所述的第一层印制板的上端开有8个半圆形缺口，下端开有1个半圆形缺口，板体上开有7个矩形方孔；所述的第一层印制板上开设有多个第一过孔；第一层印制板的正面保留覆铜，反面去除覆铜，所有第一过孔均做金属化处理。

4.根据权利要求3所述的一种带状线结构的威尔金森1:8分配器，其特征在于：所述的矩形方孔内焊接100欧姆电阻。

5.根据权利要求1所述的一种带状线结构的威尔金森1:8分配器，其特征在于：所述的第三层印制板为CLTE-XT04055层压板，厚度为1mm。

6.根据权利要求1或4所述的一种带状线结构的威尔金森1:8分配器，其特征在于：所述的第三层印制板的上端设有与第一层印制板上端的8个半圆形缺口相对应的8个输出口，下端设有与第一层印制板下端的1个半圆形缺口相对应的1个输入口；所述的第三层印制板上开设有多个与第一层印制板上第一过孔相对应的第二过孔；第三层印制板的正面、反面均保留覆铜，所有第二过孔均做金属化处理。

7.根据权利要求1或5所述的一种带状线结构的威尔金森1:8分配器，其特征在于：所述的第三层印制板上设有a、b、c、d部，a部为第一级1:2的威尔金森分配器，b、c部为第二级1:2的威尔金森分配器，d部为第三级1:2的威尔金森分配器。

8.根据权利要求7所述的一种带状线结构的威尔金森1:8分配器，其特征在于：所述b部以a部为对称轴与c部左右对称设置；d部为4个，其中两个以b部为对称轴左右对称设置，另外两个以c部为对称轴左右对称设置。

9.根据权利要求7所述的一种带状线结构的威尔金森1:8分配器，其特征在于：所述的第一级1:2的威尔金森分配器、第二级1:2的威尔金森分配器各自左右两边的第二过孔均对称。

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