[發明專利]高頻率功率分配器/組合器電路

在審

• 申請號: 202080053605.0
• 申請日: 2020-01-22
• 公開（公告）號: CN114175397A
• 公開（公告）日: 2022-03-11
• 發明（設計）人: 佳瓦尼·比安馳;何塞·莫美拉;亞歷山大·昆特
• 申請（專利權）人: 愛德萬測試公司
• 主分類號: H01P5/12
• 分類號: H01P5/12
• 代理公司: 北京東方億思知識產權代理有限責任公司 11258
• 代理人: 桑敏

一種高頻率功率分配器電路，用于將輸入信號分發到兩個或更多個信號輸出端口，包括：鼠圈式耦合器，其中鼠圈式耦合器被配置為將在鼠圈式耦合器的輸入端口處提供的輸入信號耦合到鼠圈式耦合器的第一輸出并耦合到鼠圈式耦合器的第二輸出；第一耦合結構，其耦合到鼠圈式耦合器的第一輸出，以將鼠圈式耦合器的第一輸出與第一信號輸出端口耦合；以及第二耦合結構，其耦合到鼠圈式耦合器的第二輸出，以將鼠圈式耦合器的第二輸出與第二信號輸出端口耦合；其中，鼠圈式耦合器的輸入端口和第一輸出之間的第一傳輸線部分的特性阻抗在第一方向上偏離鼠圈式耦合器的標稱環形阻抗，并且其中，鼠圈式耦合器的輸入端口和第二輸出之間的第二傳輸線部分的特性阻抗在第二方向上偏離鼠圈式耦合器的標稱環形阻抗，該第二方向與第一方向相反。

技術領域

根據本發明的實施例涉及一種用于將輸入信號分發到兩個或更多個信號輸出的高頻率功率分配器和一種用于基于來自兩個或更多個信號輸入的輸入信號來獲得輸出信號的高頻率功率組合器電路。

背景技術

功率分配器/組合器電路被廣泛用于劃分或組合高頻率信號，并且是無線通信系統的重要設備，作為微波電路中的主要組件之一。有一些可能的結構用于設計射頻功率分配器(組合器)。在下文中，將對功率分配器的可能結構給出簡要介紹。

圖1示出了射頻(radio frequency，RF)功率分配器的可能結構。圖1(A)表示威爾金森分配器，圖1(B)表示鼠圈式(Rat-race)，圖1(C)表示分支線，并且圖1(D)表示吉賽爾分配器。在圖1中，以“P”開頭的參考符號表示RF功率分配器端口(RF端口)，即，信號輸入/輸出端口。圖1中以“R”開頭的參考符號所指示的所有元素都是電阻器。所有電阻器的電阻都等于電路的標稱阻抗(R0，通常為50Ω)，但R1A除外，它是2*R0。圖1中帶有以“TL”開頭的參考符號的所有元素都是傳輸線或傳輸線的一部分。所有這些在操作中心頻率(f0)的中心處是四分之一波長(λ/4)，不包括TL4B，它是四分之三波長的長度。傳輸線TL1A、TL2A、TL1B、TL2B、TL3B、TL4B具有特性阻抗Z0＝R0*√2，傳輸線TL2C、TL4C、TL3D、TL4D具有特性阻抗Z0＝R0，傳輸線TL1C、TL3C具有特性阻抗Z0＝R0/√2，并且傳輸線TL5D、TL6D具有特性阻抗Z0＝R0/2。所描繪的結構類似于傳輸線的印刷電路實現(比如微帶、帶狀線)。然而，所有的結構可以用任何類型的TEM或準TEM傳輸線來實現，比如同軸電纜、雙線線路、微帶、帶狀線、共面波導，等等。

圖2示出了如圖1所示的結構的理論性能。圖2(A)表示圖1(A)所示的威爾金森分配器的理論性能，圖2(B)表示圖1(B)所示的鼠圈式的理論性能，圖2(C)表示圖1(C)所示的分支線的理論性能，并且圖2(D)表示圖1(D)所示的吉賽爾分配器的理論性能。在圖2中，對于所有圖線：左y軸是非隔離端口之間的傳輸系數。右y軸是隔離端口之間的傳輸系數和不同RF端口處的回波損耗。曲線標簽的線型與相應的曲線相同，并且被放置得靠近各自的y軸。所有的曲線都是用理想元件計算出來的。在圖2中，結構的理論性能是通過使用散射參數S_ij來描述的。

圖3示出了這些結構的進一步理論性能。圖3(A)示出了威爾金森分配器的進一步理論性能。如圖3(A)所示，威爾金森功率分配器是對稱的(見圖1(A))，因此散射參數的關系為S21＝S31，因此，幅度和相位都沒有不平衡。

圖3(B)示出了吉賽爾分配器的進一步理論性能。如圖3(B)所示，吉賽爾分配器也是對稱的(見圖1(D))，因此散射參數的關系為S21＝S31：幅度和相位都沒有不平衡。

當考慮評估工作帶寬(Δf)時，即評估每個電路的工作帶寬(Δf)有多寬的最有意義的參數是相對帶寬(Δf/f0)。它可以通過回波損耗、幅度或相位不平衡用許多方式來定義。圖4示出了一個表格，其指示出了圖1中描繪的四個電路的相對帶寬，假設：

1)15dB的回波損耗(圖4所示表格的第2列)

2)0.5dB幅度不平衡(圖4所示表格的第3列，第4列包含圖4