[發明專利]一種傳輸線結構微波射頻功率分配器

有效

• 申請號: 201310403937.9
• 申請日: 2013-09-06
• 公開（公告）號: CN103490131A
• 公開（公告）日: 2014-01-01
• 發明（設計）人: 董士偉;詹勁松;龔利鳴;薛龍龍;姜鵬
• 申請（專利權）人: 西安空間無線電技術研究所;西安電子科技大學
• 主分類號: H01P5/12
• 分類號: H01P5/12
• 代理公司: 西安吉盛專利代理有限責任公司 61108
• 代理人: 張培勛

技術領域

本發明涉及微波射頻功率分配器，特別是一種功分比方便可調的傳輸線結構微波射頻功率分配器。

技術背景

在設計微波功率放大器、微波發射機等設備中，經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，或將各個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耦合器和威爾金森功分器，然而定向耦合器結構本身較為復雜，尤其是當分支電路不僅僅兩路時，將需要多個定向耦合器聯合實現；另外，定向耦合器一旦加工成型，功分比就被固定下來，在電路研發設計過程中，不容易微調。常規的威爾金森功分器是通過調節分支電路的特性阻抗來達到功分比，很容易實現一分多路的情況。然而，當分支電路功分比非常大時，分支線特性阻抗將相差懸殊，即出現特性阻抗過高或過低的現象，其幾何結構會很不利于加工；另外，常規威爾金森功分器一旦加工成型功分比也被固定下，不容易在電路研發設計過程中微調。

采用定向耦合器實現功率分配，其結構復雜且不易實現一分兩支路以上情況；常規威爾金森功分器在功分比太大時，其幾何結構往往不易加工；另外，前面所述兩種器件功分比均不易微調。

發明內容

本發明的目的是提供一種容易加工，且功分比方便可調的傳輸線結構微波射頻功率分配器。

本發明的目的是這樣實現的，一種傳輸線結構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接負載阻抗ZL1，負載阻抗ZL1并聯一個電容C1，負載阻抗ZL1和電容C1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接負載阻抗ZL2；電容C2一端通過特性阻抗為Z3，長度為L3的第四傳輸線與負載阻抗ZL2進行阻抗變換，電容C2經過阻抗變換后與負載阻抗ZL2并聯。

所述的負載阻抗ZL1和負載阻抗ZL2為恒定值。

所述的電容C1、電容C2為可變電容，通過微調其容值。

所述的電容C1、電容C2的容值采用機械微調或者電壓微調。

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。

所述的第一傳輸線的特性阻抗Z0為50歐姆，長度為中心頻率對應的四分之一波長。

所述的第二傳輸線的特性阻抗Z1為50歐姆，長度為中心頻率對應的四分之一波長。

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的四分之一波長。

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的四分之一波長。

所述的負載阻抗ZL2為50歐姆的負載；負載阻抗ZL1為50歐姆的負載。

本發明具有以下優點：微調電容C1、電容C2，端口P2，端口P3輸出功率比作相應變化。這一特性特別適合研發電路初期、系統裝配等需要微調電路性能的情況。采用微調電容值的方法，容易實現。機械微調電容、電調PN結電容容易購買，且成本低。

附圖說明

下面結合實施例附圖對本發明作進一步說明：

圖1是本發明實施例電路原理示意圖；

圖2是當C1、C2為5pF時的S參數曲線圖；

圖3是當C1、C2為1pF時的S參數曲線圖。

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。

具體實施方式

如圖1所示，內部阻抗為ZS的信號源1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L1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接負載阻抗ZL1，負載阻抗ZL1并聯一個電容C1，負載阻抗ZL1和電容C1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接負載阻抗ZL2；電容C2一端通過特性阻抗為Z3，長度為L3的第四傳輸線5與負載阻抗ZL2進行阻抗變換，電容C2經過阻抗變換后與負載阻抗ZL2并聯。