[發(fā)明專(zhuān)利]一種分配路數(shù)和分配比可重構(gòu)功分器

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201911222514.0
• 申請(qǐng)日: 2019-12-03
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN110994102B
• 公開(kāi)（公告）日: 2021-06-08
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 楊虹;雷鵬;張紅升;趙世巍;彭洪
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 重慶郵電大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): H01P5/04
• 分類(lèi)號(hào): H01P5/04
• 代理公司: 成都行之專(zhuān)利代理事務(wù)所(普通合伙) 51220
• 代理人: 宋輝

本發(fā)明公開(kāi)了一種分配路數(shù)和分配比可重構(gòu)功分器，包括n個(gè)分支線耦合器、2n+1個(gè)π型等效傳輸線、2n+1個(gè)端口微帶線和n?1條連接微帶線；第一級(jí)分支線耦合器的射頻信號(hào)輸入接口連接射頻信號(hào)輸入端口微帶線P1，其余分支線耦合器的射頻信號(hào)輸入接口均各通過(guò)一條連接微帶線連接在上一個(gè)分支線耦合器的一個(gè)射頻信號(hào)輸出接口上；分支線耦合器的其余射頻信號(hào)輸出接口各通過(guò)一個(gè)π型等效傳輸線連接一條端口微帶線；π型等效傳輸線的變?nèi)荻O管上還并聯(lián)有直流偏置電壓接入模塊。本發(fā)明的功率分配器分配路數(shù)和分配比同時(shí)可調(diào)，且分配比例在一定范圍內(nèi)連續(xù)可調(diào)，具有易于實(shí)現(xiàn)的優(yōu)點(diǎn)，解決了傳統(tǒng)功分器的難以實(shí)現(xiàn)分配路數(shù)和分配比同時(shí)可調(diào)的問(wèn)題。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于射頻與微波通信技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種分配路數(shù)和分配比可重構(gòu)功分器，主要應(yīng)用于陣列天線、混頻器以及實(shí)時(shí)功率分配與合成。

背景技術(shù)

作為射頻電路前端的重要組成部分，功率分配器的研究與設(shè)計(jì)正越來(lái)越受到人們的重視。功率分配器簡(jiǎn)稱為功分器，在大規(guī)模陣列天線系統(tǒng)和相控陣列雷達(dá)系統(tǒng)以及功率合成器中，都需要使用多個(gè)功率分配比例不同的功分器。而由于射頻功分器的工作原理決定了其體積較大的缺點(diǎn)，多個(gè)射頻功分器級(jí)聯(lián)的應(yīng)用會(huì)進(jìn)一步使得射頻前端體積龐大，且生產(chǎn)成本增加。而功率分配路數(shù)和分配比多功能可重構(gòu)功分器可以用一個(gè)器件代替多個(gè)器件，所以它能降低成本，提高性能和集成度，使通信系統(tǒng)的設(shè)備尺寸小型化。

目前，關(guān)于分配比可重構(gòu)功分器的研究主要是關(guān)于功率分配比的離散可重構(gòu)。不但結(jié)構(gòu)復(fù)雜，而且分配比例離散，應(yīng)用受限。而分配比連續(xù)可重構(gòu)功分器可調(diào)范圍低，實(shí)用性低。同時(shí)由于傳統(tǒng)微帶線功分器都是單一的調(diào)節(jié)分配路數(shù)和分配比的功分器，沒(méi)有做成多功能的一體化功分器。所以多個(gè)單功能的射頻功分器級(jí)聯(lián)的應(yīng)用的功分器制造成本過(guò)高。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提出一種分配路數(shù)和分配比可重構(gòu)功率分配器，能實(shí)現(xiàn)分配路數(shù)可調(diào)且每一路分配比例連續(xù)可調(diào)。

本發(fā)明通過(guò)下述技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)：

一種分配路數(shù)和分配比可重構(gòu)功分器，包括金屬接地板和介質(zhì)基板，所述介質(zhì)基板設(shè)置在金屬接地板上，還包括分別設(shè)置在介質(zhì)基板上的n個(gè)分支線耦合器、2n+1個(gè)π型等效傳輸線、2n+1個(gè)端口微帶線和n-1條連接微帶線，n為不小于1的整數(shù)；每個(gè)分支線耦合器具有一個(gè)射頻信號(hào)輸入接口和3個(gè)射頻信號(hào)輸出接口；第一級(jí)分支線耦合器的射頻信號(hào)輸入接口連接射頻信號(hào)輸入端口微帶線P1，其余分支線耦合器的射頻信號(hào)輸入接口均各通過(guò)一條連接微帶線連接在上一個(gè)分支線耦合器的射頻信號(hào)輸出接口上；所述分支線耦合器的其余射頻信號(hào)輸出接口射頻信號(hào)輸出接口是指分支線耦合器的未連接在射頻信號(hào)輸入端口微帶線P1且未連接在上一級(jí)分支線耦合器上的射頻信號(hào)輸出接口；所述π型等效傳輸線包括微帶線、2個(gè)隔離電容和2個(gè)變?nèi)荻O管；所述微帶線的兩端各經(jīng)一個(gè)隔離電容和一個(gè)變?nèi)荻O管后接地，微帶線的兩端還一端連接所在π型等效傳輸線連接的分支線耦合器，另一端連接所在π型等效傳輸線連接的端口微帶線；所述π型等效傳輸線的變?nèi)荻O管上還并聯(lián)有直流偏置電壓接入模塊。所述直流偏置電壓接入模塊連接外部電源時(shí)向變?nèi)荻O管的兩端施加反向直流偏置電壓。

為了實(shí)現(xiàn)功分器的分配路數(shù)可重構(gòu)，核心問(wèn)題是將一個(gè)端口的功率傳輸?shù)饺我舛鄠€(gè)端口，為了實(shí)現(xiàn)該目標(biāo)，可以有功率分配比可調(diào)和反射功率可調(diào)兩種途徑，本技術(shù)方案中的功率分配器正是一種功率分配比可調(diào)和反射功率可調(diào)兩種途徑可重構(gòu)功率分配器，其各π型等效傳輸線構(gòu)成了可調(diào)反射器，通過(guò)調(diào)整可調(diào)反射器的變?nèi)荻O管上施加的電壓，實(shí)現(xiàn)了分配路數(shù)和分配比同時(shí)可調(diào)，且分配比例在一定范圍內(nèi)連續(xù)可調(diào)，具有易于控制分配路數(shù)和分配比、易于實(shí)現(xiàn)的優(yōu)點(diǎn)，解決了傳統(tǒng)功分器的難以實(shí)現(xiàn)分配路數(shù)和分配比同時(shí)可調(diào)的問(wèn)題。