本實用新型屬于超寬帶移動通信技術領域,尤其涉及一種功率分配器。
背景技術:
目前超寬帶技術是一種新的高效通信方式,可以緩解擁擠的頻率資源問題,此技術已經在新一代的WLAN、GPS等無線通信技術中逐漸用運。功率分配器是通信系統(tǒng)中常用無源模塊,傳統(tǒng)等分功率分配器主要由多個四分之一波長的阻抗線組成,在每段阻抗線的節(jié)點都有電阻終端,所用的節(jié)數越多,隔離電阻也就越多,相應的就能得到更寬的帶寬和更好的隔離度。但是,電阻增多會增加寄生損耗,節(jié)數增加會增大元件尺寸。因此,現有的功率分配器由于工作帶寬窄、尺寸大、損耗高等問題影響整個系統(tǒng)的性能。
技術實現要素:
本實用新型提供一種滿足現有超寬帶通信系統(tǒng)的功率分配器,解決了現有功率分配器損耗大、實際尺寸大、工作帶寬窄等諸多缺陷。
本實用新型的技術解決方案是:本實用新型為一種功率分配器,包括微帶阻抗線,微帶阻抗線為兩組,共用一個輸入端口,其特殊之處在于:所述微帶阻抗線包括第一節(jié)微帶阻抗線和第二節(jié)微帶阻抗線,第一節(jié)微帶阻抗線和第二節(jié)微帶阻抗線之間接有第一隔離電阻,第一節(jié)微帶阻抗線上并聯(lián)接入一個微帶線單元。
上述微帶線單元為扇形。
上述微帶阻抗線還包括有由細到寬的漸變微帶線,與第二節(jié)微帶阻抗線的輸出端口連接,第二節(jié)微帶阻抗線與漸變微帶線之間接有第二隔離電阻。
上述第一節(jié)微帶阻抗線和第二節(jié)微帶阻抗線的寬度依次為:1.1mm、1.7mm。
上述漸變微帶線的窄邊寬度為1.7mm,寬邊寬度為2.6mm。
上述扇形微帶線單元和第一節(jié)微帶阻抗線接口部分的寬度為1mm,半徑為1.6mm,弧度為70。
上述兩組微帶阻抗線集成在介質基板上。
上述介質基板的介電常數為2.65,板厚為1mm,銅箔厚度1盎司。
本實用新型具有以下優(yōu)點:
1、本實用新型在第一節(jié)微帶阻抗線并聯(lián)接入微帶線單元,極大減少了節(jié)數,且拓寬了帶寬。節(jié)數的減少使隔離電阻的數量減少,降低了電阻過多引入的寄生損耗且使整個模塊尺寸大大減小。
2、本實用新型中的并聯(lián)微帶線單元的形狀設計成扇形,比傳統(tǒng)的微帶線短枝節(jié)更短,進一步減小了整個模塊的結構尺寸;扇形結構在與第一節(jié)微帶阻抗線的接觸尺寸比傳統(tǒng)的矩形短截線窄,因此,減小了連接處尺寸較寬產生的不連續(xù)性所引起的損耗,進而改善了器件的插入損耗。
3、本實用新型的第二節(jié)微帶阻抗線和輸出端口之間的漸變微帶線相當于一個阻抗變換器,將整個結構形成的阻抗轉換為50歐姆,實現了元件和系統(tǒng)中其它器件的良好匹配。
附圖說明
圖1為本實用新型的結構示意圖;
圖2為本實用新型扇形微帶線單元的示意圖;
圖3為加入扇形微帶線單元后本實用新型在仿真軟件中的仿真結果;
圖4為本實用新型在矢網測試的回波損耗S11的值。
附圖標記說明如下:
1-輸入端口;2-第一節(jié)微帶阻抗線;3-第一隔離電阻;4-第二節(jié)微帶阻抗線;5-漸變微帶線;6-第一輸出端口;7-微帶線單元;8-第二隔離電阻;9-第二輸出端口。
具體實施方式
參見圖1、本實用新型的具體實施例結構為一個兩節(jié)二等分功率分配器。包括兩組微帶阻抗線,其共用一個輸入端口1,微帶阻抗線包括第一節(jié)微帶阻抗線2、第二節(jié)微帶阻抗線4和漸變微帶線5,第一節(jié)微帶阻抗線2和第二節(jié)微帶阻抗線4之間接有第一隔離電阻3,第一節(jié)阻抗線2上并聯(lián)接入一個微帶線單元7,微帶線單元7為扇形。漸變微帶線5與第二節(jié)微帶阻抗線4的輸出端口連接,第二節(jié)微帶阻抗線4與漸變微帶線5之間接有第二隔離電阻8。第一節(jié)微帶阻抗線2和第二節(jié)微帶阻抗線4的寬度依次為:1.1mm、1.7mm。漸變微帶線5的窄邊寬度為1.7mm,寬邊寬度為2.6mm。扇形微帶線單元7和第一節(jié)微帶阻抗線2接口部分的寬度為1mm,半徑為1.6mm,弧度為70。兩組微帶阻抗線集成在介質基板上。介質基板的介電常數為2.65,板厚為1mm,銅箔厚度1盎司。
需要等分的信號從輸入端口1輸入,經第一輸出端口6和第一輸出端口9輸出的功率即為等分減半信號。三個端口的特性阻抗Z0均為50歐姆。第一節(jié)微帶阻抗線2的特性阻抗為Z02、Z03,第二節(jié)微帶阻抗線4的特性阻抗為Z022、Z033。根據理論知識可估算得Z02、Z03、Z022和Z033的值分別為70.7歐姆、70.7歐姆、84歐姆、84歐姆。兩個隔離電阻3、8的阻值分別為100歐姆、200歐姆。微帶線的寬度與其長度和阻抗值有關,根據ADS軟件中的計算小工具可以計算得端口處微帶阻抗線的寬度為2.739mm。第一節(jié)微帶阻抗線2的寬度和長度分別為1.1mm、5.2mm,第二節(jié)微帶阻抗線4的寬度和長度分別1.7mm、5.1mm。
參見圖2,本實用新型的第一節(jié)微帶阻抗線2上并聯(lián)接入一個扇形微帶線單元7,經過估算公式計算結合大量仿真得扇形的扇角為70度,與第一節(jié)微帶阻抗線2接觸處寬度為1mm,半徑為1.6mm。該扇形結構的運用展寬了整個模塊的運用帶寬、減小了器件的整體尺寸、改善了器件的插入損耗。另外,在第一節(jié)微帶阻抗線2和第一輸出端口6之間再加一段漸變微帶線5,用于改善電路的匹配,漸變微帶線5窄端的寬度為1.7mm,寬端寬度為2.6mm,其長度為6.7mm。通過軟件仿真表明改變Wi和Angle的值對于電路的影響不明顯,這說明在應用扇形單元進行設計時,僅需要考慮扇形單元的半徑就可以對電路進行改進。
參見圖3,由結果可以看出本實用新型在1GHz-17.5GHz內兩個輸出端口6、9回波損耗均小于-10dB,表明其性能良好。
參見圖4,由實測結果可以看出本實用新型在2GHz-18GHz內回波損耗S11均小于-20dB。