EP1107349A1 - Leistungsteiler für Hochfrequenzsignale - Google Patents

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EP1107349A1
EP1107349A1 EP00310900A EP00310900A EP1107349A1 EP 1107349 A1 EP1107349 A1 EP 1107349A1 EP 00310900 A EP00310900 A EP 00310900A EP 00310900 A EP00310900 A EP 00310900A EP 1107349 A1 EP1107349 A1 EP 1107349A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
branch
power divider
gate
lines
arms
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP00310900A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Hardial Gill
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Telent GmbH
Original Assignee
Marconi Communications GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Marconi Communications GmbH filed Critical Marconi Communications GmbH
Publication of EP1107349A1 publication Critical patent/EP1107349A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01P—WAVEGUIDES; RESONATORS, LINES, OR OTHER DEVICES OF THE WAVEGUIDE TYPE
    • H01P5/00—Coupling devices of the waveguide type
    • H01P5/12—Coupling devices having more than two ports
    • H01P5/16—Conjugate devices, i.e. devices having at least one port decoupled from one other port

Definitions

  • the present invention relates to a power divider for high-frequency signals, the a line branch consisting of two coupled branch arms has, the branch point of the two branch arms a first gate and the two free ends of the two branch arms a second and a third Power gate form and form between the second and the third gate ohmic resistance is switched.
  • Such a power divider constructed according to the Wilkinson principle is known from US 4,875,024.
  • the two interconnected branch arms of the line branch each have a length of a quarter of the operating wavelength of the power divider.
  • the characteristic impedance of the two branch arms is ⁇ 2Z 0 .
  • a power divider constructed according to this known Wilkinson principle which is designed for a frequency range above 10 GHz, has a relatively narrow bandwidth.
  • the invention is therefore based on the object of a power divider at the outset Specify the type mentioned, which has the widest possible operating frequency band.
  • each of the two branch arms of the Wilkinson principle Branch one or more open stub lines.
  • This simple Stub lines that are to be manufactured and require little space result in a considerable increase in the operating frequency band of the power divider.
  • a bandwidth of 65% can be achieved.
  • the operating bandwidth of the power divider can be further expanded be enlarged so that each of the three gates of the power divider with an input or output line is connected and that at least one of the input or Branch off one or more spur lines.
  • the Realize power dividers as MMIC (Monolithic Microwave Integrated Circuit).
  • the only figure in the drawing shows a power divider implemented in stripline technology, which is based on the Wilkinson principle.
  • This power divider essentially consists of a line branch with two coupled branch arms L1 and L2.
  • the branch point of the two branch arms L1 and L2 forms a first gate T1 of the power divider.
  • the free end of the branch arm Ll forms a second gate T2 and the free end of the branch arm L2 forms a third gate T3 of the power divider.
  • a signal fed in at the first gate T1 is divided equally between the two gates T2 and T3, or the powers of two signals fed in at the gates T2 and T3 add up at the gate T1.
  • an ohmic resistor R is connected between the two gates T2 and T3.
  • the resistance R has a value of 1.6 Z 0 , where Z 0 is the characteristic line impedance.
  • One of the two branching arms L1 and L2 branches in each case idling Stub line SL1, SL2 from.
  • These two stub lines SL1 and SL2 have one Operating bandwidth of the power divider increasing effect.
  • the length of the two Stub lines SL1 and SL2 is considerably less than ⁇ / 4 ( ⁇ is the middle one Operating wavelength of the power divider) and is selected so that the bandwidth of the Power divider is as large as possible.
  • the branch lines SL1 and SL2 branch approximately in the middle of the branch arms L1 and L2.
  • a further increase in the operating range is achieved by using the Gates T1, T2 and T3 connected input and output lines LT1, LT2 and LT3 are also provided with idle stub lines.
  • Deviating from the illustrated embodiment also only one or two of the three input or output lines LT1, LT2, LT3 Stub lines are provided.
  • There is also no need to Output lines LT1, LT2, LT3 two symmetrically arranged stub lines may be provided, under certain circumstances only one of the respective is sufficient Branch line branching off the input or output line.
  • the input and output lines LT1, LT2, LT3 act like series inductors, and those from the input and output lines LT1, LT2, LT3 branch lines LT11, LT12, LT21, LT22, LT31, LT32 act like Parallel capacities.
  • the input and output lines LT1, LT2, LT3 also form their stub lines LT11, LT12, LT21, LT22, LT31, LT32 adapter elements Low pass characteristic.
  • the length of the stub lines LT11, LT12, LT21, LT22, LT31, LT32 is smaller than ⁇ / 4 and dimensioned so that the widest possible bandwidth for the power divider.
  • the spur lines LT11, LT12, LT21, LT22, LT31, LT32 branches from the input and output lines LT1, LT2, LT3 in one Distance from approx. ⁇ / 8 to the gates T1, T2, T3.

Landscapes

  • Networks Using Active Elements (AREA)

Abstract

Ein besonders breitbandiger nach dem Wilkinson-Prinzip aufgebauter Leistungsteiler weist eine aus zwei gekoppelten Verzweigungsarmen (L1, L2) bestehende Leitungsverzweigung auf, wobei der Verzweigungspunkt der beiden Verzweigungsarme (L1, L2) ein erstes Tor (T1) and die beiden freien Enden der Verzweigungsarme (L1, L2) ein zweites and ein drittes Tor (T2, T3) bilden and zwischen das zweite Tor (T2) and das dritte Tor (T3) ein ohmscher Widerstand (R) geschaltet ist. Von jedem der Verzweigungsarme (L1, L2) zweigen ein oder mehrere offene Stichleitungen (SL1, SL2) ab.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Leistungsteiler für Hochfrequenzsignale, der eine aus zwei gekoppelten Verzweigungsarmen bestehende Leitungsverzweigung aufweist, wobei der Verzweigungspunkt der beiden Verzweigungsarme ein erstes Tor and die beiden freien Enden der beiden Verzweigungsarme ein zweites and ein drittes Tor des Leistungsteilers bilden and zwischen das zweite and das dritte Tor ein ohmscher Widerstand geschaltet ist.
Ein solcher nach dem Wilkinson-Prinzip aufgebauter Leistungsteiler ist aus der US 4 875 024 bekannt. Die beiden miteinander gekoppelten Verzweigungsarme der Leitungsverzweigung haben jeweils eine Länge von einem Viertel der Betriebswellenlänge des Leistungsteilers. Die charakteristische Impedanz der beiden Verzweigungsarme beträgt √2Z0. Ein nach diesem bekannten Wilkinson-Prinzip aufgebauter Leistungsteiler, der fur einen Frequenzbereich von oberhalb 10 GHz ausgelegt ist, weist eine relativ schmale Bandbreite auf.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen Leistungsteiler der eingangs genannten Art anzugeben, der ein möglichst breites Betriebsfrequenzband aufweist.
Die genannte Aufgabe wird mit den Merkmalen des Anspruchs 1 dadurch gelöst, dass von jedem der beiden Verzweigungsarme des nach dem Wilkinson-Prinzip aufgebauten Leistungsteilers ein oder mehrere offene Stichleitungen abzweigen. Diese einfach herzustellenden and wenig Platz beanspruchenden Stichleitungen bewirken eine erhebliche Steigerung des Betriebsfrequenzbandes des Leistungsteilers. In einem Frequenzbereich oberhalb von 10 GHz kann bei einem Leistungsteiler mit den erfindungsgemäßen Merkmalen eine Bandbreite von 65% erzielt werden.
Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung gehen aus den Unteransprüchen hervor.
Danach kann die Betriebsbandbreite des Leistungsteilers dadurch noch weiter vergrößert werden, dass jedes der drei Tore des Leistungsteilers mit einer Eingangs- bzw. Ausgangsleitung verbunden ist and dass mindestens von einer der Eingangs- bzw. Ausgangsleitungen ein oder mehrere Stichleitungen abzweigen.
Wenn alle Leitungen in planarer Leitungstechnik ausgebildet werden, läßt sich der Leistungsteiler als MMIC (Monolithic Microwave Integrated Circuit) realisieren.
Anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels wird nachfolgend die Erfindung näher erläutert.
Die einzige Figur der Zeichnung zeigt einen in Streifenleitungstechnik realisierten Leistungsteiler, der auf dem Wilkinson-Prinzip basiert. Dieser Leistungsteiler besteht im wesentlichen aus einer Leitungsverzweigung mit zwei gekoppelten Verzweigungsarmen L1 and L2. Der Verzweigungspunkt der beiden Verzweigungsarme L1 and L2 bildet ein erstes Tor T1 des Leistungsteilers. Das freie Ende des Verzweigungsarmes Ll bildet ein zweites Tor T2 and das freie Ende des Verzweigungsarmes L2 ein drittes Tor T3 des Leistungsteilers. Ein am ersten Tor T1 eingespeistes Signal wird zu gleichen Leistungsanteilen auf die beiden Tore T2 and T3 aufgeteilt, bzw. die Leistungen von zwei an den Toren T2 and T3 eingespeisten Signalen summieren sich am Tor T1. Zur gegenseitigen Isolation der beiden Tore T2 and T3 ist, wie vom Wilkinson-Leistungsteiler her bekannt, zwischen die beiden Tore T2 and T3 ein ohmscher Widerstand R geschaltet. Der Widerstand R hat einen Wert von 1,6 Z0, wobei Z0 die charakteristische Leitungsimpedanz ist.
Von den beiden Verzweigungsarmen L1 and L2 zweigt jeweils eine leerlaufende Stichleitung SL1, SL2 ab. Diese beiden Stichleitungen SL1 and SL2 haben eine die Betriebsbandbreite des Leistungsteilers erhöhende Wirkung. Die Länge der beiden Stichleitungen SL1 and SL2 ist erheblich geringer als λ/4 (λ ist die mittlere Betriebswellenlänge des Leistungsteilers) and wird so gewählt, dass die Bandbreite des Leistungsteilers möglichst groß ist. Die Stichleitungen SL1 and SL2 zweigen etwa in der Mitte der Verzweigungsarme L1 and L2 ab.
Eine weitere Erhöhung der Betriebsbandbreite wird dadurch erreicht, dass mit den Toren T1, T2 and T3 verbundene Eingangs- bzw. Ausgangsleitungen LT1, LT2 and LT3 ebenfalls mit leerlaufenden Stichleitungen versehen sind. Von der mit dem Tor T1 verbundenen Eingangs- bzw. Ausgangsleitung LT1 zweigen zwei symmetrisch angeordnete Stichleitungen LT11 and LT12 ab. Von der mit dem Tor T2 verbundenen Eingangs- bzw. Ausgangsleitung LT2 zweigen zwei symmetrisch angeordnete Stichleitungen LT21 and LT22 ab, and von der mit dem Tor T3 verbundenen Eingangs- bzw. Ausgangsleitung LT3 zweigen zwei symmetrisch angeordnete Stichleitungen LT31 and LT32 ab. Abweichend von dem dargestellten Ausführungsbeispiel können auch nur eine oder zwei der drei Eingangs- bzw. Ausgangsleitungen LT1, LT2, LT3 mit Stichleitungen versehen werden. Es müssen auch nicht an den einzelnen Eingangs bzw. Ausgangsleitungen LT1, LT2, LT3 zwei symmetrisch angeordnete Stichleitungen vorgesehen werden, es reicht unter Umständen auch nur eine von der jeweiligen Eingangs- bzw. Ausgangsleitung abzweigende Stichleitung aus.
Die Eingangs- bzw. Ausgangsleitungen LT1, LT2, LT3 wirken wie Serien-Induktivitäten, and die von den Eingangs- bzw. Ausgangsleitungen LT1, LT2, LT3 abzweigenden Stichleitungen LT11, LT12, LT21, LT22, LT31, LT32 wirken wie Parallel-Kapazitäten. Die Eingangs- bzw. Ausgangsleitungen LT1, LT2, LT3 bilden mit ihren Stichleitungen LT11, LT12, LT21, LT22, LT31, LT32 Anpaßelemente mit Tiefpaßeigenschaft. Die Länge der Stichleitungen LT11, LT12, LT21, LT22, LT31, LT32 ist kleiner als λ/4 and so dimensioniert, dass sich eine möglichst größe Bandbreite für den Leistungsteiler einstellt. Die Stichleitungen LT11, LT12, LT21, LT22, LT31, LT32 zweigen von den Eingangs- bzw. Ausgangsleitungen LT1, LT2, LT3 in einem Abstand von ca. λ/8 zu den Toren T1, T2, T3 ab.

Claims (3)

  1. Leistungsteiler für Hochfrequenzsignale, der eine aus zwei gekoppelten Verzweigungsarmen (L1, L2) bestehende Leitungsverzweigung aufweist, wobei der Verzweigungspunkt der beiden Verzweigungsarme (L1, L2) ein erstes Tor (T1) and die beiden freien Enden der beiden Verzweigungsarme (L1, L2) ein zweites and ein drittes Tor (T2, T3) des Leistungsteilers bilden and zwischen das zweite Tor (T2) and das dritte Tor (T3) ein ohmscher Widerstand (R) geschaltet ist, dadurch gekennzeichnet, dass von jedem der Verzweigungsarme (L1, L2) eine oder mehrere offene Stichleitungen (SL1, SL2) abzweigen.
  2. Leistungsteiler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass jedes der drei Tore (T1, T2, T3) mit einer Eingangs- bzw. Ausgangsleitung (LT1, LT2, LT3) verbunden ist and dass mindestens von einer der Eingangs- bzw. Ausgangsleitungen (LT1, LT2, LT3) eine oder mehrere Stichleitungen (LT11, LT12, LT21, LT22, LT31, LT32) abzweigen.
  3. Leistungsteiler nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass alle Leitungen (L1, L2, SL1, SL2, LT1, LT11, LT12, LT2, LT21, LT22, LT3, LT31, LT32) in planarer Leitungstechnik ausgebildet sind.
EP00310900A 1999-12-07 2000-12-07 Leistungsteiler für Hochfrequenzsignale Withdrawn EP1107349A1 (de)

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