一种超宽带功分器的制作方法

本实用新型实施例涉及射频通信技术领域，尤其涉及一种超宽带功分器。

背景技术：

随着科技的进步，雷达通信和无线通信得到了飞速的发展，对射频通信的要求也越来越高，对宽频带、功率分配高效的微波器件的需求越来越多。单个微波器件的输出功率已经很难满足高功率系统的需求，因此需要采用多个器件通过功率分配来实现系统对功率的要求。

功率分配器简称为功分器，是射频前端一种常见的微波无源器件，它主要用于信号功率的分配和合成，通常应用于混频器、功率放大电路、干扰机、调制解调器、大规模MIMO阵列天线及相控阵雷达天线等各种微波射频系统中。

功率分配器作为构建功率放大器以及高增益天线阵列的必要组成部件之一，其在结构上的小型化、在性能上的双频带、端接任意复数阻抗和谐波抑制等特性，不仅可以保障在技术上有效的支撑并行高效率功率放大器的设计，也能够保障有效的解决高增益可调天线阵列的功率分配难题。目前，常见的功率分配器主要有：T型功分器、Gysel功分器、 Bagley多边形功分器和Wilkinson功分器。

Wilkinson功分器是基于四分之一波长阻抗变化结构和隔离电阻的单频带功率分配器，它的特点是：当各端口的阻抗完全匹配时，输出端口可以完全隔离，在其特定工作频点上，它只是耗散了各端口的反射功率，具有无耗的有用特性。由于Wilkinson功分器所具有的结构简单、体积小、实用性强、性能优异等特点，其应用最为广泛。

然而，传统的Wilkinson功分器带宽有限，只有10％左右的带宽，随着无线射频技术对超宽带器件需求的不断加深，对超宽带的功分器的需求也越来越大。因此，如何提供一种超宽带的功分器成为亟需解决的一大问题。

技术实现要素：

针对现有技术中存在的问题，本实用新型实施例提供一种超宽带功分器，所述超宽带功分器包括：

第一阶梯式功分器、第二阶梯式功分器和第三阶梯式功分器，所述第一阶梯式功分器的两个输出端口，分别与所述第二阶梯式功分器的输入端口和所述第三阶梯式功分器的输入端口相连；其中，所述第一阶梯式功分器、所述第二阶梯式功分器和所述第三阶梯式功分器，分别包括预设节数的威尔金森功分器，每节所述威尔金森功分器分别包括第一微带线和隔离电阻，所述第一微带线的尺寸和所述隔离电阻的规格逐渐增大。

如上述系统，可选地，所述超宽带功分器还包括：

腔体和微带线印制电路板，所述微带线印制电路板粘接在所述腔体内部的底座上；

所述第一阶梯式功分器、所述第二阶梯式功分器和所述第三阶梯式功分器，分布在所述微带线印制电路板上。

如上述系统，可选地，所述超宽带功分器还包括：

第一射频连接头、第二射频连接头、第三射频连接头、第四射频连接头和第五射频连接头；其中，

所述第一射频连接头与所述第一阶梯式功分器的输入端口相连，所述第二射频连接头和所述第三射频连接头分别与所述第二阶梯式功分器的两个输出端口相连，所述第四射频连接头和所述第五射频连接头分别与所述第三阶梯式功分器的两个输出端口相连。

如上述系统，可选地，所述超宽带功分器还包括：

盖板，所述盖板固定在所述腔体的侧壁上方。

如上述系统，可选地，所述腔体和所述盖板采用导电氧化铝材质，所述微带线印制电路板为罗杰斯高频板，所述微带线印制电路板的材质为聚四氟乙烯。

如上述系统，可选地，所述第一射频连接头、所述第二射频连接头、所述第三射频连接头、所述第四射频连接头和所述第五射频连接头，均为50欧姆SMA母头。

如上述系统，可选地，所述盖板通过紧固螺钉固定在所述腔体的侧壁上。

如上述系统，可选地，所述隔离电阻采用碳膜0402封装电阻器。

本实用新型实施例提供的超宽带功分器，通过第一阶梯式功分器、第二阶梯式功分器、第三阶梯式功分器，所述第一阶梯式功分器的两个输出端口，分别与所述第二阶梯式功分器的输入端口和所述第三阶梯式功分器的输入端口相连；其中，所述第一阶梯式功分器、所述第二阶梯式功分器和所述第三阶梯式功分器，分别包括预设节数的威尔金森功分器，每节所述威尔金森功分器分别包括第一微带线和隔离电阻，所述第一微带线的尺寸和所述隔离电阻的规格逐渐增大，提高了所述超宽带功分器的带宽，可以使得所述超宽带功分器的带宽达到10个倍频程，可覆盖1GHz～10GHz整个频带。此外，整个频带内插入损耗小，平坦度好，插入损耗可小于2dB，带内平坦度小于1.5dB；端口间隔离度高，同一个阶梯式功分器功分器输出端口间隔离度可达到14.5dB，不同阶梯式功分器功分器的输出端口间的隔离度可达21dB。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型实施例提供的超宽带功分器的结构示意图；

图2为本实用新型另一实施例提供的超宽带功分器的结构示意图；

图3为本实用新型再一实施例提供的超宽带功分器的结构示意图。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

图1为本实用新型实施例提供的超宽带功分器的结构示意图，如图 1所示，所述超宽带功分器包括：

第一阶梯式功分器1、第二阶梯式功分器2和第三阶梯式功分器3，所述第一阶梯式功分器1的两个输出端口分别与所述第二阶梯式功分器 2的输入端口和所述第三阶梯式功分器3的输入端口相连；其中，所述第一阶梯式功分器1、所述第二阶梯式功分器2和所述第三阶梯式功分器3，分别包括预设节数的威尔金森功分器4，每节所述威尔金森功分器 4分别包括第一微带线5和隔离电阻6，所述第一微带线5的尺寸和所述隔离电阻6的规格逐渐增大。

具体地，本实用新型实施例提供的超宽带功分器包括：第一阶梯式功分器1、第二阶梯式功分器2和第三阶梯式功分器3，其中，所述第一阶梯式功分器1、所述第二阶梯式功分器2和所述第三阶梯式功分器3 的结构可以相同，可以分别包括预设节数的威尔金森功分器4，所述预设节数可以根据实际需要具体设定，比如，可以设定为8。每节所述威尔金森功分器4可以包括第一微带线5和隔离电阻6，每节威尔金森功分器4内的第一微带线5的尺寸各不相同，每节威尔金森功分器4内的隔离电阻6的规格也各不相同。其中，所述第一微带线5的尺寸各不相同，对应的阻抗也各不相同。

所述第一微带线5的尺寸和所述隔离电阻6的规格可以逐渐增大。以所述第一阶梯式功分器1为例，所述第一阶梯式功分器1内的8节威尔金森功分器4中，离所述第一阶梯式功分器1的输入端口越远，对应的第一微带线5的尺寸和隔离电阻6的规格就越大，使得所述8节威尔金森功分器4的尺寸成阶梯状分布，组成了所述第一阶梯式功分器1。所述第一微带线5的尺寸和所述隔离电阻6的规格，可以是按照确定的比例关系逐渐增大，也可以是按照随机的方式进行增大，本实用新型实施例不做限定。

所述第一阶梯式功分器1、所述第二阶梯式功分器2和所述第三阶梯式功分器3，可以分别包括一个输入端口和两个输出端口，所述第一阶梯式功分器1的两个输出端口可以通过第二微带线7，分别与所述第二阶梯式功分器2的输入端口和所述第三阶梯式功分器3的输入端口相连，通过一分二，二分四的结构来实现4路等分功分器。其中，所述第二微带线7的阻抗可以是一个预设的值，比如可以为50欧姆。

本实用新型实施例提供的超宽带功分器，通过预设节数的威尔金森功分器组成第一阶梯式功分器、第二阶梯式功分器和第三阶梯式功分器，并且每节威尔金森功分器内的第一微带线的尺寸和隔离电阻的规格逐渐增大，使得预设节数的威尔金森功分器成阶梯状分布，可以提高功分器的通带带宽，使得所述超宽带功分器的带宽达到10个倍频程，可覆盖 1GHz～10GHz整个频带。此外，整个频带内插入损耗小，平坦度好，插入损耗可小于2dB，带内平坦度小于1.5dB，端口间隔离度高，同一个阶梯式功分器功分器输出端口间隔离度可达到14.5dB，不同阶梯式功分器功分器的输出端口间的隔离度可达21dB。

可选的，在上述实施例的基础上，所述超宽带功分器包括：第一阶梯式功分器、第二阶梯式功分器、第三阶梯式功分器、腔体和微带线印制电路板，其中，

所述微带线印制电路板粘接在所述腔体内部的底座上；

所述第一阶梯式功分器、所述第二阶梯式功分器和所述第三阶梯式功分器，分布在所述微带线印制电路板上。

具体地，本实用新型实施例提供一种超宽带功分器，所述超宽带功分器可以包括：第一阶梯式功分器、第二阶梯式功分器、第三阶梯式功分器、腔体和微带线印制电路板。其中，所述第一阶梯式功分器、所述第二阶梯式功分器和所述第三阶梯式功分器，已在上述实施例中详细描述，此处不再赘述。所述微带线印制电路板可以通过导电胶，粘接在所述腔体内部的底座上，所述第一阶梯式功分器、所述第二阶梯式功分器和所述第三阶梯式功分器，可以按照上述实施例中所述的连接关系，分布在所述微带线印制电路板上。

本实用新型实施例提供的超宽带功分器，通过设置腔体和微带线印制电路板，所述微带线印制电路板粘接在所述腔体内部的底座上，所述第一阶梯式功分器、所述第二阶梯式功分器和所述第三阶梯式功分器，分布在所述微带线印制电路板上，使得所述功分器更加科学。

可选的，在上述实施例的基础上，所述超宽带功分器包括：第一阶梯式功分器、第二阶梯式功分器、第三阶梯式功分器、第一射频连接头、第二射频连接头、第三射频连接头、第四射频连接头和第五射频连接头；其中，

所述第一射频连接头与所述第一阶梯式功分器的输入端口相连，所述第二射频连接头和所述第三射频连接头分别与所述第二阶梯式功分器的两个输出端口相连，所述第四射频连接头和所述第五射频连接头分别与所述第三阶梯式功分器的两个输出端口相连。

具体地，本实用新型实施例提供一种超宽带功分器，所述超宽带功分器可以包括：第一阶梯式功分器、第二阶梯式功分器、第三阶梯式功分器、第一射频连接头、第二射频连接头、第三射频连接头、第四射频连接头和第五射频连接头。其中，所述第一阶梯式功分器、所述第二阶梯式功分器和所述第三阶梯式功分器，已在上述实施例中详细描述，此处不再赘述。

所述第一射频连接头可以通过焊锡，与所述第一阶梯式功分器的输入端口连接的第二微带线相连，所述第二射频连接头和所述第三射频连接头可以通过焊锡，分别与所述第二阶梯式功分器的两个输出端口各自连接的所述第二微带线相连，所述第四射频连接头和所述第五射频连接头可以通过焊锡，分别与所述第三阶梯式功分器的两个输出端口各自连接的所述第二微带线相连。其中，所述第二微带线的阻抗可以为预设值，比如，可以为50欧姆，所述第二微带线的阻抗分别与所述第一射频连接头、所述第二射频连接头、所述第三射频连接头、所述第四射频连接头和所述第五射频连接头的阻抗相匹配。

本实用新型实施例提供的超宽带功分器，在整体上可以实现信号功率从所述第一阶梯式功分器的输入端口进入，经过3个相互关联的阶梯式功分器后，实现功率均分为4路，分别从所述第二阶梯式功分器的两个输出端口和所述第三阶梯式功分器的两个输出端口输出，获得一个超宽带4路Wilkinson功分器。

本实用新型实施例提供的超宽带功分器，通过第一射频连接头与第一阶梯式功分器的输入端口相连，第二射频连接头和第三射频连接头分别与第二阶梯式功分器的两个输出端口相连，第四射频连接头和第五射频连接头分别与第三阶梯式功分器的两个输出端口相连，使得所述超宽带功分器更加科学。

可选的，在上述实施例的基础上，所述功分器包括：第一阶梯式功分器、第二阶梯式功分器、第三阶梯式功分器、腔体、微带线印制电路板和盖板，其中，所述盖板固定在所述腔体的侧壁上方。

具体地，本实用新型实施例提供一种超宽带功分器，所述超宽带功分器可以包括：第一阶梯式功分器、第二阶梯式功分器、第三阶梯式功分器、腔体、微带线印制电路板和盖板。其中，所述第一阶梯式功分器、所述第二阶梯式功分器、所述第三阶梯式功分器、所述腔体和所述微带线印制电路板，已在上述实施例中详细描述，此处不再赘述。所述盖板固定在所述腔体的侧壁上方。

本实用新型实施例提供的超宽带功分器，通过盖板固定在腔体的侧壁上方，使得所述超宽带功分器更加科学。

可选的，在上述实施例的基础上，所述腔体和所述盖板采用导电氧化铝材质，所述微带线印制电路板为罗杰斯高频板，所述微带线印制电路板的材质为聚四氟乙烯。

具体地，上述实施例中所述的腔体和盖板可以采用导电氧化铝材质，上述实施例中所述的微带线印制电路板可以为罗杰斯高频板，所述微带线印制电路板的材质可以为聚四氟乙烯。

本实用新型实施例提供的超宽带功分器，通过腔体和盖板采用导电氧化铝材质，微带线印制电路板采用罗杰斯高频板，材质采用聚四氟乙烯，使得所述超宽带功分器更加科学。

可选的，在上述实施例的基础上，所述第一射频连接头、所述第二射频连接头、所述第三射频连接头、所述第四射频连接头和所述第五射频连接头，均为50欧姆SMA母头。

具体地，上述实施例中所述的第一射频连接头、第二射频连接头、第三射频连接头、第四射频连接头和第五射频连接头，均可以采用50 欧姆SMA母头。

本实用新型实施例提供的超宽带功分器，通过第一射频连接头、第二射频连接头、第三射频连接头、第四射频连接头和第五射频连接头，均采用50欧姆SMA母头，使得所述超宽带功分器更加科学。

可选的，在上述实施例的基础上，所述盖板通过紧固螺钉固定在所述腔体的侧壁上。

具体地，上述实施例中所述的盖板，可以通过紧固螺钉固定在腔体四周的侧壁上方，所有紧固螺钉与腔体接触的位置，都可以涂覆环氧树脂胶，以防止螺钉松动影响性能。

本实用新型实施例提供的超宽带功分器，通过紧固螺钉将盖板固定在腔体的侧壁上，使得所述超宽带功分器更加科学。

可选的，在上述实施例的基础上，所述隔离电阻采用碳膜0402封装电阻器。

具体地，上述实施例中所述的隔离电阻可以采用碳膜0402封装电阻器，每个所述隔离电阻可以采用不同规格的碳膜0402封装电阻器，对应的每个隔离电阻的阻值也不相同。

本实用新型实施例提供的超宽带功分器，通过隔离电阻采用碳膜 0402封装电阻器，使得所述超宽带功分器更加科学。

接下来，以一个具体的例子，详细描述一下本实用新型实施例提供的技术方案。

图2为本实用新型另一实施例提供的超宽带功分器的结构示意图，图3为本实用新型再一实施例提供的超宽带功分器的结构示意图。如图 2和图3所示，本实用新型实施例提供一种超宽带功分器，所述超宽带功分器可以包括：第一阶梯式功分器、第二阶梯式功分器、第三阶梯式功分器、腔体10、微带线印制电路板9、第一射频连接头11、第二射频连接头12、第三射频连接头13、第四射频连接头14、第五射频连接头 15和盖板8。其中，所述第一阶梯式功分器、所述第二阶梯式功分器和所述第三阶梯式功分器的结构相同，分别包括8节威尔金森功分器，每节所述威尔金森功分器包括第一微带线和隔离电阻，每节威尔金森功分器内的第一微带线的尺寸各不相同，对应的所述第一微带线阻抗也不相同，每节威尔金森功分器内的隔离电阻的规格也各不相同，所述第一微带线的尺寸和所述隔离电阻的规格逐渐增大，使得所述第一阶梯式功分器、所述第二阶梯式功分器和所述第三阶梯式功分器内的各节威尔金森功分器的尺寸，成阶梯状分布。

所述第一阶梯式功分器的两个输出端口，可以分别通过第二微带线，与所述第二阶梯式功分器的输入端口和所述第三阶梯式功分器的输入端口相连，所述第二微带线的阻抗可以为预设值，比如可以为50欧姆，所述第一阶梯式功分器、所述第二阶梯式功分器和所述第三阶梯式功分器可以按照上述连接方式，分布在所述微带线印制电路板9上方，所述微带线印制电路板9可以通过导电胶，粘接在所述腔体10内部的底座上，所述第一射频连接头11可以通过焊锡，与所述第一阶梯式功分器的输入端口连接的所述第二微带线相连，所述第二射频连接头12和所述第三射频连接头13可以分别通过焊锡，与所述第二阶梯式功分器的两个输出端口各自连接所述第二微带线相连，所述第四射频连接头14和所述第五射频连接头15可以分别通过焊锡，与所述第三阶梯式功分器的两个输出端口各自连接的所述第二微带线相连；所述盖板8可以通过固定螺钉，固定在所述腔体的四周侧壁的上方。所有紧固螺钉与腔体接触的位置，都可以涂覆环氧树脂胶，以防止螺钉松动影响性能。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本实用新型的实施例的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本实用新型的实施例进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型的实施例各实施例技术方案的范围。