一種傳輸線結(jié)構(gòu)微波射頻功率分配器的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種功分比方便可調(diào)的傳輸線結(jié)構(gòu)微波射頻功率分配器，其特征是：內(nèi)部阻抗為ZS的信號源通過輸入端口P1注入到特性阻抗為Z0，長度為L0的第一傳輸線；第一傳輸線將功率分成兩個支路，一路功率注入特性阻抗為Z1，長度為L1的第二傳輸線，第二傳輸線的另一端作為功分器的輸出端口P2，輸出端口P2接負(fù)載阻抗ZL1，負(fù)載阻抗ZL1并聯(lián)一個電容C1，負(fù)載阻抗ZL1和電容C1另一端接零信號端。它提供了一種容易加工，且功分比方便可調(diào)的傳輸線結(jié)構(gòu)微波射頻功率分配器。
【專利說明】一種傳輸線結(jié)構(gòu)微波射頻功率分配器
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及微波射頻功率分配器，特別是一種功分比方便可調(diào)的傳輸線結(jié)構(gòu)微波射頻功率分配器。
技術(shù)背景
[0002]在設(shè)計(jì)微波功率放大器、微波發(fā)射機(jī)等設(shè)備中，經(jīng)常遇到功率分配和合成問題。即將輸入功率按一定比例分配到各個分支電路中，或?qū)⒏鱾€分支電路中的功率合成到一個總的輸出端口中。目前最常用的是定向I禹合器和威爾金森功分器，然而定向I禹合器結(jié)構(gòu)本身較為復(fù)雜，尤其是當(dāng)分支電路不僅僅兩路時，將需要多個定向耦合器聯(lián)合實(shí)現(xiàn)；另外，定向耦合器一旦加工成型，功分比就被固定下來，在電路研發(fā)設(shè)計(jì)過程中，不容易微調(diào)。常規(guī)的威爾金森功分器是通過調(diào)節(jié)分支電路的特性阻抗來達(dá)到功分比，很容易實(shí)現(xiàn)一分多路的情況。然而，當(dāng)分支電路功分比非常大時，分支線特性阻抗將相差懸殊，即出現(xiàn)特性阻抗過高或過低的現(xiàn)象，其幾何結(jié)構(gòu)會很不利于加工；另外，常規(guī)威爾金森功分器一旦加工成型功分比也被固定下，不容易在電路研發(fā)設(shè)計(jì)過程中微調(diào)。
[0003]采用定向耦合器實(shí)現(xiàn)功率分配，其結(jié)構(gòu)復(fù)雜且不易實(shí)現(xiàn)一分兩支路以上情況；常規(guī)威爾金森功分器在功分比太大時，其幾何結(jié)構(gòu)往往不易加工；另外，前面所述兩種器件功分比均不易微調(diào)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的是提供一種容易加工，且功分比方便可調(diào)的傳輸線結(jié)構(gòu)微波射頻功率分配器。
[0005]本發(fā)明的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的，一種傳輸線結(jié)構(gòu)微波射頻功率分配器，其特征是:包括:第一傳輸線、第二傳輸線、第三傳輸線、第四傳輸線；內(nèi)部阻抗為ZS的信號源通過輸入端口 Pl注入到特性阻抗為Z0，長度為LO的第一傳輸線；第一傳輸線將功率分成兩個支路，一路功率注入特性阻抗為Z1，長度為LI的第二傳輸線，第二傳輸線的另一端作為功分器的輸出端口 P2，輸出端口 P2接負(fù)載阻抗ZLl，負(fù)載阻抗ZLl并聯(lián)一個電容Cl，負(fù)載阻抗ZLl和電容Cl另一端接零信號端；第一傳輸線將另一路功率注入特性阻抗為Z2，長度為L2的第三傳輸線，第三傳輸線的另一端作為功分器的輸出端口 P3，輸出端口 P3接負(fù)載阻抗ZL2 ;電容C2 —端通過特性阻抗為Z3，長度為L3的第四傳輸線與負(fù)載阻抗ZL2進(jìn)行阻抗變換，電容C2經(jīng)過阻抗變換后與負(fù)載阻抗ZL2并聯(lián)。
[0006]所述的負(fù)載阻抗ZLl和負(fù)載阻抗ZL2為恒定值。
[0007]所述的電容Cl、電容C2為可變電容，通過微調(diào)其容值。
[0008]所述的電容Cl、電容C2的容值采用機(jī)械微調(diào)或者電壓微調(diào)。
[0009]所述的第一傳輸線、第二傳輸線、第三傳輸線第四傳輸線采用TEM傳輸線。
[0010]所述的第一傳輸線的特性阻抗ZO為50歐姆，長度為中心頻率對應(yīng)的四分之一波長。[0011]所述的第二傳輸線的特性阻抗Zl為50歐姆，長度為中心頻率對應(yīng)的四分之一波長。
[0012]所述的第三傳輸線的特性阻抗Z2為50歐姆，長度為中心頻率對應(yīng)的四分之一波長。
[0013]所述的第四傳輸線的特性阻抗Z3為50歐姆，長度為中心頻率對應(yīng)的四分之一波長。
[0014]所述的負(fù)載阻抗ZL2為50歐姆的負(fù)載；負(fù)載阻抗ZLl為50歐姆的負(fù)載。
[0015]本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn):微調(diào)電容Cl、電容C2，端口 P2，端口 P3輸出功率比作相應(yīng)變化。這一特性特別適合研發(fā)電路初期、系統(tǒng)裝配等需要微調(diào)電路性能的情況。采用微調(diào)電容值的方法，容易實(shí)現(xiàn)。機(jī)械微調(diào)電容、電調(diào)PN結(jié)電容容易購買，且成本低。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0016]下面結(jié)合實(shí)施例附圖對本發(fā)明作進(jìn)一步說明:
[0017]圖1是本發(fā)明實(shí)施例電路原理示意圖；
[0018]圖2是當(dāng)Cl、C2為5pF時的S參數(shù)曲線圖；
[0019]圖3是當(dāng)Cl、C2為IpF時的S參數(shù)曲線圖。
`[0020]圖中，1、信號源；2、第一傳輸線；3、第三傳輸線；4、第二傳輸線；5、第四傳輸線?！揪唧w實(shí)施方式】
[0021]如圖1所示，內(nèi)部阻抗為ZS的信號源I通過輸入端口 Pl注入到特性阻抗為Z0，長度為LO的第一傳輸線2。第一傳輸線2將功率分成兩個支路,一路功率注入特性阻抗為Zl，長度為LI的第二傳輸線4,第二傳輸線4的另一端作為功分器的輸出端口 P2,輸出端口P2接負(fù)載阻抗ZLl，負(fù)載阻抗ZLl并聯(lián)一個電容Cl，負(fù)載阻抗ZLl和電容Cl另一端接零信號端；第一傳輸線2將另一路功率注入特性阻抗為Z2，長度為L2的第三傳輸線3，第三傳輸線3的另一端作為功分器的輸出端口 P3，輸出端口 P3接負(fù)載阻抗ZL2 ;電容C2 —端通過特性阻抗為Z3，長度為L3的第四傳輸線5與負(fù)載阻抗ZL2進(jìn)行阻抗變換，電容C2經(jīng)過阻抗變換后與負(fù)載阻抗ZL2并聯(lián)。
[0022]實(shí)際使用中，負(fù)載阻抗ZLl、負(fù)載阻抗ZL2恒定不變的，將電容Cl、電容C2采用可變電容，通過微調(diào)其容值，實(shí)現(xiàn)功分比可調(diào)的目的。
[0023]根據(jù)實(shí)際情況，電容Cl、電容C2的容值可以采用機(jī)械微調(diào)或者電壓微調(diào)。
[0024]圖1的結(jié)構(gòu)第一傳輸線2、第二傳輸線4、第三傳輸線3、第四傳輸線5采用TEM傳輸線，TEM傳輸線利用PCB或者同軸線實(shí)現(xiàn)。
[0025]當(dāng)各個阻抗25=21^1=21^2=21=22=23=20且為實(shí)數(shù)，傳輸線長度^ = 12 = ]^ = ^，電容






4
值C1=C2 = C時，其中λ 8為中心頻率在傳輸線中的工作波長。令第一傳輸線2與第二傳輸線4、第三傳輸線3的連接點(diǎn)有效電壓為U。根據(jù)傳輸線阻抗變換關(guān)系,第一傳輸線2與

[丄]2
第二傳輸線4連接，相當(dāng)于導(dǎo)納為與第一傳輸線2連接；第三傳輸線3與第一傳輸

——+ JmC

ZO線2連接，相當(dāng)于導(dǎo)納
【權(quán)利要求】
1.一種傳輸線結(jié)構(gòu)微波射頻功率分配器，其特征是:包括:第一傳輸線(2)、第二傳輸線(4)、第三傳輸線(3)、第四傳輸線(5);內(nèi)部阻抗為ZS的信號源(I)通過輸入端口 Pl注入到特性阻抗為ZO,長度為LO的第一傳輸線(2);第一傳輸線(2)將功率分成兩個支路,一路功率注入特性阻抗為Z1，長度為LI的第二傳輸線(4)，第二傳輸線(4)的另一端作為功分器的輸出端口 P2，輸出端口 P2接負(fù)載阻抗ZL1，負(fù)載阻抗ZLl并聯(lián)一個電容Cl，負(fù)載阻抗ZLl和電容Cl另一端接零信號端；第一傳輸線(2)將另一路功率注入特性阻抗為Z2，長度為L2的第三傳輸線(3)，第三傳輸線(3)的另一端作為功分器的輸出端口 P3，輸出端口 P3接負(fù)載阻抗ZL2 ;電容C2 —端通過特性阻抗為Z3，長度為L3的第四傳輸線(5)與負(fù)載阻抗ZL2進(jìn)行阻抗變換，電容C2經(jīng)過阻抗變換后與負(fù)載阻抗ZL2并聯(lián)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種傳輸線結(jié)構(gòu)微波射頻功率分配器，其特征是:所述的負(fù)載阻抗ZLl和負(fù)載阻抗ZL2為恒定值。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種傳輸線結(jié)構(gòu)微波射頻功率分配器，其特征是:所述的電容Cl、電容C2為可變電容，通過微調(diào)其容值。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種傳輸線結(jié)構(gòu)微波射頻功率分配器，其特征是:所述的電容Cl、電容C2的容值采用機(jī)械微調(diào)或者電壓微調(diào)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種傳輸線結(jié)構(gòu)微波射頻功率分配器，其特征是:所述的第一傳輸線(2)、第二傳輸線(4)、第三傳輸線(3)、第四傳輸線(5)米用TEM傳輸線。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種傳輸線結(jié)構(gòu)微波射頻功率分配器，其特征是:所述的第一傳輸線(2)的特性阻抗ZO為50歐姆，長度為中心頻率對應(yīng)的四分之一波長。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種傳輸線結(jié)構(gòu)微波射頻功率分配器，其特征是:所述的第二傳輸線(4)的特性阻抗Zl為50歐姆，長度為中心頻率對應(yīng)的四分之一波長。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種傳輸線結(jié)構(gòu)微波射頻功率分配器，其特征是:所述的第三傳輸線(3)的特性阻抗Z2為50歐姆，長度為中心頻率對應(yīng)的四分之一波長。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種傳輸線結(jié)構(gòu)微波射頻功率分配器，其特征是:所述的第四傳輸線(5)的特性阻抗Z3為50歐姆，長度為中心頻率對應(yīng)的四分之一波長。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種傳輸線結(jié)構(gòu)微波射頻功率分配器，其特征是:所述的負(fù)載阻抗ZL2為50歐姆的負(fù)載；負(fù)載阻抗ZLl為50歐姆的負(fù)載。
【文檔編號】H01P5/12GK103490131SQ201310403937
【公開日】2014年1月1日 申請日期:2013年9月6日 優(yōu)先權(quán)日:2013年9月6日
【發(fā)明者】董士偉, 詹勁松, 龔利鳴, 薛龍龍, 姜鵬 申請人:西安空間無線電技術(shù)研究所, 西安電子科技大學(xué)