[发明专利]一种具有任意功率分配比的反相微波功分器

说明书

技术领域

本发明涉及微波功率分配器，尤其涉及一种具有任意功率分配比的反相微 波功分器。

背景技术

微波功分器，是将输入微波信号功率分成相等或不相等的几路功率输出的 一种多端口微波网络，广泛应用于微波与通信系统。根据两输出端口的相差， 功分器分为同相分配型和反相分配型。最近的几十年里，无论是对同相功分器 的理论研究还是设计都取得了很多的成果，其中以Wilkinson功分器最为典型。 而反相功分器，实现了平衡/差分电路，在改善微波电路性能方面有很广泛和有 效的应用前景。过去为了在两输出端口获得相反的相位特性，最常用的设计方 法就是使用180°电长度的延时单元，诸如混合环。但是，这类器件的反相特性 对频率变化非常敏感，导致带宽很窄。近来，很多研究人员开发了一些利用如 开槽线、共面带线(CPS)等平衡式传输线实现的反相功分器。众所周知，平衡式 传输线两带之间固有的反相特性，可以用来设计在宽频带范围内具有反相特性 的功分器。然而，L.Fan和K.Chang在“A 180°out-of-phase power divider using asymmetrical coplanar stripline”中提到CPS难以实现低阻抗，特性阻抗通常为80 Ω及以上，从而在这类设计中端口阻抗不得不与之匹配，而为了获得大多数微 波通信系统所需的50Ω的端口阻抗，就需要增加一个阻抗变换器，这将大大增 加系统尺寸，同时还限制了这类功分器的工作带宽，仅为13％。而另一种平衡 式传输线——平行带线很容易实现输入、输出端50Ω的特性阻抗，这一特点引 起了微波电路设计者的广泛关注，已有的设计包括低通滤波器、反相功分器。 但到目前为止，研究人员仍把目光集中在利用平衡式传输线设计的等分反相功 分器上，而关于具有任意功率分配比的反相微波功分器的设计在已有的文献中 未见报道。

发明内容

本发明的目的在于克服现有反相微波功分器的不足，提供具有宽频带范围 的反相特性和输出功率可任意分配的一种具有任意功率分配比的反相微波功分 器。该功分器通过下述技术方案来实施：

所述微波功分器，工作波长为λ，有一两臂宽相同、厚度为h、特性阻抗为Z₀的平行带线，在所述平行带线一侧h/2厚度处的微波介质基片上插入公共金属 地，插入深度为l₁，形成长为l₁、两臂宽相同的背对背对称微带对，改变对应于 公共金属地的臂宽，形成长为λ/4、两臂宽不相同的背对背不对称微带对；厚度 为h的平行带线端引出输入端口，厚度为h/2的不对称微带对引出两输出端口， 两输出端口的输出功率分别为P₂、P₃，该P₂、P₃的任意功分比为1∶K²，其中 K²＝1，2，3…；所述不对称微带对所对应特性阻抗分别为：

Z2′=Z01(1+K2)K,]]>Z3′=Z0K31+K2;]]>