專利名稱：一種雙頻不等分功分器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種雙頻不等分功分器，特別涉及一種基于復(fù)合左右手傳輸線的威爾金森功分器。
背景技術(shù)：
威爾金森功分器作為微波系統(tǒng)中非常重要的器件，它是由E. Wilkinson于 1960年首次提出，它一般都被設(shè)計(jì)為單頻工作[1]( Wok-Keung M. Cheng, and Pak-ffing Li. A Novel Power-Divider Design With Unequal Power-Dividing Ratio and Simple Layout [J]. IEEE Transactions on Microwave Theory and Techniques, 2009，57 (6) : 1589-1594.)，但是隨著無線通信系統(tǒng)的發(fā)展，現(xiàn)在對功分器的功能要求越來越多，越來越高。近年來，基于Monzon提出的雙頻轉(zhuǎn)換器[2] (C. Monzon, “A small dual-frequency transformer in two sections, ” IEEE Transactions on Microwave Theory and Techniques, 2003,51 (4) :1157 - 1161)，文獻(xiàn)[3] (B. Li, X. Wu and N. Yang, W. Wu. Dual-band Equal/Unequal Wilkinson Power Dividers Based on Coupled-line Section with Short-Circuited Stub. Progress in Electromagnetics Research, 2011, 111: 163-178.)結(jié)合了耦合線與短路短截線實(shí)現(xiàn)了雙頻等/不等分功分器；文獻(xiàn)[4-5] ( [4] TaeGyu Kim, Byungje Lee, and Myun-Joo Park. Dual-band Unequal Wilkinson Power Divider with Reduced Length [J]· Microwave and Optical Technology Letters, 2010， 52(5):1187-1190. Yongle ffu, Yuanan Liu, Yaxing Zhang, et al. A Dual Band Unequal Wilkinson Power Divider Without Reactive Components [J]· IEEE Transactions on Microwave Theory and Techniques, January 2009, 57(1) : 216—222.)分別采用了 T 型和P型微帶線結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)了雙頻不等功分器設(shè)計(jì)。雖然它們都能很好的實(shí)現(xiàn)雙頻的功能，同時(shí)具有一定的功率不等分范圍，但是這些雙頻不等分功分器的體積都較大，即使采用了開/ 短路短截線或多節(jié)傳輸線代替?zhèn)鹘y(tǒng)威爾金森功分器中λ /4傳輸線來減小器件尺寸，其體積也較大。另外隨著設(shè)計(jì)中傳輸線的節(jié)數(shù)的增加，其參數(shù)計(jì)算的復(fù)雜度會(huì)因聯(lián)立方程的增加而加大，使得設(shè)計(jì)難度大大增加。Μ π* ￡ # ft ^ (composite right/left-handed transmission line, CRLH TL) [6] (Caloz C,Itoh Τ. Application of the transmission line theory of left-handed(LH)materials to the realization of a microstrip LH line[C]. IEEE Antennas and Propagation International Symposium, 2002, 2(2): 412—415·)作為異向材料中的一種，由Caloz等人于2002年提出。該異向材料是平面的，可由應(yīng)刷或分離的電感和電容組成，所以，它具有低損耗、寬帶寬、體積小、易制作，易集成等優(yōu)點(diǎn)。2004年， Caloz提出了用復(fù)合左右手傳輸線實(shí)現(xiàn)任意雙頻的思想[7] ( LIN I-Hsiang, DEVINCENTIS Marc, CALOZ. C. , et al. Arbitrary Dual-Band Components Using Composite Right/ Left-Handed Transmission Lines[J]. IEEE Transactions on Microwave Theory andTechniques, 2004, 52 (4) 1142-1149.)，并成功的設(shè)計(jì)了兩種雙頻微波器件。通過使用復(fù)合左右手傳輸線，使得這些微波器件的性能提高，體積縮小，非常符合現(xiàn)代通信的發(fā)展要求。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是，針對現(xiàn)有技術(shù)的雙頻不等分功分器體積較大，設(shè)計(jì)難度大等缺陷，提供一種高質(zhì)量、結(jié)構(gòu)緊湊的雙頻不等分功分器，且其各端口均達(dá)到良好匹配。本發(fā)明解決上述技術(shù)問題的技術(shù)方案為設(shè)計(jì)一種雙頻不等分功分器，該雙頻不等分功分器包括基底，輸入端口 1，輸出端口 2、3，入口微帶線，上下兩條雙頻λ/4復(fù)合左右手傳輸線支路，一個(gè)電阻，兩個(gè)雙頻阻抗轉(zhuǎn)換器。本發(fā)明用具有雙頻功能的2 /4復(fù)合左右手傳輸線支路代替?zhèn)鹘y(tǒng)不等分威爾金森功分器中的2/4傳輸線，該λ/4復(fù)合左右手傳輸線的右手部分由微帶線實(shí)現(xiàn)，左手部分由 N個(gè)左手傳輸線單元級(jí)聯(lián)而成，每個(gè)左手傳輸單元包括串聯(lián)電容C支路與并聯(lián)電感L。在輸出端口處還采用了雙頻轉(zhuǎn)換器實(shí)現(xiàn)輸出端口阻抗匹配。具體結(jié)構(gòu)為輸入端口 1與入口微帶線A相連，在入口微帶線的末端處分為上下兩條支路，分別為特征阻抗為τγ和的雙頻λ /4復(fù)合左右手傳輸線支路。根據(jù)功分比k確定特征阻抗τγ和
權(quán)利要求
1.一種雙頻不等分功分器，其特征在于，該雙頻不等分功分器包括基底、輸入端口 (1)、輸出端口(2，3)、入口微帶線、上下兩條雙頻λ/4復(fù)合左右手傳輸線支路、雙頻阻抗轉(zhuǎn)換器，輸入端口與特征阻抗為ZO的入口微帶線相連，在入口微帶線的末端處分為上下支路，分別為特征阻抗為Zl和Ζ2的雙頻λ /4復(fù)合左右手傳輸線支路，該λ /4復(fù)合左右手傳輸線的右手部分為微帶線，左手部分由N個(gè)左手傳輸線單元級(jí)聯(lián)而成，每個(gè)左手傳輸線單元包括由微帶線連接的串聯(lián)電容C與并聯(lián)電感L，在輸出端口處連接雙頻轉(zhuǎn)換器實(shí)現(xiàn)輸出端口阻抗匹配。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙頻不等分功分器，其特征在于，在上下兩條支路交匯處設(shè)置電阻R (7)，根據(jù)公式
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙頻不等分功分器，其特征在于，在上支路微帶線(10)末端右側(cè)通過一個(gè)拐角補(bǔ)償與第一燕尾式雙頻阻抗轉(zhuǎn)換器相連到達(dá)第一輸出端口(2)，在下支路微帶線(18)末端右側(cè)通過一個(gè)拐角補(bǔ)償再與第二燕尾式雙頻阻抗轉(zhuǎn)換器相連到達(dá)第二輸出端口(3)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1-3其中之一所述的雙頻不等分功分器，其特征在于，所述特征阻抗根據(jù)公式
5.根據(jù)權(quán)利要求1-3其中之一所述的雙頻不等分功分器，其特征在于，各串聯(lián)電容間通過長度為集總電感寬度的微帶線連接，并聯(lián)電感的一端與相鄰電容間的微帶線連接，另 一端通過接地孔接地，根據(jù)公式
全文摘要
一種雙頻不等分功分器，它包括基底，輸入端口1，輸出端口2、3，入口微帶線，上下兩條雙頻λ/4復(fù)合左右手傳輸線支路，一個(gè)電阻，兩個(gè)雙頻阻抗轉(zhuǎn)換器。輸入端口1與入口微帶線相連，在入口微帶線的末端處分為上下兩條雙頻λ/4復(fù)合左右手傳輸線，在上下兩支路交匯處放置一個(gè)電阻，在上、下支路末端右側(cè)分別添加一定拐角補(bǔ)償，再分別與燕尾式雙頻阻抗轉(zhuǎn)換器1、2相連，從而到達(dá)輸入端口2、3。本發(fā)明通過在不等分威爾金森功分器中采用雙頻λ/4復(fù)合左右手傳輸線，實(shí)現(xiàn)了雙頻不等分功能，不僅減小器件體積，化簡設(shè)計(jì)過程，降低設(shè)計(jì)難度。另外，在輸出端口處采用燕尾式雙頻阻抗轉(zhuǎn)換器實(shí)現(xiàn)輸出端口阻抗匹配。減小信號(hào)反射，減輕微帶線間互耦合。
文檔編號(hào)H01P5/16GK102544675SQ20121001033
公開日2012年7月4日 申請日期2012年1月13日 優(yōu)先權(quán)日2012年1月13日
發(fā)明者吳文雯, 宋茂葉, 張雪蓮, 潘武 申請人:重慶郵電大學(xué)