一种可调频带复数阻抗匹配功率分配器的制造方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及电气领域，具体说涉及一种可调频带复数阻抗匹配功率分配器。
【背景技术】
[0002] 在微波射频通信系统中，功率分配器是一种不可或缺的基本构成器件，它可以将 一路信号的功率等分地或者不等分地分配到两路或者多路；同时，如果将其反接，功率分配 器可以将一路或者多路信号合成到一路。因此，功率分配器也可用作功率合成器。
[0003] 传统的无耗功率分配器能够实现输入输出端口的完全匹配，但是两个输出端口之 间却不能实现隔离，这样当两个输出端口被用作输入时，总有一部分能量会在两个端口之 间传递，而不是全部传输到合成端口。为了解决这个问题，威尔金森提出了使用隔离电阻的 有耗功率分配器，即威尔金森功率分配器。
[0004] 随着通信技术的进一步发展，现代通信系统向多功能、多标准化方向发展。这就需 要构成系统的功率分配器具有工作频带的适应性，即功率分配器的工作频带可以随着通信 频率的改变而自由调节。另外，随着无线通信系统的集成度不断提高，对功率分配器的功能 性要求也不断提高。因此，需要一种新的功率分配器以适应不断发展的新通信系统。
【发明内容】
[0005] 为了适应不断发展的新通信系统，本发明提供了一种可调频带复数阻抗匹配功率 分配器，所述功率分配器包括第一端口、第二端口、第三端口、第一导体、第二导体、第三导 体、第四导体、第一电容、第二电容、第一电阻、第二电阻以及第三电阻，其中：
[0006] 所述第一端口、所述第一导体、所述第一电容、所述第三导体以及所述第二端口依 次串联；
[0007] 所述第一端口、所述第二导体、所述第二电容、所述第四导体以及所述第三端口依 次串联；
[0008] 所述第一电阻一端连接到所述第一信号导体与所述第一电容的连接点，另一端连 接到所述第二信号导体与所述第二电容的连接点；
[0009] 所述第二电阻一端连接到所述第三信号导体与所述第一电容的连接点，另一端连 接到所述第四信号导体与所述第二电容的连接点；
[0010] 所述第三电阻一端连接到所述第三信号导体与所述第二端口的连接点，另一端连 接到所述第四信号导体与所述第三端口的连接点；
[0011] 所述第一导体、所述第一电容以及所述第三导体分别与所述第二导体、所述第二 电容以及所述第四导体具有相同的特征参数；
[0012] 在所述功率分配器中所述第一导体、所述第一电容以及所述第三导体的串联结构 与所述第二导体、所述第二电容以及所述第四导体的串联结构对称；
[0013] 所述第一电容以及所述第二电容为可变电容，所述第一电容以及所述第二电容的 容值始终保持一致，在应用所述功率分配器时，改变所述第一电容以及所述第二电容的电 容值以改变所述功率分配器的工作频带。
[0014] 在一实施例中，所述第一 /二导体与所述第三/四导体具有不同的电学特性。
[0015] 在一实施例中，所述第一导体、所述第二导体、所述第三导体与所述第四导体被构 造成在奇模和偶模激励状态下具有不同的特性阻抗。
[0016] 在一实施例中，所述功率分配器还包括第一隔直电容、第二隔直电容、第三隔直电 容以及第四隔直电容，其中：
[0017] 所述第一隔直电容、所述第二隔直电容、所述第三隔直电容以及所述第四隔直电 容分别将所述第一导体、所述第二导体、所述第三导体与所述第四导体分割为两部分并将 所述两部分串联连接；
[0018] 所述第一导体、所述第三导体与所述第二导体、所述第四导体的被分割位置保持 对称。
[0019] 在一实施例中，所述第一导体和所述第二导体被组合构造成第一耦合传输线并且 所述第三导体和所述第四导体被组合构造成第二耦合传输线。
[0020] 在一实施例中：
[0021] 所述第一电阻被安装在所述第一耦合传输线的上下导体之间的缝隙中；
[0022] 所述第二电阻和所述第三电阻被安装在所述第二耦合传输线的上下导体之间的 缝隙中。
[0023] 在一实施例中，所述第一端口、所述第二端口以及所述第三端口被构造成具有可 变的复数端口阻抗，其中：
[0024] 所述第二端口与所述第三端口的端口阻抗相同。
[0025] 在一实施例中，所述功率分配器还包括一端接地的第三电容、第四电容、第五电容 以及第六电容，其中：
[0026] 所述第三电容、所述第四电容、所述第五电容以及所述第六电容的非接地端分别 连接到所述第一导体与所述第一端口的连接点、所述第二导体与所述第一端口的连接点、 所述第三导体与所述第二端口的连接点以及所述第四导体与所述第三端口的连接点上；
[0027] 所述第三电容与所述第四电容为参数相同的可变电容，所述第三电容与所述第四 电容的容值始终保持一致，并且所述第三电容与所述所述第四电容的安装位置以及相关电 路结构保持对称；
[0028] 所述第五电容与所述第六电容为参数相同的可变电容，所述第三电容与所述第四 电容的容值始终保持一致，并且所述第五电容与所述所述第六电容的安装位置以及相关电 路结构保持对称；
[0029] 在应用所述功率分配器时，当输入输出匹配以及隔离条件恶化时，调节所述第三 电容、所述第四电容、所述第五电容以及所述第六电容的容值以改善输入输出匹配以及输 出端口隔离。
[0030] 在一实施例中，所述功率分配器还包括分别串联在所述第三电容、所述第四电容、 所述第五电容以及所述第六电容的非接地端的第五隔直电容、第六隔直电容、第七隔直电 容以及第八隔直电容。
[0031] 在一实施例中，在应用所述功率分配器的过程中有：
[0032] 所述第一端口具有阻抗Rs+jXs，所述第二端口和所述第三端口分别具有阻抗 Rl+J'Xl；
[0033] 所述第一导体和所述第二导体的集合体具有偶模特性阻抗奇模特性阻抗Zcil 和电长度Θ 1;
[0034] 所述第三导体和所述第四导体的集合体具有偶模特性阻抗奇模特性阻抗Zci2 和电长度θ2;
[0035] 所述第一电容和所述第二电容分别具有容值C2，所述第三电容和所述第四电容分 别具有容值C 1，所述第五电容和所述第六电容分别具有容值C3;
[0036] 所述第一电阻、所述第二电阻和所述第三电阻分别具有阻值札、R2、R3;
[0037] 当所述功率分配器的隔离条件满足且输入输出匹配理想时，其所有的电路参数满 足下列约束关系：
[0049] 其中，4成、(；、队分别代表偶模激励下的电路参数，B。、D。分别代表奇模激励下的 电路参数，ω为电角度，R e {}和Im {}分别代表取实部和虚部。
[0050] 与现有技术相比，本发明的功率分配器电路结构简单、对称、紧凑、实用，能够实现 源到负载的复数阻抗变换；本发明的功率分配器不仅实现了功率分配器工作频带的可调， 而且实现了在不同工作频带内的输入输出匹配和输出隔离。
[0051] 本发明的其它特征或优点将在随后的说明书中阐述。并且，本发明的部分特征或 优点将通过说明书而变得显而易见，或者通过实施本发明而被了解。本发明的目的和部分 优点可通过在说明书、权利要求书以及附图中所特别指出的步骤来实现或获得。
【附图说明】
[0052] 附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实 施例共同用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：
[0053] 图1是根据本发明一实施例的电路结构图；
[0054] 图2是根据图1所示的功率分配器在偶模激励下的部分等效电路图；
[0055] 图3是根据图1所示的功率分配器在奇模激励下的部分等效电路图；
[0056] 图4根据本发明一实施例的版图结构；
[0057] 图5-图8分别是根据本发明一实施例基于无耗传输线和理想元件模型的输入端 口回转损耗、功率分配量、输出端口回转损耗以及输出端口隔离度曲线图；
[0058] 图9-图12分别是根据本发明一实施例基于有耗微带线的输入端口回转损耗、功 率分配量、输出端口回转损耗以及输出端口隔离度曲线图。
【具体实施方式】
[0059] 以下将结合附图及实施例来详细说明本发明的实施方式，借此本发明