[实用新型]具有高功分比的Gysel功分滤波器

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种具有高功分比的功率分配器，具体涉及可应用于射频前端电路带滤波功能的具有高功分比的Gysel功分滤波器。

背景技术

功率分配器是微波电路中一个基础的部分，因为其有分离和组合信号的功能，所以在很多天线阵列和平衡电路中都要用到。

在过去的几十年，有大量关于功率分配器的研究。研究的焦点在于拓宽频带，减小面积，双频响应以及谐波抑制。

在很多的高功率的射频系统中，任意的功分比被需要，然而高功率的电路在散热方面要求高，传统的威尔金森功分器难以实现，相比之下，Gysel功分器的外部电阻就能很好的散热，过去的研究无论实在威尔金森还是在Gysel功分器的基础上改变功分比都没能达到高功分比的效果。大多只局限于改变微带线的阻抗来改变功分比，但是高的功分比要求高阻抗的微带线，这一点在实际中很难实现。 

考虑到射频前端高功分比天线阵列的需求，本实用新型提出了一种新型的具有高功分比的Gysel功分滤波器。相对于传统的Gysel功分滤波器，此实用新型在中心频率处加一个90度相移的阻抗变换器去替代功分滤波器中那四分之一波长的高阻抗微带线。这样设计后，功分比可以到达10:1，带宽可以被任意的控制，同时，在通带边缘可以创建两个传输零点，提高频率选择性。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服现有技术存在的上述不足，提出具有高功分比的Gysel功分滤波器。本实用新型中，每一个高功分比Gysel非等分功率分配器包括两个具有90度相位差的阻抗变换器、四个不同特性阻抗的四分之一波长的分支线和两个隔离电阻。每一个阻抗变换器的输入输出阻抗可通过改变谐振器之间的耦合强度和端口位置进行调节以进行不同比率的功率分配并实现匹配。相比于输入端口和输出端口之间用四分之一波长阻抗线的Gysel功分器，这种结构可以实现高功分比，它的带宽可以被任意的控制，同时，在通带边缘可以创建两个传输零点，提高频率选择性。因为功率分配器中加入了具有滤波功能的阻抗变换器，改变阻抗变换器的耦合强度可以改变滤波器输入阻抗的大小，所以可以同时实现频率选择和高功分比的功率分配的功能。

    为实现本实用新型目的，本实用新型所采用的技术方案如下：

具有高功分比的Gysel功分滤波器，包括上层微带结构，隔离元件，中间层介质基板和下层接地金属板，上层微带结构附着在中间层介质板上表面，中间层介质板下表面为接地金属；上层微带结构包括两个具有90度相移的阻抗变换器和四个不同特性阻抗的四分之一波长分支线；两个阻抗变换器的谐振器间距不同，两个阻抗变换器共用一个输入端口作为具有高功分比的Gysel功分滤波器的输入端口(I/P),两个阻抗变换器的输出端口作为具有高功分比的Gysel功分滤波器的第一输出端口(O/P1)和第二输出端口(O/P2)；四个四分之一波长分支线在第一输出端口O/P1和第二输出端口O/P2之间顺次连接；隔离元件包括第一隔离电阻和第二隔离电阻；第一隔离电阻在第一四分之一波长分支线与第二四分之一波长分支线之间，第二隔离电阻在第三四分之一波长分支线与第四四分之一波长分支线之间。

上述具有高功分比的Gysel功分滤波器，位于输出端口O/P1和输出端口O/P2之间的四个四分之一波长分支线特性阻抗不同，以实现输出端口之间的良好隔离与匹配；第一隔离电阻在第一四分之一波长分支线与第二四分之一波长分支线之间，第二隔离电阻在第三四分之一波长分支线与第四四分之一波长分支线之间，以实现输出端口之间的良好隔离。