[实用新型]一种基于Marchand分支巴伦的小型化宽带四路异相功率分配器

说明书

本实用新型提供了一种基于Marchand分支巴伦的小型化宽带四路异相功率分配器，包括微带介质基板、一条输入微带线端口、四条输出微带线端口、四条短路耦合微带线、高阻抗阻性负载微带线、隔离电阻和两个矩形环槽；介质基板长度为L1，宽度为W1，且关于输入微带线中心对称；输出耦合微带线位于输入耦合线两侧，且输出耦合微带线间平行，通过在耦合平行微带线(MLs)下面对矩形环槽的刻蚀，提高了耦合性能和工作带宽。采用气桥电阻隔离电路，优化了输出匹配阻抗和隔离度。在此基础上，将偶模型和奇模型等效电路方法应用于该功率分配器。经实测验证，此设计与仿真结果吻合很好。实测结果显示，在中心频率为3.4 GHz下,15 dB输入回波损耗带宽59.6%，输出隔离度15dB。

技术领域

本实用新型涉及宽带领域，尤其涉及一种基于Marchand分支巴伦的小型化宽带四路异相功率分配器。

背景技术

在无线通信系统飞速发展的今天中，对无源微波电路的宽带性能要求越来越高。功率分配器是其中的关键无源器件之一，它广泛应用于相阵雷达，多路中继通信等微波系统。近年来基于不同波导的功率分配器被提出并研究，不仅提出了矩形波导和同轴波导功率分配器，还提出了具有带宽宽的环形腔功率分配器。然而，波导功率分配器体积较大，不适合某些特殊应用场合。基于微带线(MLs)的平面功率分配器以其成本低、结构紧凑等优点得到了广泛的应用，平面功率分配器的主要类型是威尔金森功率分配器。威尔金森功率分配器具有分流短棒和均匀特性阻抗结构，可以避免薄道和高阻抗，并通过分流短棒的长度控制输出分配比，而任意的输出分配比都可以用重组，通过对双频阻抗变换器，不同的特性阻抗和分流短棒的优化，实现任意双频功能。多层微带槽线耦合结构可以满足超宽带功率分配器的需求。从理论上和实验上讨论了有缺陷的地面结构技术，其可以减小巴格利多边形功率分配器的尺寸。这样相比较传统的巴格利多边形，面积更小。通过由四个螺旋谐振器和源负载耦合结构，实现一个结构尺寸紧凑的同相功率分配器。一些最先进的功率分配器，如不同频率分配的功率分配器、不同功率分配的功率分配器等，它们在多种集成功能和不规则传输线技术方面展示出了不同性能表现，异相功率分配器可用于多种平衡电路中，如乘法器、推挽放大器和平衡混频器，为了实现异相特性，近年来提出了采用平衡输电线路的方法。

集成了多层衬底波导的四路异相功率分配器，集成基片波导和半模集成基片波导已被用来获得异相/同相功率分配性能上。然而，其插入损失(IL)很大。

实用新型内容

本实用新型提出了一种基于MARCHAND分支巴伦的小型化宽带四路异相功率分配器，解决了集成基片波导和半模集成基片波导在异相/同相功率分配上，插入损失(IL)很大问题。

为了实现上述目的，本实用新型采用了如下技术方案：

一种基于Marchand分支巴伦的小型化宽带四路异相功率分配器，包括微带介质基板、一条输入微带线端口、四条输出微带线端口、四条短路耦合微带线、高阻抗阻性负载微带线、隔离电阻和两个矩形环槽；介质基板长度为L1，宽度为W1，且关于输入微带线中心对称；输出耦合微带线位于输入耦合线两侧，且输出耦合微带线间平行，输出耦合微带线距离输入耦合线间隙为g0；高阻抗阻性负载微带线的中间的隔离电阻R1作为负载设置一分流高阻抗线，分流高阻抗线位于介质基板中部，分流高阻抗线的长度为λg/2(λg是微带线上的中心工作频率处的波长)；一气桥式电阻R2设置于输出耦合微带线同相输出端口(如端口2和端口4)的连接处；矩形环槽设置于介质基板接地金属层。

相对于现有技术的有益效果：

1、本实用新型中提出并实现了一种小型化的宽带四路异相功率分配器。提出的功率分配器是基于微带线Marchand分支巴伦，通过平行微带线(MLs)之间的耦合实现功率分配功能。

2、通过在耦合平行微带线(MLs)下面对矩形环槽的刻蚀，提高了耦合性能和工作带宽。

3、采用气桥电阻隔离电路，优化了输出匹配阻抗和隔离度。