一种功率分配比例连续可重构的功率分配器的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明属于射频无线通信技术领域，具体涉及到一种功率分配比例连续可重构的功率分配器，该功率分配器可作为第五代移动通信系统射频前端的功率分配器件。
【背景技术】
[0002]随着通信标准的多元化发展，多种通信系统、通信标准共存，传统的结构复杂、体积较大、功能单一的微波器件已不能满足第五代移动通信系统的发展要求。而可重构微波器件可以用一个器件解决多个器件才能解决的问题，能实现小型化、多功能集成化，同时也可解决日趋紧张的频率资源问题。因此，微波器件的可重构已经成为一种必然，可重构技术也成为学术界研究的热点之一。
[0003]功率分配器作为无线通信系统中不可或缺的微波无源器件，被广泛应用于平衡功率放大器、平衡混频器和天线阵列等微波射频系统中。尤其在相控阵雷达天线中，对天线阵波束赋形，不等分功分器馈电可以有效抑制天线副瓣电平过大。近年来，随着多波束形成技术在相控阵雷达天线中的应用，提高了雷达性能与电子反对抗的能力，而多波束天线陈列主要由可变功率分配器和移相器组成，能向馈源阵激励所需的振幅和相位分布。如果采用传统的非重构功率分配器，势必要配置多个功率分配比不同的功率分配器，这既增加了系统的复杂性，也使得射频前端的体积增大。为此，有必要在射频前端子系统中采用具有实时重构其性能和功能的可重构功率分配器简化系统结构和缩小系统体积。但是，目前对于可以实时重构其性能和功能的功率分配器还没有较为深入的研究。
【发明内容】
[0004]本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种功率分配比例连续可重构的功率分配器，使所述功率分配比例连续可重构的功率分配器能以一电路实现多种输出比例的功率分配，实现功率分配比例的连续可调，从而简化系统结构并缩小系统体积。
[0005]本发明以不等分的微带Wilkinson功分器为架构，结合微带传输线与可调电容的T形等效，以可调电容调整其分压比，使所述功率分配比例连续可重构的功率分配器的输出功率能在1:2到1:4之间自由调整，并且在一定频率之间能很好地满足功率分配器的性能要求。此外，本发明还具有小型化、便于加工的特点。
[0006]本发明的目的通过如下技术方案实现:一种功率分配比例连续可重构的功率分配器，包括微带不等分Wilkinson功分器、基于电压调节的T形电路结构、介质基板和地板金属层；所述基于电压调节的T形电路结构和微带传输线都附着在介质基板的一侧，地板金属层附着在介质基板的另一侧。
[0007]所述功率分配比例连续可重构的功率分配器，所述微带不等分Wilkinson功分器包括第一微带传输线、第二微带传输线、第三微带传输线、第四微带传输线、第五微带传输线、第六微带传输线、第七微带传输线、第八微带传输线、第九微带传输线、第十微带传输线、第十一微带传输线、第十二微带传输线、第一变容二极管、第二变容二极管、第三变容二极管、第四变容二极管和隔离电阻R ;第一微带传输线的一端作为所述功率分配比例连续可重构的功率分配器的第一端口，第一微带传输线的另一端连接第二微带传输线的一端，第二微带传输线的另一端连接第三微带传输线的一端同时还连接第四微带传输线的一端；第三微带传输线的另一端与第一变容二极管的正极端连接并与第五微带传输线的一端连接，第一变容二极管的负极端连接到地板，第五微带传输线的另一端与第七微带传输线的一端和隔离电阻R的一端连接，第三微带传输线、第五微带传输线和第一变容二极管构成了第一 T形电路结构；第四微带传输线的另一端与第二变容二极管的正极端连接并与第六微带传输线的一端连接，第二变容二极管的负极端连接到地板，第六微带传输线的另一端与第八微带传输线的一端和隔离电阻R的另一端连接，第四微带传输线、第六微带传输线和第二变容二极管构成了第二 T形电路结构；第七微带传输线的另一端与第三变容二极管的正极端连接并与第九微带传输线的一端连接，第三变容二极管的负极端连接到地板，第九微带传输线的另一端与第十一微带传输线的一端连接，第七微带传输线、第九微带传输线和第三变容二极管构成了第三T形电路结构；第八微带传输线的另一端与第四变容二极管的正极端连接并与第十微带传输线的一端连接，第四变容二极管的负极端连接到地板，第十微带传输线的另一端与第十二微带传输线的一端连接，第八微带传输线、第十微带传输线和第四变容二极管构成了第四T形电路结构；第十一微带传输线的另一端作为所述功率分配比例连续可重构的功率分配器的第二端口，第十二微带传输线的另一端作为所述功率分配比例连续可重构的功率分配器的第三端口 ；隔离电阻R的一端与第五微带传输线和第七微带传输线的交接点相接，隔离电阻R的另一端与第六微带传输线和第八微带传输线的交接点相接。
[0008]所述功率分配比例连续可重构的功率分配器，所述第一 T形电路结构中的第三微带传输线一端作为第一 T形电路结构的第一端口，第三微带传输线的另一端与第一变容二极管的正极端连接并与第五微带传输线的一端连接，第一变容二极管的负极端连接到地板，第五微带传输线的另一端作为第一 T形电路结构的第二端口 ；所述第二 T形电路结构中的第四微带传输线一端作为第二 T形电路结构的第一端口，第四微带传输线的另一端与第二变容二极管的正极端连接并与第六微带传输线的一端连接，第二变容二极管的负极端连接到地板，第六微带传输线的另一端作为第二 T形电路结构的第二端口 ；所述第三T形电路结构中的第七微带传输线一端作为第三T形电路结构的第一端口，第七微带传输线的另一端与第三变容二极管的正极端连接并与第九微带传输线的一端连接，第三变容二极管的负极端连接到地板，第九微带传输线的另一端作为第三T形电路结构的第二端口 ；所述第四T形电路结构中的第八微带传输线一端作为第四T形电路结构的第一端口，第八微带传输线的另一端与第四变容二极管的正极端连接并与第十微带传输线的一端连接，第四变容二极管的负极端连接到地板，第十微带传输线的另一端作为第四T形电路结构的第二端口。
[0009]所述功率分配比例连续可重构的功率分配器，所述功率分配比例连续可重构的功率分配器的第一端口至第二端口以及第一端口至第三端口的输出阻抗均为Z。;第一微带传输线、第十一微带传输线和第十二微带传输线的特征阻抗均为Z。。这种设置使得所述功率分配器输入输出端的插入损耗在其工作频率范围内都比较小。
[0010]所述功率分配比例连续可重构的功率分配器，所述的功率分配比例连续可重构的功率分配器中添加了隔离电阻R，这种设置使得所述功率分配比例连续可重构的功率分配器的两个输出端口之间具有较大的隔离度。
[0011]所述功率分配比例连续可重构的功率分配器，所述功率分配比例连续可重构的功率分配器的功率输出比例可以随第一 T形电路结构、第二 T形电路结构、第三T形电路结构和第四T形电路结构中变容二极管两端的反向控制电压Vccl、反向控制电压Vcc2、反向控制电压Vcc3和反向控制电压Vcc4改变而改变。第一端口到第二端口的传输系数与第一端口到第三端口的传输系数之比可以在1:2到1:4之间自由调整。
[0012]与现有技术相比，本发明具有如下优点和技术效果:
[0013](1)本发明的功率分配器具有多种功率分配比，同一功分器可以实现多种功率分配比。通过改变变容二极管的反向控制电压，可以实现1:2到1:4之间任意功率比的功率分配，并且驻波比、隔离度良好，功率损耗小；其结构简单、加工容易、体积较小，便于集成到其他系统中，可广泛应用于各种不同的微波电路中，并在其工作频率区间能很好地满足功率分配器的性能要求。