[发明专利]一种反相功分器

说明书

技术领域

本发明涉及一种射频无源器件，尤其是涉及一种反相功分器。

背景技术

在无线通信系统中，差分信号因为其良好的抗噪声能力和较高的信号噪声比，被广泛的应用在传输与接收部分。功分器，又称功率分配器，是当今无线通信系统中不可或缺的重要部件。根据功分器两输出端口相位的不同，可分为同相功分器(相位差为0°)和反相功分器(相位差为180°)两种。反相功分器作为产生差分信号的主要无源器件，可广泛应用于平衡混频器、差分放大器、推挽式功放和天线馈电网络。

传统上，大部分的反相功分器都会采用180°的电长度使得两输出端口获得180°的相位差。但该类型的反相功分器的相位差特性对频率的变化非常敏感，导致其带宽较窄且难以实现双频功能。

在双面平行带线中插入公共金属接地板能够得到稳定的相位差，同时获得较宽的带宽，受到了当今通信系统的青睐。但是在目前的研究中，该类反相功分器存在诸多缺点，如结构过于复杂、所需隔离电阻过多、需要额外的阻抗匹配单元等。

此外，目前通信系统工作于多频段射频器件的需求增大，而关于双频反相功分器的研究比较少，且性能不佳，有必要对双频反相功分器加以革新改进。

发明内容

本发明的主要目的是提供一种反相功分器，克服现有技术中的功分器所需隔离电阻过多以及需要额外的阻抗匹配单元等缺陷。

本发明提供了一种反相功分器，包括：输入端口、第一输出端口及第二输出端口；顶层介质板和底层介质板；平行铺设在所述顶层介质板和底层介质板的外表面上且依次串联的四节双面平行带线，所述输入端口与第一节双面平行带线电连接，所述第一、第二输出端口与第二节双面平行带线和第三节双面平行带线的连接部位电连接；夹持在所述顶层介质板与所述底层介质板部分区域之间的金属板，所述部分区域包括：所述顶层介质板铺设第二、第三及第四节双面平行带线的部分与所述底层介质板铺设所述第二、第三及第四节双面平行带线的部分之间的第一区域、对应于所述第一输出端口到所述连接部位的第二区域以及对应于所述第二输出端口到所述连接部位的第三区域；穿过所述顶层介质板、金属板及底层介质板的第一过孔及第二过孔，所述第四节双面平行带线中的两根微带线经所述第一过孔相连接且与所述金属板绝缘；各自的第一端经所述第二过孔电连接且与所述金属板电接触、各自的第二端分别与所述第四节双面平行带线中的两根微带线电连接的第一隔离电阻和第二隔离电阻；

其中，所述输入端口包括位于顶层介质板的外表面的第一输入端口以及位于底层介质板的外表面的第二输入端口；

所述第一输出端口设置在所述顶层介质板的外表面上，所述第二输出端口设置在所述底层介质板的外表面上。

优选地，所述第二节双面平行带线与所述第三节双面平行带线以锐角连接，所述第三节双面平行带线与所述第四节双面平行带线以钝角连接。

优选地，所述第二节双面平行带线与所述第四节双面平行带线平行。

优选地，所述第一、第二输入端口分别通过输入端口线与所述第一节双面平行带线电连接。

优选地，所述第一输出端口和第二输出端口分别通过第一输出端口线和第二输出端口线与所述连接部位电连接。

优选地，所述第一输出端口线从所述第一输出端口到所述连接部位的走向，与所述第二输出端口线从所述第二输出端口到所述连接部位的走向不一致。

优选地，所述第一输出端口线从所述第一输出端口到所述连接部位的走向，与所述第二输出端口线从所述第二输出端口到所述连接部位的走向平行且方向相反。

优选地，所述第一输出端口设置在所述顶层介质板的外表面上，所述第二输出端口设置在所述底层介质板的外表面上。

优选地，所述底层介质板和所述顶层介质板面积相等。

优选地，所述第一隔离电阻与所述第二隔离电阻的阻值相等。

与现有技术的功分器存在的相位差特性对频率的变化非常敏感、带宽较窄且难以实现双频功能、结构过于复杂、所需隔离电阻过多、需要额外的阻抗匹配单元、性能不佳等诸多缺陷相比，本发明的反相功分器采用三层结构，顶层介质板、底层介质板以及位于中间层的金属板，实现了与频率无关的180°稳定的相位差，降低了对频率的敏感性。

本发明的反相功分器，通过使用四节双面平行带线实现了输入端到两输出端的双频匹配。