[發明專利]基于微波倒相器的一分三功率分配器及其功率分配方法

無效

• 申請號: 201310009195.1
• 申請日: 2013-01-11
• 公開（公告）號: CN103022619A
• 公開（公告）日: 2013-04-03
• 發明（設計）人: 張旭春;謝軍偉;梁建剛;呼亞君
• 申請（專利權）人: 中國人民解放軍空軍工程大學
• 主分類號: H01P5/16
• 分類號: H01P5/16
• 代理公司: 西安弘理專利事務所 61214
• 代理人: 羅笛

1.基于微波倒相器的一分三功率分配器，其特征在于，包括有六條長度相等的特性阻抗為Z₂的90°傳輸線（2），每條所述特性阻抗為Z₂的90°傳輸線（2）依次首尾相連構成圓形傳輸線圈，所述圓形傳輸線圈內包括有三條長度相等的特性阻抗為Z₁的90°傳輸線（1），所述三條特性阻抗為Z₁的90°傳輸線（1）的一端交匯于圓形傳輸線圈的圓心，所述圓形傳輸線圈的圓心處設置有輸入端口P₁，所述三條特性阻抗為Z₁的90°傳輸線（1）的另一端分別與所述圓形傳輸線圈相交，三個交點將所述圓形傳輸線圈三等分，所述三條特性阻抗為Z₁的90°傳輸線（1）的另一端分別設置有輸出端口P₂、輸出端口P₃、輸出端口P₄，每兩條相鄰的所述特性阻抗為Z₁的90°傳輸線（1）所夾的圓形傳輸線圈中央設置有微波倒相器（3），每個所述微波倒相器（3）的兩端分別連接有一個隔離電阻R（4）。

2.根據權利要求1所述的基于微波倒相器的一分三功率分配器，其特征在于，所述微波倒相器（3）為雙面平行帶線倒相器或微帶倒相器中的一種。

3.根據權利要求2所述的基于微波倒相器的一分三功率分配器，其特征在于，所述雙面平行帶線型倒相器為雙面平行帶線及金屬化過孔結構。

4.根據權利要求2所述的基于微波倒相器的一分三功率分配器，其特征在于，所述微帶線型倒相器采用接地板開圓形槽腔、微帶線交指金屬化過孔接地結構。

5.根據權利要求1所述的基于微波倒相器的一分三功率分配器，其特征在于，所述特性阻抗為Z₁的90°傳輸線（1）的長度大于圓形傳輸線圈的半徑，特性阻抗為Z₁的90°傳輸線（1）的長度為四分之一λ波長。

6.基于微波倒相器的一分三功率分配器的功率分配方法，其特征在于，具體按照以下步驟實施：

步驟1、將功率由輸入端口P₁輸入，采用偶偶模等效電路獲得滿足輸入端口P₁的匹配條件；

步驟2、根據輸出端口P₂、輸出端口P₃、輸出端口P₄的激勵值、三個輸出端口隔離條件及步驟1中獲取的匹配條件，得到輸入端口P₁的電壓，將電路結構等效為奇偶等效電路，即獲得特性阻抗為Z₂的90°傳輸線（2）的特性阻抗為Z₂和隔離電阻R（4）的值；

步驟3、經步驟2，將輸入輸入端口P₁的功率平均分配至三個輸出端，即平均分配至輸出端口P₂、輸出端口P₃、輸出端口P₄。

7.根據權利要求6所述的基于微波倒相器的一分三功率分配器的功率分配方法，其特征在于，所述步驟1具體按照以下方法實施：

將功率由輸入端口P₁輸入，通過輸入端口P₁和三條特性阻抗為Z₁的90°傳輸線（1）分別將功率傳輸給輸出端口P₂、輸出端口P₃、輸出端口P₄，微波倒相器（3）兩端連接的隔離電阻R（4）短路，整個電路等效為偶偶模等效電路，在中心頻點處，特性阻抗為Z₁的90°傳輸線（1）為短路線，輸入的阻抗無窮大，即獲得滿足輸入端口P₁的匹配條件為：

8.根據權利要求6所述的基于微波倒相器的一分三功率分配器的功率分配方法，其特征在于，所述步驟2具體按照以下步驟實施：

步驟2.1、輸出端口P₂、輸出端口P₃、輸出端口P₄的激勵值分別為2E_s、-2E_s、0，再根據三個輸出端口隔離條件及步驟1中獲取的匹配條件，根據以下算法獲取輸入端口P₁的電壓：

V_1o＝S₂₁E_s+S₃₁(-E_s)+S₄₁*0＝0；

步驟2.2、經步驟2.1獲取的輸入端口P₁的電壓值為0，將本發明的功率分配器的電路等效為奇偶等效電路，分別獲得傳輸線（2）的特性阻抗為Z₂和隔離電阻R（4）的值，具體按照以下算法實施：

E_s＝A·(-E_s)+B·I_3o????（1）

I_2o＝C·(-E_s)+D·I_3o???（2）

I_2o＝E_s/Z₀?????????????（3）

I_3o＝E_s/Z₀?????????????（4）

級聯電路轉移矩陣為

[A2]=0jZ2j/Z20101/R1-100-1101/R10jZ2j/Z20=12Z22/R01]]>

[A1]=[A3]=10R/(2Z22)1]]>

[A]=ABCD=[A1][A2][A3]=10R/(2Z22)112Z22/R0110R/(2Z22)1]]>(5)

=22Z22/R3R/(2Z22)2]]>

將（5）（3）代入（1）：

即得到Z2=1.5Z0R]]>或R=2Z222Z0.]]>