[发明专利]基于π型枝节的四频带不等功分Gysel功分器

说明书

本发明提出了一种基于π型枝节的四频带不等功分Gysel功分器，旨在增加不等功分Gysel功分器的工作频带数目，以适应多频带通信系统的工作要求；包括介质基板，介质基板下表面印制的金属底板，上表面印制的输入馈线、两个输出馈线和两个呈镜像对称且一端相接的π型枝节，该两个π型枝节各自的另一端连接有隔离元件，输入馈线与每个输出馈线之间、以及一个输出馈线与一个隔离元件之间分别通过四分之一波长阻抗变换器连接，且一个输出馈线与输入馈线之间连接的四分之一波长阻抗变换器的宽度，与另一个输出馈线与隔离元件之间连接的四分之一波长阻抗变换器的宽度相等，两个输出馈线与输入馈线之间连接的四分之一波长阻抗变换器的宽度不等。

技术领域

本发明属于微波和射频技术领域，涉及一种四频带不等功分Gysel功分器，具体涉及一种基于π型枝节的四频带不等功分Gysel功分器，可应用于无线通信系统射频前端。

背景技术

Gysel功分器是微波射频电路中一种重要的无源器件，具有功率分配或组合的功能，其是在Wilkinson功分器基础上的改进结构，不但能够实现所有端口匹配，还通过引入负载端口，将隔离负载接地以克服Wilkinson结构无法充分散热的缺陷，因而被广泛应用于高功率放大器、混频器和天线阵列等射频电路中。

按能量分配的比例不同，Gysel功分器有等功分和不等功分两种类型。等功分Gysel功分器在每个输出端口实现相等功率输出。然而，在很多通信系统应用场合中，迫切要求Gysel功分器以不等功率输出，尤其在天线阵列中，不等功分馈电能够有效抑制天线过大的副瓣电平，省去馈电网络中的衰减器，可极大地减少损耗和降低成本。另一方面，随着无线通信的飞速发展，为了充分利用频谱资源，提高信号传输速率，以及增强系统可靠性，双频及多频通信电路的应用日益普遍，要求Gysel功分器能够在两个及以上等多个频带同时工作。将多频带结构引入到不等功分Gysel功分器中，不仅可满足多频带终端设备的多种功能，还能精简电路结构、减小体积，实现系统的小型化。因此，具有多个工作频带的不等功分Gysel功分器的设计吸引了越来越多科研人员的目光，很多学者都投入到多频带不等功分Gysel功分器的研究和推广中。然而，目前对于多频带不等功分Gysel功分器的研究主要集中于双频不等功分Gysel功分器。对于两频带以上的不等功分Gysel功分器的设计还未有其他研究报告，这极大地限制了Gysel功分器在无线通信中的使用和推广。

例如，Gai C等人在Microwave and Optical Technology Letters(VOL.59,NO.10,March 2017)发表的名称为“Dual band gysel power divider with high powerdividing ratio”的文章，提出了一种双频不等功分Gysel功分器，该双频不等功分Gysel功分器包括三个端口、六个分支传输线、三个开路枝节和两个接地隔离电阻，采用三个开路枝节替代两个负载端口之间的二分之一波长传输线，实现了双频带Gysel功分器的设计。但是其存在的不足之处是，该不等分Gysel功分器只能同时工作在两个频段，不能适应三频及以上的多频终端设备的工作要求，采用多个缺陷地结构，破坏了金属地的完整性，结构比较复杂，因此，在实际应用中会受到一定的限制。

发明内容

本发明的目的在于克服上述现有技术存在的缺陷，提出了一种基于π型枝节的四频带不等功分Gysel功分器，旨在增加不等功分Gysel功分器的工作频带数目，以适应多频带通信系统的工作要求。

为了实现上述目的，本发明采取的技术方案包括介质基板1，所述介质基板1的下表面印制有金属底板2，上表面印制有输入馈线3、两个输出馈线4和两个呈镜像对称且一端相接的π型枝节5，该两个π型枝节5各自的另一端连接有隔离元件6，所述输入馈线3与每个输出馈线4之间、以及一个输出馈线4与一个隔离元件6之间分别通过四分之一波长阻抗变换器7连接，且一个输出馈线4与输入馈线3之间连接的四分之一波长阻抗变换器7的宽度，与另一个输出馈线4与隔离元件6之间连接的四分之一波长阻抗变换器7的宽度相等，两个输出馈线4与输入馈线3之间连接的四分之一波长阻抗变换器7的宽度不等，其中：