专利名称：双频威尔金森功分器的利记博彩app
技术领域：
本发明涉及一种微波通讯中的功分器，特别涉及一种双频威尔金森功分器。
背景技术：
在全球移动通信系统(Globalsystem formobilecommunications, GSM)、全球定 位系统(Globalposi-tioning system，GPS)等现代通信系统中，为了充分利用频谱资源和
提高信号传输速率，双频以及多频通信电路的应用日益普遍。功分器是通信系统关键部 件之一，但传统的Wilkinson功分器只能工作在指定的频率或其奇次谐波处。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是要提供一种体积小、利用开路微带线精确实现阻 抗的双频威尔金森功分器。为了解决以上的技术问题，本发明提供了一种双频威尔金森功分器，采用两节 传输线实现阻抗变换，两节传输线的特征阻抗分别为Zl、Z2；两个输出端口之间有隔离 电阻R，在两个输出端口分别并联一段开路微带线，其特征阻抗为Z3。本发明在输出端 口分别并联一段开路微带线的方法提高了隔离度，利用开路微带线精确实现所需电抗。本发明的优越功效在于1)体积小巧；2)双频工作；3)利用开路微带线精确实现所需电抗，运用奇-偶模分析和双频分析推导出了 该双频功分器的解析设计公式，因此设计精确；4)在任意的两个或者多个频段同时工作的功分器件，不仅有效减小电路体积， 并且降低插损、改善噪声特性。
图1为本发明的原理电路方框图；图2是剖开图1电路获得的奇模电路；图3是剖开图1电路获得的偶模电路；图4是本发明的版图。
具体实施例方式以一个工作频率为2.0GHz和4 · 2GHz的双频威尔金森微带功分器的实例来具 体说明本发明。本发明采用一个工作频率为2.0GHz和4.2GHz的双频威尔金森微带功分器，采 用两节传输线实现阻抗变换。两段传输线的特征阻抗分别为Zl、Z2，对应的长度为11、 12；两输出端口 2和3之间为隔离电阻R，并且在输出端口处分别并联一段开路微带线，其特征阻抗为Z3，长度为13。两个工作频率分别为fl、f2(G =mfl, m为大于1的正 实数)。采用介电常数为4.4的FR-4介质板，其厚度为1.0mm。根据上述参数，最终制 作的双频Wilkinson微带功分器实物结构尺寸为27mmX 37mm。本发明采用奇-偶模分析和双频分析，导出本发明的电路参数，分别说明如 下1)奇模分析时，根据电路的对称性，可以把图1的电路剖开获得如图2所示的奇 模电路。其中β 1是频率为fl时传输线的传播常数，β 11为其在该频率下的电角度。根据经典奇-偶模分析结果，威尔金森功分器同时具有良好的功率传输、匹配 和隔离特性的充分必要条件是其奇模输入阻抗、偶模输入阻抗与端口阻抗相等。据此， 本文所提出的新型功分器需满足的设计要求如下1/ΖΟ = 1/ZB+1/ZC+2/R(1)ZA = jZltan β 11(2)ZB = Z2(ZA+jZ2tan β 11) / (Z2+jZAtan β 11)(3)ZC = Ζ3/ (jtan β 113)(4)将式(2)、(3)、(4)代入式(1)，采用实部与虚部对应相等的方法整理得到下面 两个等式R = 2ΖΟ(5)Z2-Zltan2 β 11 (Ζ1+Ζ2) tan β 11 = Z2tan β 113Ζ3(6)2)偶模分析时，偶模输入阻抗如图3所示。采用与奇模分析相类似的思路推导 出如下两个等式2z20z21+[z21 (zl+z2) 2_4z20zl (zl+2z2) ]tan211+2ζ20 (2ζ22-ζ21) tan4 β 11 = 0(7)(zl+z2)[zlz2(zl-4z20) + (4z20z2_z31)tan2 3 11] ·tan β ll/{zl[zl (zl+z2) 2_8z2z20tan2 β 11]+ 4ζ20 (z21+z22tan4 β 11) } = z2tan β 113/ζ3(8)由式(6)和式⑶相等可以得到4Ζ20Ζ1Ζ2 (Zl_Z2tan2 β 11) (l+tan2 β 11) 2 = 0(9)进而推出Zl = Z2tan2 β 11(10)而将式(10)再分别代入式(6)和式(7)，可以得到双节阻抗变换器的两段传输线 和开路微带线的特性阻抗与其电长度满足以下关系式Zl = 2ZOtan β 11(11)Ζ2 = 2ZO/tan β 11(12)Z3 = 2ZOtan β 113/ (l_tan2 β 11)(13)2双频分析对于可以同时工作于两个不同频率的双频功分器，以上奇-偶模分析的结果应 该在两个频率同时成立，则根据式(10)可知必有tan2m β 11 = tan2 β 11(14)也就是
ιηβ 士 β11 = ηπ(15)式中η为任意整数。为了方便计算，不妨取“ + ”和η=1，得到等式β 11 = ji/(l+m)(16)同理，式(13)在频率分别等于fl和f2时也应该同时成立，所以β 113 = p3i/(l+m)(17)式中ρ为任意整数。此外，由式(13)可以对开路微带线电角度的选取做进一 步的讨论(1)当l<m<3时，tani3 11>l。为保证开路微带线的特性阻抗为正，必须 有tan@113<0。可以选取p = 2，于是有β 113 = 2 π /(1+m)(18)(2)当m > 3时，tan β 11 < 1，tan β 113 > 0。为了尽量减短所需开路微带线的 长度，可以选取ρ = 1，于是有β] = ji/(l+m)(19)3)实物设计本发明采用上述方法设计并研制了一个工作频率为2.0GHz和4.2GHz的双频威 尔金森微带功分器。根据式(5)、(11)、(12)、(13)、(16)和(18)可以计算出所需电路 参数R= 100 Ω、 β Hi = β 112 = β 11 = π/3.1、 β 113 = 2 π/3.1、Zl = 113.44 Ω、 Ζ2 = 44.07 Ω、Ζ3 = 91.89 Ω。采用介电常数为4.4的FR-4介质板，其厚度为1.0mm。 根据上述参数，最终制作的双频威尔金森微带功分器结构尺寸为27mmX37mm。实测结果可以得出，各个端口的回波损耗和隔离度在频率1.9 2.1GHz和4.1 4.3GHz的范围内，均优于15dB ；在2.0GHz和4.2GHz附近的传输衰减分别为3.5dB和 3.8dB。传输衰减略偏大，主要由于该电路采用的是普通的PCB板材料和表面镀锡微带 线，可以通过采用更好的PCB板材料和表面镀金来解决。
权利要求
1. 一种双频威尔金森功分器，其特征在于采用两节传输线实现阻抗变换，两节传 输线的特征阻抗分别为Zl、Z2；两个输出端口之间有隔离电阻R，在两个输出端口分别 并联一段开路微带线，其特征阻抗为Z3。
全文摘要
本发明公开了一种双频威尔金森功分器，采用两节传输线实现阻抗变换，两节传输线的特征阻抗分别为Z1、Z2；两个输出端口之间有隔离电阻R，在两个输出端口分别并联一段开路微带线，其特征阻抗为Z3。本发明在输出端口分别并联一段开路微带线的方法提高了隔离度，利用开路微带线精确实现所需电抗。本发明的优点是体积小巧；双频工作；利用开路微带线精确实现所需电抗，运用奇-偶模分析和双频分析推导出了该双频功分器的解析设计公式，因此设计精确；在任意的两个或者多个频段同时工作的功分器件，不仅有效减小电路体积，并且降低插损、改善噪声特性。
文档编号H01P5/16GK102013544SQ20101021381
公开日2011年4月13日 申请日期2010年6月30日 优先权日2010年6月30日
发明者张记谆, 焦晨秋, 王鲁培, 韩志光 申请人:上海杰盛无线通讯设备有限公司