超宽带传输线一对多端口阻抗变换功分器的制作方法

本发明涉及一种功分器，具体涉及一种超宽带传输线一对多端口阻抗变换功分器。

背景技术：

功率分配器，可将一路输入信号的能量分为多路输出相等或不相等能量的器件。阻抗变换器可完成不同阻抗之间的转换，以获得良好匹配。

现有的阻抗变换器皆为单端口输入单端口输出，有一定的局限性。

技术实现要素：

发明目的：为了同时实现功分器和阻抗变换器两种功能，实现单端口输入，多端口输出，节约空间和成本，本发明提出了一种超宽带传输线一对多端口阻抗变换功分器。

技术方案：本发明的超宽带传输线一对多端口阻抗变换功分器，包括传输线结构、馈电端口和功分端口；所述传输线结构包括单支路和多支路；所述单支路的一端连接馈电端口；所述单支路的另一端由阻抗变换器逐阶展开形成并联支路进行阻抗变换，所述各并联支路为多支路；所述最后一阶的每个支路与功分端口相连；所述馈电端口位于传输线结构单支路一侧，并与单支路相连；所述功分端口位于传输线结构多支路一侧，每个功分端口与所述传输线结构最后一阶的每个支路相连。

优选地，所述传输线结构为微带线、平行双线或同轴线中的一种。

优选地，所述阻抗变换器为多阶四分之一波长阻抗变换器。

优选地，所述每阶传输线的特征阻抗根据阶数和实际可利用空间尺寸翻倍，展开为并联结构。

优选地，所述每阶展开为两支。

优选地，所述每个功分端口具有相同的特征阻抗。

有益效果：本发明与现有技术相比，能够取得下列有益效果：1、本发明通过馈电端口和功分端口分别连接阻抗变换器展开成的并联结构，既实现功率分配又进行了阻抗变换，同时实现了单端口输入，多端口输出。2、通过优化平面微带线结构，实现低反射。3、多端口的阻抗变换微带功分器还具有重量轻、体积小、易加工的优点。

附图说明

图1为本发明的上表面的结构示意图；

图2为本发明的平面微带线结构的局部放大立体图；

图3为本发明的下表面的结构示意图；

图4为本发明的俯视结构示意图；

图5为本发明的左视结构示意图；

图6为一对一端口的理想传输线结构；

图7为本发明的原理图局部结构示意图；

图8为利用hfss软件计算的反射特性和传输特性。

具体实施方式

下面结合说明书附图和具体实施方式对本发明作进一步详细描述。

如图1-5所示，其中：1介质基板，2传输线结构，3金属地板，4馈电端口，5功分端口。本实施例公开了一种超宽带传输线一对多端口阻抗变换功分器，包括介质基板1，分别位于其上表面和下表面的传输线结构2、金属地板3，所述介质基板1呈长方形结构并具有相互平行的上表面和下表面；金属地板3呈长方形结构，布满整个介质基板1下表面。本实施例的传输线结构2为平面微带线结构，由单条支路每阶分为两支，共5阶，共分为32条支路。平面微带线结构主要由不同宽度的长条状的微带线构成，拐角处由弧形微带线接头连接，分路处由t形微带线接头连接。微带线结构为所述超宽带传输线一对多端口阻抗变换功分器的一种实现结构，还可以通过平行双线、同轴线等实现。

馈电端口4位于介质基板1侧面，为连接传输线结构2和金属地板3的单端口。如图3和图6所示方位，所述馈电端口4位于最右侧。本实施例中的馈电端口4的特征阻抗为50ohm。

功分端口5共32个，位于介质基板1侧面，连接传输线结构2的32条支路末端与金属地板3。如图3所示方位，所述功分端口5位于最左侧，如图5所示方位，所述功分端口5位于介质基板1侧面均匀分布。本实施例中，每个功分端口5的特征阻抗为147.2ohm。

本实施例以实现50ω-4.6ω的阻抗变换为例，并采用四分之一波长阻抗变换器，实际应用时可根据需要来选取合适的阻抗变换器。要实现一对一端口的理想传输线结构，首先确定50ω-4.6ω的四分之一波长阻抗变换器。本实施例分为32多端口输出，实际应用时只要保证端口数量是2的n次方。通过商业电磁计算软件ads设计，为满足在1-18ghz，低于-10db的反射系数，需要16段理想传输线，如图7所示，每段传输线的阻抗值如表1所示。

每阶理想传输线的展开情况及对展开后的阻抗值如表2所示。

根据表2即可算出理想传输线所对应微带线结构的长和宽，可将理想传输线转换为真实微带线结构，并用t接头、拐角等微带连接元件进行连接，生成真实微带线原理图，其局部结构如图8所示。

根据原理图生成版图，即为本发明的结构，如图1-5所示。

如图6所示，本实施例中，介质基板1按照介电常数2.2、厚度为0.5毫米设计时，利用hfss软件计算的多端口的阻抗变换微带功分器的反射特性和传输特性，s(1，1)可在1-18ghz的款频带内达到低于-10db，s(2，1)-s(33，1)集中在-15db左右。

通过上述试验可知，本发明具有同时进行功率分配和阻抗变换的功能，同时实现了单端口输入，多端口输出，性能良好。

表116阶理想传输线特性阻抗值

表216阶理想传输线展开支路数及展开后特征阻抗值

技术特征：

技术总结
本发明公开了一种超宽带传输线一对多端口阻抗变换功分器，包括传输线结构、馈电端口和功分端口；所述传输线结构包括单支路和多支路；所述单支路的一端连接馈电端口；所述单支路的另一端由阻抗变换器逐阶展开形成并联支路进行阻抗变换，所述各并联支路为多支路；所述最后一阶的每个支路与功分端口相连；所述馈电端口位于传输线结构单支路一侧，并与单支路相连；所述功分端口位于传输线结构多支路一侧，每个功分端口与所述传输线结构最后一阶的每个支路相连。本发明同时具有功率分配和阻抗变换的功能，可实现超宽带的匹配特性，具有宽频带、低反射、体积小、易加工等优点。

技术研发人员：黄晓东;李文彦;金秀华
受保护的技术使用者：南京邮电大学
技术研发日：2019.06.28
技术公布日：2019.09.13