[實用新型]低損耗寬帶大比例不等分徑向功率分配器

有效

• 申請號: 201720359702.8
• 申請日: 2017-04-07
• 公開（公告）號: CN206602170U
• 公開（公告）日: 2017-10-31
• 發明（設計）人: 閆歡;胡藝繽
• 申請（專利權）人: 西南應用磁學研究所
• 主分類號: H01P5/12
• 分類號: H01P5/12
• 代理公司: 綿陽市博圖知識產權代理事務所(普通合伙)51235
• 代理人: 楊暉瓊

技術領域

本實用新型涉及一種功率分配器，尤其涉及一種低損耗寬帶大比例不等分徑向功率分配器。

背景技術

功率分配器是微波工程中的一類重要的基礎性器件，其廣泛應用于民用通訊、微波測量、雷達、通信、電子對抗、航空航天等各種民用、軍用設備中，在設備中主要起到對傳輸路徑上的微波能量按系統要求準確分配至天線端的作用，與功率合成器及微波放大器配合，則可起到將小信號放大后合成高功率微波信號的作用，是系統中不可或缺的關鍵元器件。

高指向性波束技術是當前各種雷達裝備、電子對抗系統乃至星地通信系統的技術發展趨勢之一，需要對系統中天線陣列的每一個單元準確控制其饋入的電平幅度、相位，傳統的功率分配方案中，以傳統的威爾金森型分配電路為主，等比例分配應用較為廣泛，雖不等分電路理論上也可實現，但其需要實現的大阻抗變化常導致微帶電路線寬過小難以加工，且因需多節微帶阻抗線變換方可實現寬帶性能，導致器件損耗較高，對一些要求低損耗、高不等分比的系統而言難以滿足需要。

傳統的威爾金森功率分配器其技術問題及缺陷主要體現在以下兩個方面：

1.由于通常采用微帶線或帶狀線作為電路的承載傳輸線，當需器件實現大比例不等分時，需將一路分支傳輸線阻抗設計得很高，但受限于加工工藝、可靠性等各種因素影響，該類電路能實現不等分比例能達到3：1已屬不易，與幅度加權天線陣列的技術需求相比還有相當差距；

2.對于寬帶需求，需通過多節阻抗變換線實現，額外增加的阻抗變換線及額外級間隔離電阻大大增加了器件損耗，難以滿足大功率的應用需求，同時平面化的結構，使得分配路數按2的指數倍規律相對更易實現，而對如5路、7路、9路等功分路數則較難實現。

發明內容

本實用新型的目的就在于提供一種解決上述問題，提高功率分配器不等分能力，同時使功分路數更加靈活，不再受限于2ⁿ關系，降低器件損耗，提升器件功率承受能力的低損耗寬帶大比例不等分徑向功率分配器。

為了實現上述目的，本實用新型采用的技術方案是這樣的：一種低損耗寬帶大比例不等分徑向功率分配器，包括一同軸徑向功率分配器，所述同軸徑向功率分配器包括從上到下同軸設置的數個主路輸出端、一主路腔體、一主路輸入端，主路腔體內設有將信號能量分配至主路輸出端的主路內導體；

還包括一支路腔體，所述支路腔體位于主路腔體一側，二者平行且內部連通，所述主路內導體還通過傳輸線引出一支路高阻抗內導體；

主路內導體和支路高阻抗內導體夠成大比例高低阻抗比，并將主路的信號能量分配至支路高阻抗內導體，所述支路高阻抗內導體位于支路腔體中，經威爾金森功分網絡連接數個支路輸出端，將信號能量分配到支路輸出端，所述支路輸出端位于支路腔體上遠離主路腔體的一端。

作為優選：所述主路腔體內傳輸線采用同軸傳輸線，支路墻體內傳輸線采用不同寬度和厚度微帶傳輸線或帶狀傳輸線。

與現有技術相比，本實用新型的優點在于：主路采用同軸徑向功率分配器，主路腔體、主路內導體和主路輸入端、主路輸出端構成了同軸徑向功率網絡，完成了對寬帶信號的匹配，且該結構可靈活的構造n路分配，不受限于2n關系，在主路內導體將信號能量分配至n路主路輸出端處，同時引出信號能量至支路腔體中，與支路高阻抗內導體連接，通過支路高阻抗內導體與主路內導體分配前的大比例高低阻抗比，可輕松實現大比例的不等分功率分配。

再通過支路功分網絡將支路高阻抗內導體所提取的能量進一步細分，可達到最終高達24：1的高比例不等分分配。由于主路分配采用同軸徑向式分配，其損耗構成只有導體損耗與反射損耗，傳輸線采用大口徑同軸傳輸線，因此其插入損耗較傳統模式更小，且所承受功率容量更大。

本實用新型其設計方法上與傳統的功率分配器相比有著本質上的區別，通過支路高阻抗內導體與低阻抗主路間的對比可輕松獲得較大的不等分分配比，且功分路數靈活，可實現多路、多種比例的分配，由該本實用新型所設計的功率分配器具有分配比、功分路數靈活、寬帶低損耗、大功率等優勢。

附圖說明

圖1為現有技術中普通等分威爾金森功率分配器結構圖；

圖2為現有技術中不等分功率分配器結構圖；

圖3為現有技術中多路功率分配器結構圖；

圖4為現有技術中寬帶功率分配器結構圖；

圖5為本實用新型結構示意圖；

圖6為本實用新型電路原理圖；

圖7為主路輸出端的端口幅度圖；

圖8為支路輸出端的端口幅度圖。