一種寬頻帶低損耗懸置結(jié)構(gòu)的功率分配器的制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型提出一種寬頻帶低損耗懸置結(jié)構(gòu)的功率分配器，所述功率分配器包括：基片、傳輸線、傳輸介質(zhì)和傳輸線的支撐，所述傳輸線的支撐位于功分器的中間作為傳輸線的支撐；所述傳輸線位于傳輸線的支撐的一面；所述傳輸介質(zhì)位于傳輸線的支撐的上面和下面；所述基片的兩邊和兩面均為接地面，接地面與地直接相連接，所述傳輸介質(zhì)為空氣。本實(shí)用新型解決了微帶型結(jié)構(gòu)隨著頻率的增加、對信號功率的影響會很大的問題，本實(shí)用新型提出的功率分配器插入損耗低，適用頻率寬。
【專利說明】一種寬頻帶低損耗懸置結(jié)構(gòu)的功率分配器

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及電子領(lǐng)域，尤其涉及一種寬頻帶低損耗懸置結(jié)構(gòu)的功率分配器。

【背景技術(shù)】
[0002]功率分配器主要在微波通信、電子對抗、雷達(dá)、導(dǎo)航、測試、儀器測量等領(lǐng)域用于功率分配、合成(在用作功率合成時(shí)也叫做功率合成器),天線和饋線網(wǎng)絡(luò)等系統(tǒng)中。
[0003]功率分配器，簡稱功分器，目前在國內(nèi)和國際上常用作為功分器設(shè)計(jì)的結(jié)構(gòu)主要是采用微帶結(jié)構(gòu)(Micro-strip),也叫做威爾金森(Wilkinson)功分器和微帶功分器,該種結(jié)構(gòu)適合寬帶設(shè)計(jì)、設(shè)計(jì)成熟、布局合理較為大部分設(shè)計(jì)師所采用；次之是采用帶狀線結(jié)構(gòu)(Strip-line)，由于該結(jié)構(gòu)的優(yōu)缺點(diǎn)都相對明顯，綜合指標(biāo)不如微帶適用，故通常設(shè)計(jì)均采用微帶式結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。
[0004]微帶(Micro-strip)型結(jié)構(gòu),如圖1所示。微帶類功分器,該結(jié)構(gòu)(一面為空氣15、一面為有損介質(zhì)11，傳輸線12位于有損介質(zhì)11上，14為地，13為接地面)在設(shè)計(jì)高頻(微波、毫米波段)時(shí)隨著頻率的增加、損耗(對信號的衰減)會愈來愈大、即對信號功率的影響會很大，用在系統(tǒng)中對系統(tǒng)指標(biāo)的影響也是會很大。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0005]針對現(xiàn)有技術(shù)存在的上述問題，本實(shí)用新型提出一種寬頻帶低損耗懸置結(jié)構(gòu)的功率分配器，以解決上述問題。
[0006]本實(shí)用新型的解決方案如下:
[0007]—種寬頻帶低損耗懸置結(jié)構(gòu)的功率分配器，所述功率分配器包括:傳輸線、地和傳輸介質(zhì)；所述功率分配器還包括傳輸線的支撐，傳輸線的支撐位于功率分配器的中間；所述傳輸線位于所述傳輸線的支撐的一面或另一面；所述傳輸線的支撐與地形成的空間內(nèi)為傳輸介質(zhì)。
[0008]優(yōu)選的，所述傳輸介質(zhì)為空氣。
[0009]進(jìn)一步優(yōu)選的，所述傳輸線的支撐為基片。
[0010]所述功分器還包括接地面，所述傳輸線的支撐的兩端均與地接觸，形成接地面，接地面與地接觸連接。
[0011]優(yōu)選的，所述傳輸介質(zhì)為傳輸線的支撐。
[0012]進(jìn)一步優(yōu)選的，所述功分器還包括接地面，所述傳輸線的支撐的兩端均與地接觸，形成接地面，接地面與地接觸連接。
[0013]所述功率分配器的適用頻率為0GHz-50GHz，所述功率分配器為N路。
[0014]本實(shí)用新型具有以下優(yōu)點(diǎn):
[0015]適用頻率寬，可用于頻率為0GHz-50GHz的N路功率分配。插入損耗損耗低，適用頻率寬。對功率分配器的電氣性能參數(shù)進(jìn)行大幅的提升。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0016]圖1為微帶型基片結(jié)構(gòu)。
[0017]圖2為懸置型基片結(jié)構(gòu)。
[0018]圖3為微帶型基片結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)的功率分配器；
[0019]A-基片正面圖形，B-基片背面圖形。
[0020]圖4為懸置型基片結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)的一種寬頻帶低損耗功率分配器；
[0021]A-基片正面圖形，B-基片背面圖形。

【具體實(shí)施方式】
[0022]下面結(jié)合實(shí)施方式及附圖對本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳細(xì)、完整地說明。
[0023]本專利給出了一種寬頻帶低損耗懸置結(jié)構(gòu)的功率分配器，主要是將功分器(功率分配器可簡稱為功分器)內(nèi)部的基片以及基片上的傳輸線懸置在上下均為空氣的介質(zhì)中，因?yàn)榭諝庀鄬τ谒械膫鬏斀橘|(zhì)來說是最好的傳輸介質(zhì)，傳輸線對所傳輸?shù)男盘査p小，故能這樣的結(jié)構(gòu)能減小功分器的傳輸損耗。如圖2所示，寬頻帶低損耗懸置結(jié)構(gòu)的功率分配器:傳輸線的支撐23位于功率分配器的中間，傳輸線的支撐23與地24形成的空間，所形成的空間內(nèi)為傳輸介質(zhì)25。具體可為:傳輸線的支撐23上下皆為傳輸介質(zhì)25 ;中間有基片或者介質(zhì)作為傳輸線的支撐23 ;這里傳輸介質(zhì)25優(yōu)選為空氣。懸置基片功分器結(jié)構(gòu)中使用單面?zhèn)鬏斁€22、雙面基片接地24。即傳輸線22的正面是空氣、背面是傳輸線的支撐23、傳輸線的支撐23的背面是空氣，作為傳輸線的支撐23的基片的兩邊和兩面均為接地面21，接地面21與地24直接相連接。在這里，單面?zhèn)鬏斁€式是指只能在基片的正面或者背面有傳輸線22，不能兩面同時(shí)都有傳輸線22。采用上述懸置基片型結(jié)構(gòu)的功能器適用頻率為0GHz-50GHz，且可以設(shè)計(jì)為N路功分器使用。
[0024]下面為了更清楚的說明本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)，這里通過用傳統(tǒng)的微帶型結(jié)構(gòu)以及本實(shí)用新型提出的寬頻帶低損耗懸置結(jié)構(gòu)的功率分配器的具體實(shí)施例進(jìn)行比較說明。
[0025]設(shè)計(jì)一個(gè)頻率范圍為0.5GHz-18GHz的2路功分器。
[0026]具體技術(shù)指標(biāo)要求為:
[0027]頻率范圍:0.5-18GHZ，
[0028]插入損耗:4.7dB max,
[0029]幅度不平度:0.5dB max,
[0030]相位不平度:±5。max,
[0031]輸入駐波:1.6max，
[0032]輸出駐波:1.4 max,
[0033]隔離度:16dBmin。
[0034]根據(jù)技術(shù)要求我們確定傳輸線的級數(shù):25級
[0035]第一種設(shè)計(jì)采用傳統(tǒng)的微帶型結(jié)構(gòu)。
[0036]通過使用Arlon880、ER=2.2,H=0.508mm的PCB材料所設(shè)計(jì)得到的微帶型基片如圖
3。圖3中A為基片正面圖形，B為基片背面圖形。31為基片，32為傳輸線，33為基片接地面。該2路功分器印制板的外形尺寸為長度143mm、寬24mm。由于雅龍公司的Arlon880的材料相對穩(wěn)定，且采用介電常數(shù)為2.2和厚度為0.508mm是保證體積不會太大并且又能保證滿足技術(shù)參數(shù)的需要。所以這里選取了上述材料使用。
[0037]第二種設(shè)計(jì)采用本實(shí)用新型提出的寬頻帶低損耗懸置結(jié)構(gòu)。
[0038]通過使用Arlon5880、ER=2.2、H=0.254mm的PCB板材料所設(shè)計(jì)得到的功率分配器如圖4所示。圖4中A為基片正面圖形，B為基片背面圖形。41為基片，42為傳輸線，43為基片接地面。該2路功分器懸置基片的外形尺寸為長度157_、寬24_。由于雅龍公司的Arlon880的材料相對穩(wěn)定，介電常數(shù)為2.2和厚度為0.254mm保證體積不會太大并且又能保證滿足技術(shù)參數(shù)的需要。所以這里選取了上述材料使用。
[0039]采用本實(shí)用新型提出的寬頻帶低損耗懸置結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的功分器，與采用傳統(tǒng)的微帶型結(jié)構(gòu)的功分器相比較略長，這是由于傳輸介質(zhì)的改變和物理結(jié)構(gòu)未完全按照微帶的排列所帶來的，如外形限制長度的可按照微帶的排列方式進(jìn)行縮短，總的來說可忽略。
[0040]通過對分別對前述第一種采用傳統(tǒng)的微帶型結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的功分器以及第二種采用本實(shí)用新型提出的寬頻帶低損耗懸置結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的功分器進(jìn)行測試后的數(shù)據(jù)可知:
[0041]傳統(tǒng)的微帶型結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的功分器的插入損耗、相位不平度所有指標(biāo)均滿足前面技術(shù)要求，但是插入損耗為4.554dB，與技術(shù)要求的4.7dB相比只有0.146dB的富余，該電氣性能只能算一般；對損耗要求更高的相同產(chǎn)品，該微帶型結(jié)構(gòu)式無法滿足實(shí)現(xiàn)的。
[0042]本實(shí)用新型提出的寬頻帶低損耗懸置結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的功分器的插入損耗、相位不平度完全滿足前面要求的電氣參數(shù)中的各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)，并且插入損耗只有3.757dB左右，與指標(biāo)中所要求的4.7dB相比較,富余將近IdB,其他各項(xiàng)指標(biāo)也有很大的富余量,對整個(gè)2路功分器的電氣參數(shù)的提升時(shí)很大的。
[0043]經(jīng)過對測試值比對發(fā)現(xiàn)，二者單看測試曲線均完全滿足指標(biāo)要求，再對比2個(gè)測試曲線上反應(yīng)的各測試點(diǎn)，數(shù)值相差很大。前者損耗為4.554dB、后者損耗為3.757dB，二者相差幾乎ldB，損耗是功分器中最主要的指標(biāo)，這對功分器本身電氣參數(shù)來說是巨大的提高、其他指標(biāo)也有一定差別。并且后者整體指標(biāo)更好，這對于寬帶或者超寬帶功分器來說是很重要的。
[0044]上面例示了本實(shí)用新型的一些實(shí)施方式，但應(yīng)意識到，本實(shí)用新型的實(shí)施方式不限于此。在不脫離本實(shí)用新型的精神和范圍的前提下，可以對本實(shí)用新型進(jìn)行多種改型。
【權(quán)利要求】
1.一種寬頻帶低損耗懸置結(jié)構(gòu)的功率分配器，所述功率分配器包括:傳輸線(22)、地(24)和傳輸介質(zhì)(25)，其特征在于:所述功率分配器還包括傳輸線的支撐(23)，傳輸線的支撐(23)位于功率分配器的中間；所述傳輸線(22)位于所述傳輸線的支撐(23)的一面或另一面；所述傳輸線的支撐(23)與地(24)形成的空間內(nèi)為傳輸介質(zhì)(25)。
2.如權(quán)利要求1所述的一種寬頻帶低損耗懸置結(jié)構(gòu)的功率分配器，其特征在于:所述傳輸介質(zhì)(25)為空氣。
3.如權(quán)利要求1或2所述的一種寬頻帶低損耗懸置結(jié)構(gòu)的功率分配器，其特征在于:所述傳輸線的支撐(23)為基片。
4.如權(quán)利要求3所述的一種寬頻帶低損耗懸置結(jié)構(gòu)的功率分配器，其特征在于:所述功率分配器還包括接地面(21)，所述傳輸線的支撐(23)的兩端均與地(24)接觸，形成接地面(21)，接地面(21)與地(24)接觸連接。
5.如權(quán)利要求1所述的一種寬頻帶低損耗懸置結(jié)構(gòu)的功率分配器，其特征在于:所述傳輸介質(zhì)為傳輸線的支撐(23)。
6.如權(quán)利要求5所述的一種寬頻帶低損耗懸置結(jié)構(gòu)的功率分配器，其特征在于:所述功率分配器還包括接地面(21)，所述傳輸線的支撐(23)的兩端均與地(24)接觸，形成接地面(21)，接地面(21)與地(24)接觸連接。
7.如權(quán)利要求2或5所述的一種寬頻帶低損耗懸置結(jié)構(gòu)的功率分配器，其特征在于:所述功率分配器的適用頻率為0GHz-50GHz，所述功率分配器為N路。
【文檔編號】H01P5/12GK203967224SQ201420372365
【公開日】2014年11月26日 申請日期:2014年7月8日 優(yōu)先權(quán)日:2014年4月22日
【發(fā)明者】陳家輝, 鐘名慶 申請人:成都玖信科技有限公司