阅读说明：本技术 超宽带一分四功分器 (Ultra-wideband one-to-four power divider ) 是由 牛佳伟 朱伟强 陆锦辉 于 2020-04-12 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种超宽带一分四路功分器,通过级连的方式将三个一分二功分器连在一起,同时采用多层板的电路形式,优化了电路结构的设计,提高了功分器的微波性能和可生产性。本文设计的功分器的工作频率为6-18GHz.通过仿真软件验证可知,回波损耗优于-13dBm,插入损耗优于-7dBm,隔离度优于-12dBm。加工实物验证结果表明,理论仿真结果与实验测试基本一致,证明了设计方法的可行性。(The invention discloses an ultra-wideband one-in-four-way power divider, which is characterized in that three one-in-two power dividers are connected together in a cascading mode, and meanwhile, a circuit form of a multilayer board is adopted, so that the design of a circuit structure is optimized, and the microwave performance and the producibility of the power divider are improved. The working frequency of the power divider designed by the method is 6-18GHz, and the simulation software verifies that the return loss is better than-13 dBm, the insertion loss is better than-7 dBm, and the isolation is better than-12 dBm. The processed object verification result shows that the theoretical simulation result is basically consistent with the experimental test, and the feasibility of the design method is proved.)

超宽带一分四功分器

技术领域

本发明属于通信领域，具体地说，是一种超宽带一分四功分器。

背景技术

功分器是微波系统中实现信号由一个端口到端口分配或者N端口到一个端口合成的主要器件。它广泛应用于相控阵雷达、多路中继通信机等微波设备中。当代高效率系统对功分器提出的核心要求有：宽频带，体积小，低插损和端口间隔离度高。因而，利用小型化方案设计传统的宽带功分器以及使用新型传输线设计高性能的宽带小型化功分器成为无源器件的重要研究内容。

超宽带指通讯频段相对带宽大于25%，为了同步实现功分器的超宽带特性和小型化，选择工作主模为TEM模/准TEM模的平面/准平面传输线，包括：微带线，双线，基片集成同轴线。基于微带线设计的小型化超宽带功分器经过了较长时间的发展，理论技术相对成熟，这就为基于其它传输线的功分器研究奠定了基础。DSPSL由于其传输信号等幅反相且不受频率影响，易于和微带转换等优点使得基于其设计的小型化反相功分器具有良好的工作性能。SICL由于类似于同轴线的宽TEM模传输特性，以及类似于SIW的平面结构，使得其具有高Q值，高功率容量和易加工的优点。基于SICL的功分器可以同步实现尺寸小型化和超宽带的特性。综上所述，研究新型的小型化超宽带功分器成为拓宽功分器的应用背景，提升其应用价值的重要途径之一。

发明内容

本发明的目的在于提出一种超宽带功分器。该技术解决了现有功分器带宽不足，体积较大等特点。

实现本发明目的的技术解决方案为：一种微波宽带一分四功分器，包括微波介质板、主单元、第一从单元和第二从单元；主单元、第一从单元和第二从单元以树形图结构分布在介质基板上，主单元以介质基板中心为轴线，第一从单元和第二从单元对称分布于轴线两边；所述主单元的第一输出端口与第一从单元的第一输入端口连接，所述主单元第二输出端口与第二从单元第二输入端口连接。

一种宽带一分四功分器，包括以下步骤：

步骤1：在微波介质板上，包括盒体（28）、主单元（25）和第一从单元（26）、第二从单元（27）。

步骤2：所诉主单元（25）输入端口（1）下方连接第一1/4阻抗变换器（16），第一1/4阻抗变换器（16）与第二1/4阻抗变换器（17）端口互联，第一1/4阻抗变换器（16）与第二1/4阻抗变换器（17）端口连接处设置第一隔离电阻（10），第二1/4阻抗变换器（17）与第三1/4阻抗变换器（18）端口互联，第二1/4阻抗变换器（17）与第三1/4阻抗变换器（18）连接处设置第二隔离电阻（11）。

步骤3：所诉第一从单元（26）输入端口（2）下方连接第四1/4阻抗变换器（19），第四1/4阻抗变换器（19）与第五1/4阻抗变换器（20）之间端口互联，第四1/4阻抗变换器（19）与第五1/4阻抗变换器（20）连接处设置第三隔离电阻（12），第五1/4阻抗变换器（20）与第六1/4阻抗变换器（21）端口互联，第五1/4阻抗变换器（20）与第六1/4阻抗变换器（21）连接处设置第四隔离电阻（13）

步骤4：所诉第二从单元（27）输入端口（3）下方第七连接1/4阻抗变换器（22），第七1/4阻抗变换器（22）与第八1/4阻抗变换器（23）端口互联，第七1/4阻抗变换器（22）与第八1/4阻抗变换器（23）连接处设置第五隔离电阻（14），第八1/4阻抗变换器（23）与第九1/4阻抗变换器（24）端口互联，第八1/4阻抗变换器（23）与第九1/4阻抗变换器（24）端口连接处设置第六隔离电阻（15）。

本发明与现有技术相比，其显著优点：本发明的超宽带一分四功分器，可以实现在较宽的带宽内平稳工作，并且其体积比现有功分器尺寸小。功分器面积比直线型传统型功分器小60%，从图1可见，微带线金属层均匀分布在薄膜基板上，达到结构简易、尺寸面积小、便于集成，且提高了器件的可靠性和驻波性能优良等效果；可以有效改善宽带频率响应不平稳特性。

附图说明

图1是本发明超宽带一分四功分器框图。

图2是本发明超宽带一分四功分器实现方法的流程图。

具体实施方式

下面结合说明书附图和实施例对本发明作进一步说明。

结合图1，一种微波宽带一分四功分器，包括微波介质板28、主单元25、第一从单元26和第二从单元27；主单元25、第一从单元26和第二从单元27以树形图结构分布在介质基板上，主单元25以介质基板中心为轴线，第一从单元26和第二从单元27对称分布于轴线两边；所述主单元25的第一输出端口4与第一从单元26的第一输入端口2连接，所述主单元25第二输出端口5与第二从单元27第二输入端口3连接。

所述主单元25的第一输入端口1下方连接第一1/4阻抗变换器16，第一1/4阻抗变换器16与第二1/4阻抗变换器17之间端口互联，第一1/4阻抗变换器16与第二1/4阻抗变换器17连接处设置第一隔离电阻10，第二1/4阻抗变换器17与第三1/4阻抗变换器18之间端口互联，第二1/4阻抗变换器17与第三1/4阻抗变换器18连接处设置第二隔离电阻11。

所述第一从单元26的第二输入端口2下方连接第四1/4阻抗变换器19，第四1/4阻抗变换器19与第五1/4阻抗变换器20之间端口互联，第四1/4阻抗变换器19与第五1/4阻抗变换器20连接处设置第三隔离电阻12，第五1/4阻抗变换器20与第六1/4阻抗变换器21端口互联，第五1/4阻抗变换器20与第六1/4阻抗变换器21连接处设置第四隔离电阻13。

所述第二从单元27的第三输入端口3下方第七连接1/4阻抗变换器22，第七1/4阻抗变换器22与第八1/4阻抗变换器23端口互联，第七1/4阻抗变换器22与第八1/4阻抗变换器23连接处设置第五隔离电阻14，第八1/4阻抗变换器23与第九1/4阻抗变换器24端口互联，第八1/4阻抗变换器23与第九1/4阻抗变换器24端口连接处设置第六隔离电阻15。

所述第一隔离电阻10阻抗值<第二隔离电阻11阻抗值，第三隔离电阻12阻抗值<第四隔离电阻13阻抗值，第五隔离电阻14阻抗值<第六隔离电阻15阻抗值，第一隔离电阻10阻抗值=第三隔离电阻12阻抗值=第五隔离电阻14阻抗值，第二隔离电阻11阻抗值=第四隔离电阻13阻抗值=第六隔离电阻15阻抗值。

结合图2，实现本发明超宽带一分四功分器的设计，包括以下步骤：

步骤1：下面对本发明技术方案进行详细说明，但是本发明的保护范围不局限于所述实施例；

步骤2：为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例,对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明,并不用于限定本发明；

实施例：

本文所设计宽带一分四功分器，其特征在于，宽带一分四功分器的工作频率为6-18GHz。所诉主单元（25）输入端口（1）下方连接第一1/4阻抗变换器（16），第一1/4阻抗变换器（16）与第二1/4阻抗变换器（17）端口互联，第一1/4阻抗变换器（16）与第二1/4阻抗变换器（17）端口连接处设置第一隔离电阻（10），第二1/4阻抗变换器（17）与第三1/4阻抗变换器（18）端口互联，第二1/4阻抗变换器（17）与第三1/4阻抗变换器（18）连接处设置第二隔离电阻（11）。

所诉第一从单元（26）、第二从单元（27）连接方式与主单元（25）同理。

本发明中，主单元（25）和第一从单元（26）第二从单元（27）均采用特征阻抗为50Ω的微带传输线，隔离电阻（10）、（11）、（12）、（13）、（14）、（15）均采用薄膜工艺制作的薄膜电阻，用于提高隔离度，介质基板（28）为氧化铝材料的薄膜基板，微带线金属层均匀分布在薄膜基板上。

本发明基于威尔金森功分器宽带设计功分器基础上设计了一种超宽带一分四路功分器，通过级连的方式将三个一分二功分器连在一起，同时采用多层板的电路形式，优化了电路结构的设计，提高了功分器的微波性能和可生产性。本文设计的功分器的工作频率为6-18GHz.通过仿真软件验证可知，回波损耗优于-13dBm，插入损耗优于-7dBm，隔离度优于-12dBm。加工实物验证结果表明，理论仿真结果与实验测试基本一致，证明了设计方法的可行性。