一种基于复合左右手传输线结构的双频功分器的制作方法

本发明属于天线设计，更具体地，涉及一种基于复合左右手传输线结构的双频功分器。

背景技术：

1、如今世界主要有四大卫星导航系统，分别是美国的全球定位系统(globalpositioning system，gps)、俄罗斯的格洛纳斯(global navigation satellite system，glonass)、欧洲的伽利略(galileo satellite navigation system，galileo)以及中国的“北斗”系统，它们各自有着不同的工作频率，整体工作频段都在1.16ghz～1.27ghz和1.56ghz～1.61ghz之间，为了实现精度高、可靠性强的定位能力，能够覆盖这两个频段的导航卫星显得尤为重要。

2、馈电系统是天线的重要组成部分，通过馈电系统对天线的工作频段实现一定的选择性来减小天线的复杂程度。由于现在的导航天线大都是圆极化天线，通过双馈电更利于实现，因此就需要功分器来获取相对均衡的功率输入。传统的威尔金森功分器，其结构中具有λ/4阻抗变换器，因此只能工作于单一频段以及其奇数次谐波处。

技术实现思路

1、针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本发明提出了一种基于复合左右手传输线结构的双频功分器，通过设计的新型的平衡性复合左右手传输线结构，易于调节，通过对传统的威尔金森功分器改进实现在导航频段的双频工作。

2、为实现上述目的，本发明提供了一种基于复合左右手传输线结构的双频功分器，包括：微带贴片结构、金属过孔、表面贴片电阻、介质基板及金属接地板，介质基板的一侧为金属接地板，另一侧为微带贴片结构；

3、输入端口和输出端口设置有表面贴片电阻，双频功分器的上半部分支节与下半部分支节对称放置，上半部分支节与下半部分支节中的复合左右手传输线单元结构为镜像对称，且上半部分支节与下半部分支节中的复合左右手传输线单元均为中心对称结构；

4、每个复合左右手传输线单元均为交指结构，整体分为上下两个半边，下半部分的主体为l形微带线，上半部分主体为倒l形微带线，l形微带线和倒l形微带线分别在左上角和右下角断开；下半边l形微带线的底边和上半边倒l形微带线的顶边都有垂直于整个传输线结构的垂直方向的凸起指头；在l形微带线和倒l形微带线的末端均加载了金属过孔结构；

5、每两个复合左右手传输线单元之间利用一段普通传输线过渡，在第一个复合左右手传输线单元的左侧和最后一个复合左右手传输线单元的右侧与输入和输出端口处的传输线连接构成四分之一波长阻抗变换支节。

6、在一些可选的实施方案中，所述凸起指头的间隙以s形对金属进行腐蚀形成，且s形的腐蚀拐角均为90度。

7、在一些可选的实施方案中，在支节两端通过拐角进行连接，水平方向的拐角角度为153.43度，竖直方向的拐角角度为116.57度；支节两端与主微带线的连接通过90度的直角连接。

8、在一些可选的实施方案中，在输出端的两段50欧姆微带线通过水平方向和竖直方向145度的两个拐角将输出端分别拐向上方和下方。

9、在一些可选的实施方案中，在第一个复合左右手传输线单元的左侧和最后一个复合左右手传输线单元的右侧均与70.7欧姆的传输线连接构成四分之一波长阻抗变换支节。

10、在一些可选的实施方案中，复合左右手传输线单元之间的过渡普通微带线以及首尾复合左右手传输线单元与70.7欧姆传输线过渡微带线长度为0.625毫米，宽度2.9毫米。

11、在一些可选的实施方案中，l形微带线的底边和倒l形微带线的顶边长度为10.6毫米，宽度为0.25毫米；在底边和顶边上的凸起指头长度为2.1毫米，宽度为0.15毫米。

12、在一些可选的实施方案中，l形微带线最左侧的指头和倒l形微带线最右侧的指头距离过渡普通微带线的距离为0.2毫米；l形微带线的指头和倒l形微带线的指头间距为0.1毫米；l形微带线的指头和倒l形微带线的顶边距离为0.3毫米。

13、在一些可选的实施方案中，l形微带线的末端和倒l形微带线的末端金属过孔的直径为0.1毫米，金属过孔圆心距离水平方向的边缘为0.06毫米。

14、总体而言，通过本发明所构思的以上技术方案与现有技术相比，能够取得下列有益效果：

15、本发明在传统威尔金森功分器的基础上，在其四分之一波长阻抗变换支节加载新型的复合左右手传输线单元，实现功率等分的信号输出，可用于多频段馈电网络设计。通过本发明利用多个复合左右手传输线单元的级联就能实现所需的任意双频段工作需求。并且该结构尺寸小易兼容，在微波电路领域具有广阔的应用前景。

技术特征：

1.一种基于复合左右手传输线结构的双频功分器，其特征在于，包括：微带贴片结构、金属过孔、表面贴片电阻、介质基板及金属接地板，介质基板的一侧为金属接地板，另一侧为微带贴片结构；

2.根据权利要求1所述的双频功分器，其特征在于，所述凸起指头的间隙以s形对金属进行腐蚀形成，且s形的腐蚀拐角均为90度。

3.根据权利要求2所述的双频功分器，其特征在于，在支节两端通过拐角进行连接，水平方向的拐角角度为153.43度，竖直方向的拐角角度为116.57度；支节两端与主微带线的连接通过90度的直角连接。

4.根据权利要求3所述的双频功分器，其特征在于，在输出端的两段50欧姆微带线通过水平方向和竖直方向145度的两个拐角将输出端分别拐向上方和下方。

5.根据权利要求4所述的双频功分器，其特征在于，在第一个复合左右手传输线单元的左侧和最后一个复合左右手传输线单元的右侧均与70.7欧姆的传输线连接构成四分之一波长阻抗变换支节。

6.根据权利要求5所述的双频功分器，其特征在于，，复合左右手传输线单元之间的过渡普通微带线以及首尾复合左右手传输线单元与70.7欧姆传输线过渡微带线长度为0.625毫米，宽度2.9毫米。

7.根据权利要求6所述的双频功分器，其特征在于，l形微带线的底边和倒l形微带线的顶边长度为10.6毫米，宽度为0.25毫米；在底边和顶边上的凸起指头长度为2.1毫米，宽度为0.15毫米。

8.根据权利要求7所述的双频功分器，其特征在于，，l形微带线最左侧的指头和倒l形微带线最右侧的指头距离过渡普通微带线的距离为0.2毫米；l形微带线的指头和倒l形微带线的指头间距为0.1毫米；l形微带线的指头和倒l形微带线的顶边距离为0.3毫米。

9.根据权利要求8所述的双频功分器，其特征在于，l形微带线的末端和倒l形微带线的末端金属过孔的直径为0.1毫米，金属过孔圆心距离水平方向的边缘为0.06毫米。

技术总结
本发明公开了一种基于复合左右手传输线结构的双频功分器，属于天线设计技术领域，在传统的威尔金森功分器的基础上，将其四分之一波长阻抗变换的传输线支节用普通微带传输线和若干个新型复合左右手传输线单元替换；功分器的上下两个支节为对称放置，其中上半部分支节与下半部分支节中的复合左右手传输线单元结构为镜像对称，且这两个复合左右手传输线单元均为中心对称结构。通过本发明利用多个复合左右手传输线单元的级联就能实现所需的任意双频段工作需求。并且该结构尺寸小易兼容，在微波电路领域具有广阔的应用前景。

技术研发人员：帅逸亭,张彤
受保护的技术使用者：中国舰船研究设计中心
技术研发日：
技术公布日：2024/1/13