[发明专利]一种传输线结构微波射频功率分配器

说明书

技术领域

本发明涉及微波射频功率分配器，特别是一种功分比方便可调的传输线结构微波射频功率分配器。

技术背景

在设计微波功率放大器、微波发射机等设备中，经常遇到功率分配和合成问题。即将输入功率按一定比例分配到各个分支电路中，或将各个分支电路中的功率合成到一个总的输出端口中。目前最常用的是定向耦合器和威尔金森功分器，然而定向耦合器结构本身较为复杂，尤其是当分支电路不仅仅两路时，将需要多个定向耦合器联合实现；另外，定向耦合器一旦加工成型，功分比就被固定下来，在电路研发设计过程中，不容易微调。常规的威尔金森功分器是通过调节分支电路的特性阻抗来达到功分比，很容易实现一分多路的情况。然而，当分支电路功分比非常大时，分支线特性阻抗将相差悬殊，即出现特性阻抗过高或过低的现象，其几何结构会很不利于加工；另外，常规威尔金森功分器一旦加工成型功分比也被固定下，不容易在电路研发设计过程中微调。

采用定向耦合器实现功率分配，其结构复杂且不易实现一分两支路以上情况；常规威尔金森功分器在功分比太大时，其几何结构往往不易加工；另外，前面所述两种器件功分比均不易微调。

发明内容

本发明的目的是提供一种容易加工，且功分比方便可调的传输线结构微波射频功率分配器。

本发明的目的是这样实现的，一种传输线结构微波射频功率分配器，其特征是：包括：第一传输线、第二传输线、第三传输线、第四传输线；内部阻抗为ZS的信号源通过输入端口P1注入到特性阻抗为Z0，长度为L0的第一传输线；第一传输线将功率分成两个支路，一路功率注入特性阻抗为Z1，长度为L1的第二传输线，第二传输线的另一端作为功分器的输出端口P2，输出端口P2接负载阻抗ZL1，负载阻抗ZL1并联一个电容C1，负载阻抗ZL1和电容C1另一端接零信号端；第一传输线将另一路功率注入特性阻抗为Z2，长度为L2的第三传输线，第三传输线的另一端作为功分器的输出端口P3，输出端口P3接负载阻抗ZL2；电容C2一端通过特性阻抗为Z3，长度为L3的第四传输线与负载阻抗ZL2进行阻抗变换，电容C2经过阻抗变换后与负载阻抗ZL2并联。

所述的负载阻抗ZL1和负载阻抗ZL2为恒定值。

所述的电容C1、电容C2为可变电容，通过微调其容值。

所述的电容C1、电容C2的容值采用机械微调或者电压微调。

所述的第一传输线、第二传输线、第三传输线第四传输线采用TEM传输线。

所述的第一传输线的特性阻抗Z0为50欧姆，长度为中心频率对应的四分之一波长。

所述的第二传输线的特性阻抗Z1为50欧姆，长度为中心频率对应的四分之一波长。

所述的第三传输线的特性阻抗Z2为50欧姆，长度为中心频率对应的四分之一波长。

所述的第四传输线的特性阻抗Z3为50欧姆，长度为中心频率对应的四分之一波长。

所述的负载阻抗ZL2为50欧姆的负载；负载阻抗ZL1为50欧姆的负载。

本发明具有以下优点：微调电容C1、电容C2，端口P2，端口P3输出功率比作相应变化。这一特性特别适合研发电路初期、系统装配等需要微调电路性能的情况。采用微调电容值的方法，容易实现。机械微调电容、电调PN结电容容易购买，且成本低。

附图说明

下面结合实施例附图对本发明作进一步说明：

图1是本发明实施例电路原理示意图；

图2是当C1、C2为5pF时的S参数曲线图；

图3是当C1、C2为1pF时的S参数曲线图。

图中，1、信号源；2、第一传输线；3、第三传输线；4、第二传输线；5、第四传输线。

具体实施方式

如图1所示，内部阻抗为ZS的信号源1通过输入端口P1注入到特性阻抗为Z0，长度为L0的第一传输线2。第一传输线2将功率分成两个支路，一路功率注入特性阻抗为Z1，长度为L1的第二传输线4，第二传输线4的另一端作为功分器的输出端口P2，输出端口P2接负载阻抗ZL1，负载阻抗ZL1并联一个电容C1，负载阻抗ZL1和电容C1另一端接零信号端；第一传输线2将另一路功率注入特性阻抗为Z2，长度为L2的第三传输线3，第三传输线3的另一端作为功分器的输出端口P3，输出端口P3接负载阻抗ZL2；电容C2一端通过特性阻抗为Z3，长度为L3的第四传输线5与负载阻抗ZL2进行阻抗变换，电容C2经过阻抗变换后与负载阻抗ZL2并联。