本實用新型涉及微波電路及射頻通信相關領域，特別是涉及一種具有諧波抑制功能的威爾金森功分器。

背景技術：

功率分配器也稱為功分器，是一種將一路輸入信號能量分成兩路或多路輸出相等或不相等能量的器件，也可反過來將多路信號能量合成一路輸出，此時也可稱為合路器。功率分配器分有源、無源兩種，可平均分配一路信號變?yōu)閹茁份敵?，一般每分一路都有幾dB的衰減，信號頻率不同，分配器不同衰減也不同，為了補償衰減，在其中加了放大器后做出了無源功分器。

威爾金森功分器作為一種無源射頻功分器，主要應用于微波電路及射頻通信相關領域，特別是含非線性微波器件的電路。其中，常用的威爾金森功分器具有良好的阻抗匹配及端口隔離特性，但未對諧波進行抑制，在非線性器件(如混頻器等)應用中，由于諧波的存在，需要外加濾波模塊抑制諧波。

K.H.Yi和B.K.Kang在論文“Modified Wilkinson power divider for nth Harmonic suppression”中給出一種具有諧波抑制功能的威爾金森功分器設計，該設計通過在功分器的每個四分之一波長枝節(jié)中間增加八分之一波長的開路線來實現(xiàn)對二次諧波的抑制，這樣分枝的電氣長度將大于四分之一波長，從而使電路在偶模激勵下產(chǎn)生了復阻抗匹配，為此，該設計增加了并聯(lián)的集總電感元件實現(xiàn)阻抗匹配，而電感元件的低品質(zhì)因數(shù)及低諧振頻率導致了整個微波電路的頻率被限制在幾個GHz以下，并且電路尺寸增大。另外，該設計只能抑制單一的諧波頻率，無法同時抑制多個諧波。

針對現(xiàn)有技術中具有諧波抑制功能的威爾金森功分器由于并聯(lián)集總電感元件而限制電路頻率的技術問題，目前尚未提出有效的解決方案。

技術實現(xiàn)要素：

本實用新型的目的是提供一種具有諧波抑制功能的威爾金森功分器，以解決現(xiàn)有技術中的具有諧波抑制功能的威爾金森功分器由于并聯(lián)集總電感元件而限制電路頻率的技術問題。

為解決上述技術問題，作為本實用新型的一個方面，提供了一種具有諧波抑制功能的威爾金森功分器，該威爾金森功分器包括輸入端口、第一輸出端口、第二輸出端口、連接于第一輸出端口與第二輸出端口之間的隔離電阻、連接于輸入端口與第一輸出端口之間的至少一組傳輸線和開路線的組合、連接于輸入端口與第二輸出端口之間的至少一組傳輸線和開路線的組合，其中，在傳輸線和開路線的組合中，傳輸線的波長小于四分之一，開路線的波長根據(jù)抑制的諧波頻率確定。

進一步地，傳輸線和開路線的組合為Π型電路。

進一步地，輸入端口與第一輸出端口之間連接有波長為八分之一的第一傳輸線，輸入端口與第一傳輸線的第一端之間連接有波長為八分之一的第一開路線，第一輸出端口與第一傳輸線的第二端之間連接有波長為十二分之一的第二開路線；輸入端口與第二輸出端口之間連接有波長為八分之一的第二傳輸線，輸入端口與第二傳輸線的第一端之間連接有波長為八分之一的第三開路線，第二輸出端口與第二傳輸線的第二端之間連接有波長為十二分之一的第四開路線。

進一步地，傳輸線和開路線的組合為Π型電路的組合。

進一步地，隔離電阻的阻值為100歐。

進一步地，輸入端口與第一輸出端口、第二輸出端口的阻抗相等。

本申請?zhí)岢隽艘环N具有諧波抑制功能的威爾金森功分器，該威爾金森功分器包括輸入端口和兩個輸出端口；還包括連接于兩個輸出端口與之間的隔離電阻；還包括在輸入端口與輸出端口之間連接的至少一組傳輸線和開路線的組合，其中，在傳輸線和開路線的組合中，傳輸線的波長小于四分之一，開路線的波長根據(jù)抑制的諧波頻率確定，通過將傳統(tǒng)功分器的四分之一波長傳輸線分段，每段用一組傳輸線和開路線的組合替代，通過該組合的設置抑制諧波頻率，無需增加任何集總元件，降低了電路復雜性，抑制諧波的同時縮小了電路尺寸。此外，將傳輸線分為多段，替代每段的組合中采用不同波長的開路線，可同時抑制多個頻率的諧波分量。

附圖說明

圖1示意性示出了根據(jù)本實用新型的實施例的威爾金森功分器的等效電路結構圖；

圖2示意性示出了根據(jù)本實用新型的實施例的任意長度傳輸線等效為Π型容性負載電路的示意圖；

圖3示意性示出了根據(jù)本實用新型的實施例的電容與開路線的等效電路圖。

具體實施方式

以下對本實用新型的實施例進行詳細說明，但是本實用新型可以由權利要求限定和覆蓋的多種不同方式實施。

本申請實施例提供的是一種新型的威爾金森功分器，在保持該功分器原有性能不變的基礎上，不需要增加電感等集總元件，縮小了電路尺寸，簡化了微波電路設計，降低了成本；同時，能夠對多個諧波進行抑制，無需再增加額外的濾波模塊，進一步降低電路成本。關于本申請實施例提供的威爾金森功分器，詳細說明如下。

傳統(tǒng)的威爾金森功分器兩個分枝采用四分之一波長傳輸線，而任意長度傳輸線可等效為Π型容性負載電路，如圖2所示，因而，威爾金森功分器可采用Π型容性負載電路等效四分之一波長傳輸線。其中，等效計算公式如下：

而并聯(lián)電容又可等效為電氣長度小于四分之一波長的開路線，如圖3所示。其中，等效計算公式如下：

因此，功分器的四分之一波長分枝可等效為一段小于四分之一波長的傳輸線與開路線的組合，且保持輸入阻抗不變。傳輸線與開路線長度由公式(1)～(4)計算得出?？梢?，采用Π型電路可同時抑制兩個頻率諧波。若將功分器的四分之一波長傳輸線分成幾段，每段分別采用上述等效電路，則可同時抑制多個諧波頻率。

綜上所述，采用Π型容性負載電路替代四分之一波長傳輸線，而容性負載又可由開路線等效實現(xiàn)，能夠達到抑制諧波的同時縮小電路尺寸的目的，且無需增加任何集總元件，降低了電路復雜性，將傳輸線分段等效后還可同時抑制多個頻率的諧波分量。

基于以上描述，在一種實施例中，具有諧波抑制功能的威爾金森功分器包括輸入端口、第一輸出端口、第二輸出端口、連接于第一輸出端口與第二輸出端口之間的隔離電阻、連接于輸入端口與第一輸出端口的至少一組傳輸線和開路線的組合、連接于輸入端口與第二輸出端口之間的至少一組傳輸線和開路線的組合，其中，在傳輸線和開路線的組合中，傳輸線的波長小于四分之一，開路線的波長根據(jù)抑制的諧波頻率確定。其中，傳輸線和開路線的組合為Π型電路。

在一種實施例中，如圖1所示，具有諧波抑制功能的威爾金森功分器包括輸入端口Port1、第一輸出端口Port2、第二輸出端口Port3、連接于第一輸出端口Port2與第二輸出端口Port3之間的隔離電阻R，以及連接于輸入端口Port1與第一輸出端口Port2、第二輸出端口Port3之間的傳輸線和開路線的組合，其中，輸入端口Port1與第一輸出端口Port2之間連接有波長為八分之一的第一傳輸線(阻抗為Z₁)，輸入端口Port1與第一傳輸線的第一端之間連接有波長為八分之一的第一開路線(阻抗為Z_os1)，第一輸出端口Port2與第一傳輸線的第二端之間連接有波長為十二分之一的第二開路線(阻抗為Z_os2)；輸入端口Port1與第二輸出端口Port3之間連接有波長為八分之一的第二傳輸線(阻抗為Z₁)，輸入端口Port1與第二傳輸線的第一端之間連接有波長為八分之一的第三開路線(阻抗為Z_os1)，第二輸出端口Port3與第二傳輸線的第二端之間連接有波長為十二分之一的第四開路線(阻抗為Z_os2)。

該實施例中威爾金森功分器采用Π型等效電路結構，并采用八分之一波長和十二分之一波長開路線可同時抑制二次和三次諧波，且原四分之一波長傳輸線縮減至一半。

優(yōu)選地，隔離電阻R的阻值為100歐，輸入端口Port1與第一輸出端口Port2、第二輸出端口Port3的阻抗相等，均為Z₀。

以上僅為本實用新型的優(yōu)選實施例而已，并不用于限制本實用新型，對于本領域的技術人員來說，本實用新型可以有各種更改和變化。凡在本實用新型的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本實用新型的保護范圍之內(nèi)。