[發(fā)明專(zhuān)利]一種緊湊型寬帶高平衡度分配器

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201310243218.5
• 申請(qǐng)日: 2013-06-18
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN103326099A
• 公開(kāi)（公告）日: 2013-09-25
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 曹桂盛;劉寧
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 三維通信股份有限公司
• 主分類(lèi)號(hào): H01P5/16
• 分類(lèi)號(hào): H01P5/16
• 代理公司: 杭州九洲專(zhuān)利事務(wù)所有限公司 33101
• 代理人: 陳繼亮

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種高平衡度分配器，更具體說(shuō)，它涉及一種緊湊型寬帶高平衡度分配器。

背景技術(shù)

正交電橋是射頻功率放大器中常用的一種功率分配、合成器件。典型的正交電橋如圖1所示，包括兩根尺寸相同，互相耦合的四分之一波長(zhǎng)傳輸線11和12，以及吸收電阻13。如傳輸線11的一端111作為輸入端，則另一端112為直通輸出端；傳輸線12的121端口為耦合輸出端，122端口是隔離端，與吸收負(fù)載13連接。

采用正交電橋的分配、合成器在很寬的帶寬內(nèi)具有良好的端口反射損耗和隔離度，結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單，功率容量高，但幅度平衡度不理想。以圖1所示電橋?yàn)槔詈隙葹?dB（兩路分配）時(shí)，在一個(gè)倍頻程內(nèi)計(jì)算其耦合輸出和直通輸出的插入損耗，結(jié)果如圖2，可以看出兩路輸出的幅度差異達(dá)到±0.3dB，如N(N為正整數(shù))級(jí)正交電橋級(jí)聯(lián)構(gòu)成2^N路分配、合成網(wǎng)絡(luò)，則平衡度會(huì)惡化為±0.3N?dB，用于寬帶功率放大器時(shí)易導(dǎo)致合成效率下降，同時(shí)也會(huì)對(duì)功放系統(tǒng)的線性指標(biāo)產(chǎn)生消極影響。

改善正交電橋幅度平衡度的方法是將多節(jié)不同耦合度的電橋串聯(lián)起來(lái)，如圖3A。仍以?xún)陕贩峙淦鳛槔绻捎脠D3B所示三節(jié)正交電橋，耦合度依次-19dB，-2dB和-19dB，則理論上一個(gè)倍頻程內(nèi)幅度平衡度可提高到±0.05dB以?xún)?nèi)。

多節(jié)正交電橋分配器的缺點(diǎn)是，由于每節(jié)電橋的長(zhǎng)度是四分之一波長(zhǎng)，頻率不高（如UHF頻段）的情況下，三節(jié)電橋的長(zhǎng)度往往過(guò)長(zhǎng)（600MHz對(duì)應(yīng)的長(zhǎng)度是375mm），占用空間大，給使用帶來(lái)不便。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)中的不足，提供一種縮短其物理尺寸，占用空間小，平衡度高，易于射頻系統(tǒng)中使用的緊湊型寬帶高平衡度分配器。

本發(fā)明的目的是通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的。這種緊湊型寬帶高平衡度分配器，采用多節(jié)正交電橋結(jié)構(gòu)，包括若干節(jié)耦合度小于-10dB的弱耦合電橋和若干節(jié)耦合度大于-10dB的強(qiáng)耦合電橋級(jí)聯(lián)而成，弱耦合電橋采用集總電容與分布參數(shù)電感的實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)。

作為優(yōu)選：所述弱耦合電橋的分布參數(shù)電感包括兩根金屬帶線，水平懸置于接地的金屬腔體內(nèi)；兩根帶線分別位于兩個(gè)水平面內(nèi)，垂直方向間隔一定的間距，保證相互絕緣；所述兩根帶線在金屬腔內(nèi)具有分布參數(shù)自電感；所述兩根帶線交錯(cuò)圍成的面積產(chǎn)生分布參數(shù)互電感；所述兩個(gè)帶線交錯(cuò)點(diǎn)處形成了差模電容。

作為優(yōu)選：所述帶線在水平面內(nèi)呈往返折線狀，該形狀為垛口形、波浪形或鋸齒形。

作為優(yōu)選：兩根帶線的結(jié)構(gòu)尺寸完全相同，但折返方向相反，即如果從帶線所在平面的正上方向下看，位于上一層平面內(nèi)的帶線折返方向如果是先上后下，那么位于下一平面的帶線折返方向則是先下后上。

作為優(yōu)選：所述兩根帶線折返穿越的中心線間距小于折返的幅度，如果從帶線所在平面的正上方向下看，兩根帶線是交錯(cuò)的，交錯(cuò)部分圍成一定的面積。

作為優(yōu)選：根據(jù)所使用的頻率和耦合度要求，折線的周期數(shù)目不大于4。

作為優(yōu)選：所述弱耦合電橋的集總參數(shù)電容位于電感折線的起始端、終止端以及上、下頂點(diǎn)處，集總參數(shù)電容的一端與帶線連接，另一段接地；所述集總參數(shù)電容在兩根帶線上的連接位置相同。

作為優(yōu)選：所述弱耦合電橋級(jí)聯(lián)為：第i（i=1,2,…N-1）節(jié)的上層分布參數(shù)電感之終止端與第i+1節(jié)上層分布參數(shù)電感之起始端連接，第i節(jié)下層分布參數(shù)電感之終止端與第i+1節(jié)下層分布參數(shù)電感之起始端連接。

作為優(yōu)選：所述弱耦合電橋級(jí)聯(lián)為：第i（i=1,2,…N-1）節(jié)的上層分布參數(shù)電感之終止端與第i+1節(jié)下層分布參數(shù)電感之起始端連接，第i節(jié)下層分布參數(shù)電感之終止端與第i+1節(jié)上層分布參數(shù)電感值起始端連接。

本發(fā)明的有益效果是：本發(fā)明采用N（N≥3）節(jié)不同耦合度正交電橋級(jí)聯(lián)的形式實(shí)現(xiàn)二分配器，在寬頻帶內(nèi)幅度平衡度好于±0.12dB，弱耦合電橋采用了折線交錯(cuò)放置的分布參數(shù)電感和集總參數(shù)電容，大大縮小了電路尺寸。良好的幅度平衡性一方面可以降低合成損耗，提高功放效率；另一方面，也會(huì)保證合成功放具有良好的預(yù)校正效果，提高功放的線性指標(biāo)。緊湊的結(jié)構(gòu)便于使用，有效減小功放整機(jī)的體積和重量。

附圖說(shuō)明

圖1為正交電橋示意圖；

圖2為單節(jié)3dB正交電橋的插入損耗特性；

圖3A和3B為多節(jié)正交電橋示意圖

圖4為本發(fā)明實(shí)施例的原理圖

圖5A和5B為弱耦合電橋中半集總參數(shù)電感互感實(shí)施例示意圖；