一種s波段微型雙微波自負載正交功分器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及功分器技術(shù)領(lǐng)域，特別是一種S波段微型雙微波自負載正交功分器。
【背景技術(shù)】
[0002]功率分配器(簡稱功分器)是一種重要的微波無源器件。功率分配器廣泛地應(yīng)用在無線通信領(lǐng)域，主要包括微波功率放大、線性化電路等方面。20世紀(jì)50年代中期到60年代，世界上提出了第一種功分器，叫威爾金森(Wilkinson)功分器，它是利用四分之一波長傳輸線的阻抗變換特性來實現(xiàn)的。隨著通信技術(shù)的迅猛發(fā)展和通信行業(yè)競爭的加劇，對Wilkinson功分器的性能也提出了新的要求。而傳統(tǒng)的Wilkinson功分器只能工作在單一的頻段及其奇次諧波處，已經(jīng)遠遠不能滿足現(xiàn)代無線通信的雙頻、多頻和寬帶的要求。
[0003]功率分配器發(fā)展趨勢是體積小、承受功率大、頻帶寬、分配損耗小插入損耗小、有良好的駐波比和隔離度等。然而在某些特殊場合，對功率分配器的要求也是越來越高。隨著功分器基本原理與設(shè)計技術(shù)的大量文獻德相繼出現(xiàn)，從六七十年代到上世紀(jì)末，提出了很多拓寬工作帶寬的方法，1967年，Sidney David引入了開路入/4傳輸線展寬帶寬；后來Cohn介紹了多節(jié)傳輸線結(jié)構(gòu)來展寬帶寬并給出2節(jié)功率合成器的詳細設(shè)計的公式和表格。Tetarenko在他的文章中介紹采用漸變線阻抗變換器和薄膜電阻結(jié)構(gòu)來實現(xiàn)展寬工作帶寬的目的。進入到21世紀(jì)己涌現(xiàn)了從立體結(jié)構(gòu)到平面結(jié)構(gòu)，從窄帶到寬帶器件的大量研宄成果，并且這些成果已廣泛應(yīng)用于微波工程技術(shù)領(lǐng)域。2005年北京遙測技術(shù)研宄所提出了一種寬帶功率分配器結(jié)構(gòu)，它是采用一個七節(jié)的二等分分路器來實現(xiàn)的。該方案實現(xiàn)了在I到12GHz的寬帶范圍內(nèi)路間隔離度大于15.7dB? 2006年吳磊和孫增光提出了一種雙頻功分器的設(shè)計方案即在雙頻功分器在兩個輸出端口之間加入RLC諧振電路來實現(xiàn)整個功分器的雙頻特性，文中采用復(fù)合左右手材料來實現(xiàn)雙頻功分器。2007年電子科大宋開軍和樊勇提出了一種基于擴展同軸波導(dǎo)的探針插入式功率分配/合成電路結(jié)構(gòu)。這種功率合成電路的特點是采用探針沿擴展同軸波導(dǎo)徑向插入來實現(xiàn)功率從波導(dǎo)到微帶的轉(zhuǎn)換和分配，由探針從波導(dǎo)中引出的功率信號經(jīng)同軸波導(dǎo)外有源放大單元進行放大后，再由探針引入波導(dǎo)，在波導(dǎo)內(nèi)實現(xiàn)功率合成。該方案實現(xiàn)了在5到20GHz的寬帶范圍內(nèi)回波損耗小于一 15dB，而插入損耗小于0.57dB例。同年香港城市大學(xué)Leung Chiu提出了一種懸置微帶功分器結(jié)構(gòu)，它可以獲得96.5%的一 1dB帶寬比，高于25dB的隔離度和小于0.7dB的插入損耗。2009年南京理工大學(xué)的唐萬春和王丹陽提出了一種由K(KlOpfenstein)漸變匹配節(jié)組成的新型寬帶功分器，該功分器的工作頻段為9倍頻(2 — 18GHz)，覆蓋了 S波段、C波段和X波段三個波段，其工作頻帶范圍大，實用性強。
[0004]到目前為止，功率分配器的技術(shù)依然存在很大的發(fā)展空間，現(xiàn)代通訊的發(fā)展需要更高性能的功分器。例如，承受功率不夠大、頻帶不夠?qū)挄绊懝β史峙淦鞯氖褂梅秶?，限制功率分配器的發(fā)展。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的在于提供一種由帶狀線結(jié)構(gòu)和自負載定向耦合器實現(xiàn)體積小、可靠性高、電性能優(yōu)異的S波段微型雙微波自負載正交功分器。
[0006]實現(xiàn)本發(fā)明目的的技術(shù)解決方案是:一種S波段微型雙微波自負載正交功分器，包括自負載定向耦合器和兩個微波功分器，所述自負載定向耦合器包括第一輸入端口、直通端口、耦合端口、隔離端口、第一輸入電感、上下兩層雙螺旋結(jié)構(gòu)的寬邊耦合帶狀線、三個輸出電感、鉭電阻和接地端，自負載定向耦合器的直通端口與第一微波功分器的輸入端口連接、親合端口與第二微波功分器的輸入端口連接；所述自負載定向親合器中第一輸入電感、上層雙螺旋結(jié)構(gòu)的寬邊耦合帶狀線和第一輸出電感在同一平面，第一輸入端口通過第一輸入電感與上層雙螺旋結(jié)構(gòu)的寬邊耦合帶狀線一端連接，上層雙螺旋結(jié)構(gòu)的寬邊耦合帶狀線另一端通過第一輸出電感與直通端口連接；第二輸出電感、下層雙螺旋結(jié)構(gòu)的寬邊耦合帶狀線和第三輸出電感在同一平面，下層雙螺旋結(jié)構(gòu)的寬邊耦合帶狀線一端通過第二輸出電感與耦合端口連接，下層雙螺旋結(jié)構(gòu)的寬邊耦合帶狀線另一端通過第三輸出電感與隔尚端口連接；組電阻一端接地、另一端連接親合端口 ；
[0007]所述第一、二微波功分器的結(jié)構(gòu)相同，每個微波功分器均包括第二輸入端口、第二輸入電感、第一 λ/4帶狀線、第二 λ/4帶狀線、100Ω電阻、第四輸出電感、第五輸出電感、第一輸出端口、第二輸出端口，其中第一 λ/4帶狀線、第二 λ/4帶狀線分別由三段帶狀線組成U型，且第一 λ/4帶狀線、第二 λ/4帶狀線的始端相連接，第一 λ/4帶狀線的末端與100 Ω電阻一端連接，第二 λ/4帶狀線的末端與100Ω電阻另一端連接；第二輸入端口與第二輸入電感的一端連接，第二輸入電感的另一端與第一 λ/4帶狀線、第二 λ/4帶狀線的公共始端連接，第四輸出電感串接于第一 λ/4帶狀線的末端與第一輸出端口之間，第五輸出電感串接于第二 λ/4帶狀線的末端與第二輸出端口之間。
[0008]本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，其顯著優(yōu)點是:(1)帶內(nèi)平坦；(2)可產(chǎn)生形狀相同，相位相差90度的信號波形；(3)體積小、重量輕、可靠性高、電性能優(yōu)異；(4)電路實現(xiàn)結(jié)構(gòu)簡單，可實現(xiàn)大批量生產(chǎn)。
【附圖說明】
[0009]圖1是本發(fā)明S波段微型雙微波自負載正交功分器的結(jié)構(gòu)示意圖，其中(a)是原理結(jié)構(gòu)示意圖，(b)是自負載定向耦合器的立體機構(gòu)示意圖，(C)是第一微波功分器的立體機構(gòu)示意圖，(d)是第二微波功分器的立體結(jié)構(gòu)示意圖。
[0010]圖2是本發(fā)明S波段微型雙微波自負載正交功分器各輸出端口的幅頻特性曲線圖。
[0011]圖3是本發(fā)明S波段微型雙微波自負載正交功分器輸入端口的駐波特性曲線圖。
[0012]圖4是本發(fā)明S波段微型雙微波自負載正交功分器中第一、二輸出端口的相位差曲線及第三、四輸出端口的相位差曲線圖。
[0013]圖5是本發(fā)明S波段微型雙微波自負載正交功分器中第一、三輸出端口的相位差曲線圖。
【具體實施方式】
[0014]下面結(jié)合附圖對本發(fā)明作進一步詳細描述。
[0015]本發(fā)明S波段微型雙微波自負載正交功分器，包括自負載定向耦合器和兩個微波功分器，所述自負載定向耦合器包括第一輸入端口、直通端口、耦合端口、隔離端口、第一輸入電感、上下兩層雙螺旋結(jié)構(gòu)的寬邊耦合帶狀線、三個輸出電感、鉭電阻和接地端，自負載定向親合器的直通端口與第一微波功分器的輸入端口連接、親合端口與第二微波功分器的輸入端口連接；所述自負載定向耦合器中第一輸入電感、上層雙螺旋結(jié)構(gòu)的寬邊耦合帶狀線和第一輸出電感在同一平面，第一輸入端口通過第一輸入電感與上層雙螺旋結(jié)構(gòu)的寬邊耦合帶狀線一端連接，上層雙螺旋結(jié)構(gòu)的寬邊耦合帶狀線另一端通過第一輸出電感與直通端口連接；第二輸出電感、下層雙螺旋結(jié)構(gòu)的寬邊耦合帶狀線和第三輸出電感在同一平面，下層雙螺旋結(jié)構(gòu)的寬邊耦合帶狀線一端通過第二輸出電感與耦合端口連接，下層雙螺旋結(jié)構(gòu)的寬邊耦合帶狀線另一端通過第三輸出電感與隔離端口連接；鉭電阻一端接地、另一端連接耦合端口；
[0016]所述第一、二微波功分器的結(jié)構(gòu)相同，每個微波功分器均包括第二輸入端口、第二輸入電感、第一 λ/4帶狀線、第二 λ/4帶狀線、100Ω電阻、第四輸出電感、第五輸出電感、第一輸出端口、第二輸出端口，其中第一 λ/4帶狀線、第二 λ/4帶狀線分別由三段帶狀線組成U型，且第一 λ/4帶狀線、第二 λ/4帶狀線的始端相連接，第一 λ/4帶狀線的末端與100 Ω電阻一端連接，第二 λ/4帶狀線的末端與100Ω電阻另一端連接；第二輸入端口與第二輸入電感的一端連接，第二輸入電感的另一端與第一 λ/4帶狀線、第二 λ/4帶狀線的公共始端連接，第四輸出電感串接于第一 λ/4帶狀線的末端與第一輸出端口之間，第五輸出電感串接于第二 λ/4帶狀線的末端與