阅读说明：本技术 一种小型化威尔金森功率分配器 (A kind of miniaturization Wilkinson power divider ) 是由 刘登宝 王凯 靳学明 于 2019-08-19 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种小型化威尔金森功率分配器,属于功分器技术领域,包括微带线结构与多个隔离电阻,所述微带线结构具有一个用于输入微波信号的输入端口与两个用于输出微波分支信号的输出端口,所述输入端口与所述第一输出端口之间设置有第一微带传输部,所述输入端口与所述第二输出端口之间设置有第二微带传输部。本发明对所有存在平行部分的微带线均进行切口处理,在微带线的平行部分处切出一个缺口,降低了微带线的宽度,等效于在此处添加了一个串联电感,从而有效降低了微带线并行产生的耦合电容带来的影响,可以在实现功分器小型化的同时保证功分器的性能,值得被推广使用。(The invention discloses a kind of miniaturization Wilkinson power dividers, belong to power splitter technical field, including microstrip line construction and multiple isolation resistances, the microstrip line construction has the output port for being used to export microwave branch signal for inputting the input port of microwave signal with two, it is provided with the first micro-strip transport part between the input port and first output port, the second micro-strip transport part is provided between the input port and the second output terminal mouth.There are the microstrip lines of parallel section to carry out incision treatment to all by the present invention, a notch is cut out at the parallel section of microstrip line, reduce the width of microstrip line, it is equivalent to and is added to a series inductance here, it is influenced to effectively reduce the coupled capacitor bring that microstrip line generates parallel, it can realize the performance for guaranteeing power splitter while power splitter miniaturization, be worth being used more widely.)

一种小型化威尔金森功率分配器

技术领域

本发明涉及功分器技术领域，具体涉及一种小型化威尔金森功率分配器。

背景技术

功率分配器是指能够将输入信号分成两路或更多路输出信号的器件，又被称为功分器，其各个输出信号可以相同，也可以不同，它是射频和微波系统中不可缺少的重要模块，广泛应用于雷达、微波通信和电子对抗等系统中。基于微带线结构的威尔金森功分器电路，由于具有重量轻、成本低、结构简单易实现、不同输出端口之间隔离度较高等优势，因而被广泛应用各个系统中。

传统的威尔金森功分器电路，输入端口与各个输出端口之间依次连接了多个微带线，这些微带线构成切比雪夫多节阻抗变换器，从而实现输入端到各个输出端的阻抗变换，其中各个微带线的宽度由输出端口特征阻抗与输入端口特征阻抗值决定，微带线的长度由工作频段的中心频率决定。在宽带的系统中，需要多节微带线构成的切比雪夫阻抗变换器，才能实现在整个频段内输入/输出端口具有较好的驻波特性。但是随着节数的增加，会增加整个功分器的尺寸，尤其对于频率较低的应用系统，各个微带线的长度较大，功分器尺寸较大的问题更加突出。

降低传统威尔金森功分器尺寸的最好办法是采用曲径技术，即把传统直线的微带线改为弯曲的等长度微带线，这一方法可以有效降低功分器的长度，但是弯曲后的微带线之间存在较多并行的部分，各个并行部分不可避免存在互相之间的耦合，影响功分器的性能。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于：如何在实现功分器小型化的同时降低传统功分器中弯曲的微带线之间互相耦合的影响，提供了一种小型化威尔金森功率分配器。

本发明是通过以下技术方案解决上述技术问题的，本发明包括微带线结构与多个隔离电阻，所述微带线结构具有一个用于输入微波信号的输入端口与两个用于输出微波分支信号的输出端口，所述输入端口与所述第一输出端口之间设置有第一微带传输部，所述输入端口与所述第二输出端口之间设置有第二微带传输部，多个所述隔离电阻均并行设置在两个所述微带传输部之间，两个所述微带传输部均包括相同数量的多个微带线，多个所述微带线上均设置有用于降低所述微带线宽度的切口，所述切口设置在同一所述微带传输部中所述微带线相邻平行部分的对称位置，等效于在所述平行部分处设置一个串联电感，对所有存在平行部分的微带线均进行切口处理，在微带线的平行部分处切出一个缺口，降低微带线的宽度，等效于在此处添加了一个串联电感，从而有效降低了微带线并行产生的耦合电容带来的影响，可以在实现功分器小型化的同时保证了功分器的性能。

优选的，所述第一微带传输部包括第一微带线、第二微带线与第三微带线，所述第一微带线、所述第二微带线与所述第三微带线自所述输入端口至所述第一输出端口依次串联。

优选的，所述第二微带传输部包括第四微带线、第五微带线与第六微带线，所述第四微带线、所述第五微带线与所述第六微带线自所述输入端口至所述第二输出端口依次串联。

优选的，所述第一微带线与所述第四微带线的第一端口均与所述输入端口连接，所述第一微带线的第二端口与所述第二微带线的第一端口连接，所述第二微带线的第二端口与所述第三微带线的第一端口连接，所述第三微带线的第二端口与所述第一输出端口连接，所述第一微带线、所述第二微带线与所述第三微带线依次连接构成第一切比雪夫三节阻抗变换器。

优选的，所述第四微带线的第二端口与所述第五微带线的第一端口连接，所述第五微带线的第二端口与所述第六微带线的第一端口连接，所述第六微带线的第二端口与所述第二输出端口连接，所述第四微带线、所述第五微带线与所述第六微带线依次连接构成第二切比雪夫三节阻抗变换器。

优选的，所述隔离电阻的数量与任一个微带传输部中所包含微带线的数量相同。

优选的，多个隔离电阻包括第一隔离电阻、第二隔离电阻与第三隔离电阻，所述第一隔离电阻设置在所述第一微带线第二端口与第四微带线第二端口之间，所述第二隔离电阻设置在所述第二微带线第二端口与第五微带线第二端口之间，所述第三隔离电阻设置在所述第三微带线第二端口与第六微带线第二端口之间。

优选的，所述输入端口至所述第一输出端口为第一微波支路，所述输入端口至所述第二输出端口为第二微波支路。

优选的，所述第一微波支路与所述第二微波支路对称设置，所述第一微带线和所述第四微带线的长度和宽度均相同，所述第二微带线和所述第五微带线的长度和宽度均相同，所述第三微带线和所述第六微带线的长度和宽度均相同，所述第一输出端口与所述第二输出端口的特征阻抗相等。

优选的，所述切口设置在所述第一微带线、所述第二微带线、所述第三微带线、所述第四微带线、所述第五微带线与所述第六微带线中相邻平行部分的对称位置，所述相邻平行部分存在于单个微带线内部或两个相邻所述微带线之间。

本发明相比现有技术具有以下优点：该小型化威尔金森功率分配器，对所有存在平行部分的微带线均进行切口处理，在微带线的平行部分处切出一个缺口，降低了微带线的宽度，等效于在此处添加了一个串联电感，从而有效降低了微带线并行产生的耦合电容带来的影响，可以在实现功分器小型化的同时保证功分器的性能，值得被推广使用。

附图说明

图1是本发明实施例一中小型化威尔金森功率分配器的电路结构示意图；图中：1、输入端口；2、第一输出端口；3、第二输出端口。

图2是本发明实施例二中小型化威尔金森功率分配器的结构示意图。

具体实施方式

下面对本发明的实施例作详细说明，本实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。

实施例一

如图1所示，本实施例提供一种技术方案：一种小型化威尔金森功率分配器，包括微带线结构与多个隔离电阻，所述微带线结构具有一个用于输入微波信号的输入端口1与两个用于输出微波分支信号的输出端口，所述输入端口1与所述第一输出端口2之间设置有第一微带传输部，所述输入端口1与所述第二输出端口3之间设置有第二微带传输部，多个所述隔离电阻均并行设置在两个所述微带传输部之间，两个所述微带传输部均包括相同数量的多个微带线，多个所述微带线上均设置有用于降低所述微带线宽度的切口，所述切口设置在同一所述微带传输部中所述微带线相邻平行部分的对称位置，等效于在所述平行部分处设置一个串联电感，对所有存在平行部分的微带线均进行切口处理，在微带线的平行部分处切出一个缺口，降低微带线的宽度，等效于在此处添加了一个串联电感，从而有效降低了微带线并行产生的耦合电容带来的影响，可以在实现功分器小型化的同时保证功分器的性能。

所述第一微带传输部包括第一微带线、第二微带线与第三微带线，所述第一微带线、所述第二微带线与所述第三微带线自所述输入端口1至所述第一输出端口2依次串联。

所述第二微带传输部包括第四微带线、第五微带线与第六微带线，所述第四微带线、所述第五微带线与所述第六微带线自所述输入端口1至所述第二输出端口3依次串联。

所述第一微带线、所述第二微带线、所述第三微带线、所述第四微带线、所述第五微带线与所述第六微带线的特征阻抗依次为Z1、Z2、Z3、Z4、Z5、Z6，长度依次为L1、L2、L3、L4、L5、L6。

所述第一微带线与所述第四微带线的第一端口均与所述输入端口1连接，所述第一微带线的第二端口与所述第二微带线的第一端口连接，所述第二微带线的第二端口与所述第三微带线的第一端口连接，所述第三微带线的第二端口与所述第一输出端口2连接，所述第一微带线、所述第二微带线与所述第三微带线依次连接构成第一切比雪夫三节阻抗变换器。

所述第四微带线的第二端口与所述第五微带线的第一端口连接，所述第五微带线的第二端口与所述第六微带线的第一端口连接，所述第六微带线的第二端口与所述第二输出端口3连接，所述第四微带线、所述第五微带线与所述第六微带线依次连接构成第二切比雪夫三节阻抗变换器。

输入端口1的源阻抗、第一输出端口2和第二输出端口3的负载阻抗为R(R通常为50欧姆)，所述第一微带传输部与所述第二微带传输部并联，为了实现与所述输入端口1阻抗匹配，所述第一微带传输部与所述第二微带传输部的特征阻抗需要为2R，故第一微带传输部与所述第二微带传输部的作用是实现输入阻抗2R与输出阻抗R之间的匹配，当特性阻抗不等的两段传输线直接相接时，连接处的阻抗由于不匹配而引起反射波，而且它只有一个连接面，因此无法产生另一个反射波与原来反射波抵消。当中间加了一段λ/4抗变换器以后，又增加了一个连接面，这样两个连接面均会产生反射，而且由于两个连接面之间有λ/4的距离，使两个反射波到达输入端时相位恰好相反。如果控制λ/4阻抗变换器的横向尺寸，使两个连接面所产生的反射波在输入端等幅反相而抵消，则达到匹配。但因为只有两个连接面，因此只能对一个频率达到匹配；为了增加阻抗变换器的工作频带，以便在较宽的频带内具有良好的匹配性能，往往采用多节λ/4阻抗变换器(本实施例中为3节)。

所述隔离电阻的数量与任一个所述微带传输部中所包含微带线的数量相同。

多个隔离电阻包括第一隔离电阻R1、第二隔离电阻R2与第三隔离电阻R3，所述第一隔离电阻R1设置在所述第一微带线第二端口与第四微带线第二端口之间，所述第二隔离电阻R2设置在所述第二微带线第二端口与第五微带线第二端口之间，所述第三隔离电阻R3设置在所述第三微带线第二端口与第六微带线第二端口之间。

所述输入端口1至所述第一输出端口2为第一微波支路，所述输入端口1至所述第二输出端口3为第二微波支路。

所述第一微波支路与所述第二微波支路的路径一致，对称设置，所述第一微带线和所述第四微带线的长度和宽度均相同，所述第二微带线和所述第五微带线的长度和宽度均相同，所述第三微带线和所述第六微带线的长度和宽度均相同，所述第一输出端口2与所述第二输出端口3的特征阻抗相等均为Z0。

所述切口设置在所述第一微带线、所述第二微带线、所述第三微带线、所述第四微带线、所述第五微带线与所述第六微带线中相邻平行部分的对称位置，所述相邻平行部分存在于单个微带线内部或两个相邻所述微带线之间。

通过在微带线上做出缺口，从而使得缺口附近的磁场聚集，等效于在此处添加了一个串联电感，这一等效电感可有效降低微带线并行产生的耦合电容带来的影响，从而使得此功分器中微带线弯曲实现尺寸降低的同时，功分器的性能不受微带线弯曲后产生耦合电容的影响。

实施例二

如图2所示，本实施例提供了一种小型化威尔金森功率分配器，包括：输入端口(微带线段P1)、第一微带线(微带线段11、微带线段12、微带线段13、微带线段14)、第二微带线(微带线段20、微带线段21、微带线段22、微带线段23、微带线段24)、第三微带线(微带线段30、微带线段31、微带线段32、微带线段33、微带线段34)、第四微带线(微带线段41、微带线段42、微带线段43、微带线段44)、第五微带线(微带线段50、微带线段51、微带线段52、微带线段53、微带线段54)、第六微带线(微带线段60、微带线段61、微带线段62、微带线段63、微带线段64)、第一输出端口(微带线段P20、微带线段P21、微带线段P22)、第二输出端口(微带线段P30、微带线段P31、微带线段P32)、隔离电阻R1、隔离电阻R2与隔离电阻R3。

第一微带线包括微带线段11、微带线段12、微带线段13、微带线段14；第二微带线包括微带线段20、微带线段21、微带线段22、微带线段23、微带线段24；第三微带线包括微带线段30、微带线段31、微带线段32、微带线段33、微带线段34；第四微带线包括微带线段41、微带线段42、微带线段43、微带线段44；第五微带线包括微带线段50、微带线段51、微带线段52、微带线段53、微带线段54；第六微带线包括微带线段60、微带线段61、微带线段62、微带线段63、微带线段64；输入端口微带线为微带线段P1；第一输出端口微带线包括微带线段P20、微带线段P21、微带线段P22；第二输出端口微带线包括微带线段P30、微带线段P31、微带线段P32；第一隔离电阻、第二隔离电阻、第三隔离电阻分别隔离电阻R1、隔离电阻R2与隔离电阻R3。

输入端口微带线段P1的输出端同时与微带线段11、微带线段41的第一端口相连接，微带线段11的第二端口与微带线段12的第一端口相连接，微带线段12的第二端口与微带线段13的第一端口相连接，微带线段13的第二端口与微带线段14的第一端口相连接，微带线段14的第二端口与微带线段20的第一端口相连接，微带线段20的第二端口与微带线段21的第一端口相连接，微带线段21的第二端口与微带线段22的第一端口相连接，微带线段22的第二端口与微带线段23的第一端口相连接，微带线段23的第二端口与微带线段24的第一端口相连接，微带线段24的第二端口与微带线段30的第一端口相连接，微带线段30的第二端口与微带线段31的第一端口相连接，微带线段31的第二端口与微带线段32的第一端口相连接，微带线段32的第二端口与微带线段33的第一端口相连接，微带线段33的第二端口与微带线段34的第一端口相连接，微带线段34的第二端口与微带线段P20的第一端口相连接，微带线段P20的第二端口与微带线段P21的第一端口相连接，微带线段P21的第二端口与微带线段P22的第一端口相连接；

微带线段41的第二端口与微带线段42的第一端口相连接，微带线段42的第二端口与微带线段43的第一端口相连接，微带线段43的第二端口与微带线段44的第一端口相连接，微带线段44的第二端口与微带线段50的第一端口相连接，微带线段50的第二端口与微带线段51的第一端口相连接，微带线段51的第二端口与微带线段52的第一端口相连接，微带线段52的第二端口与微带线段53的第一端口相连接，微带线段53的第二端口与微带线段54的第一端口相连接，微带线段54的第二端口与微带线段60的第一端口相连接，微带线段60的第二端口与微带线段61的第一端口相连接，微带线段61的第二端口与微带线段62的第一端口相连接，微带线段62的第二端口与微带线段63的第一端口相连接，微带线段63的第二端口与微带线段64的第一端口相连接，微带线段64的第二端口与微带线段P30的第一端口相连接，微带线段P30的第二端口与微带线段P31的第一端口相连接，微带线段P31的第二端口与微带线段P32的第一端口相连接。

微带线段14和微带线段20的连接处到微带线段44和微带线段50的连接处之间，通过隔离电阻R1进行连接；微带线段24和微带线段30的连接处到微带线段54和微带线段60的连接处之间，通过隔离电阻R2进行连接；微带线段34和微带线段P20的连接处到微带线段64和微带线段P30的连接处之间，通过隔离电阻R3进行连接。

其中，隔离电阻R1、R2、R3为射频电阻。

微带线的直角弯角会造成信号线宽的增大，从而造成严重的特性阻抗不连续问题，出现信号反射现象，影响高速电路信号传输质量，为了避免这一影响，在拐角处做45度切角处理。

威尔金森功分器中的微带线进行弯曲处理后，可以明显降低整个功分器的尺寸，尤其可以有效降低功分器的长度，但是弯曲后的微带线不可避免会存在微带线并行部分，如图2中的微带线段11和微带线段13、微带线段21和微带线段23等，这些并行的微带线相互之间会产生耦合，从而影响功分器的性能。因此对所有存在并行部分的微带线进行切口处理，在微带线并行部分的中间位置切出一个缺口，降低微带线的宽度，等效于在此处添加了一个串联电感，从而有效降低了微带线并行产生的耦合电容带来的影响。

微带线段11和微带线段13并行部分的中间位置切出一个缺口，微带线段21和微带线段23并行部分的中间位置切出一个缺口，微带线段31和微带线段33并行部分的中间位置切出一个缺口，微带线段41和微带线段43并行部分的中间位置切出一个缺口，微带线段51和微带线段53并行部分的中间位置切出一个缺口，微带线段61和微带线段63并行部分的中间位置切出一个缺口。

微带线段33与微带线段P21之间存在并行部分，故微带线段P21在并行部分的中间位置切出一个缺口，微带线段63与微带线段P31之间存在并行部分，故微带线段P31在并行部分的中间位置切出一个缺口。

通过做出上述微带线中的缺口，降低了相应微带线的宽度，等效于在此处添加了一个串联电感，从而有效降低了微带线并行产生的耦合电容带来的影响。

通过在微带线上做出缺口，从而使得缺口附近的磁场聚集，等效于在此处添加了一个串联电感，这一等效电感可有效降低微带线并行产生的耦合电容带来的影响，从而使得此功分器中微带线弯曲实现尺寸降低的同时，功分器的性能不受微带线弯曲后产生耦合电容的影响。

综上所述，上述两组实施例中的一种小型化威尔金森功率分配器，通过对所有存在并行部分的微带线均进行切口处理，在微带线并行部分的中间位置切出一个缺口，降低微带线的宽度，等效于在此处添加了一个串联电感，从而有效降低了微带线并行产生的耦合电容带来的影响，可以在实现功分器小型化的同时保证功分器的性能，值得被推广使用。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。