[实用新型]三等分Gysel型功分器/合路器

说明书

技术领域

本实用新型涉及属于微波技术及无线通信技术领域一种三等分Gysel型功分器/合路器。

背景技术

在无线通信系统中,功率分配器(简称功分器)有着非常广泛的应用,例如它是相控阵雷达天线中的一个重要组件。功分器最常用的方法是采用树状不平分度小结构,先把输人信号分成两路,然后在功率输出较大的一路用一个三等分功分器,从雷达频串合成器接一个二等分功分器。如要分成平面混合功分器为3路,无耗均匀路,则必须光分成4路,其中一路用匹配传输线为2节,隔离电导也为2节。各节负载吸收。这种方法不但白白消费了一路传输线间耦合。功率分器/合成器是集中式固态发射系统的重要组成部分,在半导体器件的功率合成中得到了广泛应用。一般采用功率分配器将前级功率放大器的功率输出分配成多路,分别驱动各末级放大器,然后再将各末级放大器的输出功率合成,得到所需要的输出功率。功率分配/合成器有多种实现形式,如耦合器形式，包括分支线,微带混合环,平行线,兰格线等多种耦合方式,威尔金森形式等,从实现方法上则可分为波导型,同轴线型,带状线型及微带线型等。在微波通信、雷达系统的功率分配以及合成网络等大功率应用场合中，Gysel型功分器被广泛使用。Gysel型功率分配/合成器由于其终端负载可以通过一段任意长度,且特性阻抗与负载阻抗相同的传输线引到电路上的任意位置(一般将阻抗设计为50iq),微带线长度对电路特性不构成影响,因而可以采用大功率负载,负载根据需要可以外在电路上,安装灵活,散热方便,为大功率应用带来方便。连续波情况下采用带状线或微带线来实现时,其耐功率水平主要受限于传输线的击穿电压以及传输线的热耗散能力,其中热耗散能力是决定性因素。Gysel型功分器具备的优势有：(1)其负载电阻可接出模块并接地，散热能力高，(2)监测输出端口功率失配度的能力。在工作频率下，传统Gysel型功分器能将输入端口的功率等分到输出端口，实现各个端口良好的匹配以及各个输出端口间的相互隔离。但是，传统Gysel型功分器结构的特殊性，相对于其他功分器，Gysel功分器由更多传输线组合而成，因而在结构布局上难以在一个平面实现奇数等分结构并保持各端口都完好匹配。

实用新型内容

为了解决传统三等分功分器输出支路跨接隔离电阻实现困难的问题，本实用新型针对现有技术的三等分Gysel型功分器/合路器难以在一个平面内实现的缺陷，提供一种电路结构简单，网络结构对称性好，工作频带宽、输入输出驻波比小、隔离度高、功率容量大、可在一个平面内实现微波电路信号的大功率三路等分或三路合成的结构。

为达到以上目的，本实用新型提出的一种三等分Gysel型功分器/合路器，包括三个分路端口2、六个外接负载端口3、三条第一分支传输线4、六条第二分支传输线5和六条第三分支传输线6，其特征在于：三条第一分支传输线4一端连接于位于中心的公共端口1，另一端分别连接于三个分路端口2，六条第二分支传输线5一端分别连接于六个外接负载端口3，且每条第二分支传输线5的另一端与相邻串联的第三分支传输线6同端连接于同一个分路端口2；两条第三分支传输线6一端相互连接，另一端分别连接于相邻的六个外接负载端口3；从而形成所有分支传输线相连构成三等分的三个相邻六边形分布网络结构。

上述方案中，功分器的一个公共端口1、三个分路端口2和六个外接负载端口3的阻抗均为。

本实用新型相比于现有技术具有如下有益效果。

本实用新型所有分支传输线相连形成的三等分的三个相邻六边形分布的网络结构，公共端口位于中心相邻六边形中心连接处，这种网络结构使得三等分功分器布局理想对称，克服了传统三等分Gysel型功分器难以在一个平面内实现的问题，可实现微波电路信号的大功率三路等分或三路合成。

本实用新型采用三条第一分支传输线4一端连接于公共端口1，另一端分别连接于三个分路端口2，六条第二分支传输线5一端分别连接于六个外接负载端口3，且每条第二分支传输线5的另一端与相邻串联的第三分支传输线6共端连接于同一个分路端口2组成六边形结构，不仅电路结构简单，且三个相邻六边形分布的网络结构对称性好，而且具有工作频带宽、输入输出驻波比小、插损小、隔离度高、功率容量大、加工简单、成本低等优势，在输入输出端口回波损耗小于-20dB的原则下，Gysel功率分配/合成器的带宽大约为30％。本实用新型适应微波领域的高功率应用场景。

附图说明

图1为本实用新型的一种三等分Gysel型功分器的电路原理示意图。

图2为本实用新型实施例的三等分Gysel型功分器的剖面俯视结构示意图。