[發明專利]一種頻率大范圍可重構的不等分功率分配器

在審

• 申請號: 201510545811.4
• 申請日: 2015-08-28
• 公開（公告）號: CN105098311A
• 公開（公告）日: 2015-11-25
• 發明（設計）人: 張洪林;高婷;胡斌杰;彭焱
• 申請（專利權）人: 華南理工大學
• 主分類號: H01P5/16
• 分類號: H01P5/16
• 代理公司: 廣州粵高專利商標代理有限公司 44102
• 代理人: 何淑珍

技術領域

本發明涉及作為第五代移動通信射頻前端的功率分配和功率合成器件技術領域，具體涉及一種工作頻率大范圍可調的可重構不等分功率分配器。

背景技術

網絡社會的發展必將帶來移動數據流量的激增，預計在未來10年中數據流量將增加1000倍；與此同時，互聯設備將呈現巨量增長，物聯網和其它新型創新應用的出現將催生數百億個互聯設備出現，到2020年將有500億的設備連接，并產生前所未有的多樣性要求和無線連接性相關的應用場景。可以預見，5G將超越目前的移動接入架構，超越目前傳統信息論指導下的寬帶無線通信技術體系，成為通信技術的必然之選。而由于設備數量的增加，應用場景的多樣性和需求的多樣性也將必然要求第5代移動通信技術具有更多、更先進的功能，需要更有效，舒適和安全的接入和共享信息，并通過提高容量、能效、頻譜使用效率等方面來進行。

發明內容

本發明的目的在于提供一種頻率大范圍可重構的不等分功率分配器，滿足第5代移動通信技術的頻率標準，同時兼容多種通信標準的無線信號。

本發明利用微帶傳輸線實現了基于微帶傳輸線的頻率大范圍可重構的單頻不等分Wilkinson功分器，并在所述頻率大范圍可重構的不等分功率分配器的第二端口和第三端口之間實現了在所述兩個端口上提供功率水平不同的電磁波信號的要求，在一定頻率之間能很好地滿足功率分配器的性能要求。此外，本發明還具有小型化、便于加工的特點。

本發明的目的通過如下技術方案實現：

一種頻率大范圍可重構的不等分功率分配器，包括單頻不等分Wilkinson功分器、介質基板和地板金屬層；所述不等分的Wilkinson功分器附著在介質基板的一側，地板金屬層附著在介質基板的另一側；單頻不等分Wilkinson功分器包括基于電壓調節的π形電路結構。

進一步地，上述的頻率大范圍可重構的不等分功率分配器中，所述單頻不等分Wilkinson功分器包括第一微帶傳輸線、第二微帶傳輸線、第三微帶傳輸線、第四微帶傳輸線、第五微帶傳輸線、第一π形電路結構、第二π形電路結構和隔離電阻；第一微帶傳輸線的一端作為所述頻率大范圍可重構的不等分功率分配器的第一端口，第一微帶傳輸線的另一端連接第二微帶傳輸線的一端和第三微帶傳輸線的一端；第二微帶傳輸線的另一端連接第一π形電路結構的一端，第一π形電路結構的另一端連接第四微帶傳輸線的一端，第四微帶傳輸線的另一端作為所述頻率大范圍可重構的不等分功率分配器的第二端口；第三微帶傳輸線的另一端連接第二π形電路結構的一端，第二π形電路結構的另一端連接第五微帶傳輸線的一端，第五微帶傳輸線的另一端作為所述頻率大范圍可重構的不等分功率分配器的第三端口；隔離電阻R一端與第一π形電路和第四微帶傳輸線的連接點相接，另一端與第二π形電路和第五微帶傳輸線的連接點相接。

進一步地，上述的頻率大范圍可重構的不等分功率分配器中，所述第一π形電路結構中的第一變容二極管一端與第一電感一端和第一電容的一端連接形成第一π形電路結構的第一端口，第一電容的另一端接地；第一π形電路結構的變容二極管的另一端與第一電感的另一端以及第二電容的一端連接構成第一π形電路結構的第二端口，第二電容的另一端接地；所述第二π形電路結構中第二變容二極管一端與第二電感一端和第三電容的一端連接形成第二π形電路結構的第一端口，第三電容的另一端接地；第二π形電路結構的第二變容二極管的另一端與第二電感的另一端以及第四電容的一端連接構成第二π形電路結構的第二端口，第四電容的另一端接地。

進一步地，上述的頻率大范圍可重構的不等分功率分配器中，頻率大范圍可重構的不等分功率分配器的第二端口與第三端口的功率比例為:1；所述頻率大范圍可重構的不等分功率分配器的第一端口的輸出阻抗為，第二端口的輸出阻抗為，第三端口的輸出阻抗為；第一微帶傳輸線的特征阻抗為，第二微帶傳輸線的特征阻抗為，第三微帶傳輸線的特征阻抗為，第四微帶傳輸線的特征阻抗為，第五微帶傳輸線的特征阻抗為；隔離電阻R阻抗為。這種設置使得所述頻率大范圍可重構的不等分功率分配器在第二端口和第三端口獲得的功率比例為:1,并使得各端口的反射系數較小：第一端口至第二端口的插入損耗、第一端口至第三端口的插入損耗較小，第二端口與第三端口之間的隔離度較大。