[发明专利]一种频率大范围可重构的不等分功率分配器

说明书

技术领域

本发明涉及作为第五代移动通信射频前端的功率分配和功率合成器件技术领域，具体涉及一种工作频率大范围可调的可重构不等分功率分配器。

背景技术

网络社会的发展必将带来移动数据流量的激增，预计在未来10年中数据流量将增加1000倍；与此同时，互联设备将呈现巨量增长，物联网和其它新型创新应用的出现将催生数百亿个互联设备出现，到2020年将有500亿的设备连接，并产生前所未有的多样性要求和无线连接性相关的应用场景。可以预见，5G将超越目前的移动接入架构，超越目前传统信息论指导下的宽带无线通信技术体系，成为通信技术的必然之选。而由于设备数量的增加，应用场景的多样性和需求的多样性也将必然要求第5代移动通信技术具有更多、更先进的功能，需要更有效，舒适和安全的接入和共享信息，并通过提高容量、能效、频谱使用效率等方面来进行。

发明内容

本发明的目的在于提供一种频率大范围可重构的不等分功率分配器，满足第5代移动通信技术的频率标准，同时兼容多种通信标准的无线信号。

本发明利用微带传输线实现了基于微带传输线的频率大范围可重构的单频不等分Wilkinson功分器，并在所述频率大范围可重构的不等分功率分配器的第二端口和第三端口之间实现了在所述两个端口上提供功率水平不同的电磁波信号的要求，在一定频率之间能很好地满足功率分配器的性能要求。此外，本发明还具有小型化、便于加工的特点。

本发明的目的通过如下技术方案实现：

一种频率大范围可重构的不等分功率分配器，包括单频不等分Wilkinson功分器、介质基板和地板金属层；所述不等分的Wilkinson功分器附着在介质基板的一侧，地板金属层附着在介质基板的另一侧；单频不等分Wilkinson功分器包括基于电压调节的π形电路结构。

进一步地，上述的频率大范围可重构的不等分功率分配器中，所述单频不等分Wilkinson功分器包括第一微带传输线、第二微带传输线、第三微带传输线、第四微带传输线、第五微带传输线、第一π形电路结构、第二π形电路结构和隔离电阻；第一微带传输线的一端作为所述频率大范围可重构的不等分功率分配器的第一端口，第一微带传输线的另一端连接第二微带传输线的一端和第三微带传输线的一端；第二微带传输线的另一端连接第一π形电路结构的一端，第一π形电路结构的另一端连接第四微带传输线的一端，第四微带传输线的另一端作为所述频率大范围可重构的不等分功率分配器的第二端口；第三微带传输线的另一端连接第二π形电路结构的一端，第二π形电路结构的另一端连接第五微带传输线的一端，第五微带传输线的另一端作为所述频率大范围可重构的不等分功率分配器的第三端口；隔离电阻R一端与第一π形电路和第四微带传输线的连接点相接，另一端与第二π形电路和第五微带传输线的连接点相接。

进一步地，上述的频率大范围可重构的不等分功率分配器中，所述第一π形电路结构中的第一变容二极管一端与第一电感一端和第一电容的一端连接形成第一π形电路结构的第一端口，第一电容的另一端接地；第一π形电路结构的变容二极管的另一端与第一电感的另一端以及第二电容的一端连接构成第一π形电路结构的第二端口，第二电容的另一端接地；所述第二π形电路结构中第二变容二极管一端与第二电感一端和第三电容的一端连接形成第二π形电路结构的第一端口，第三电容的另一端接地；第二π形电路结构的第二变容二极管的另一端与第二电感的另一端以及第四电容的一端连接构成第二π形电路结构的第二端口，第四电容的另一端接地。

进一步地，上述的频率大范围可重构的不等分功率分配器中，频率大范围可重构的不等分功率分配器的第二端口与第三端口的功率比例为:1；所述频率大范围可重构的不等分功率分配器的第一端口的输出阻抗为，第二端口的输出阻抗为，第三端口的输出阻抗为；第一微带传输线的特征阻抗为，第二微带传输线的特征阻抗为，第三微带传输线的特征阻抗为，第四微带传输线的特征阻抗为，第五微带传输线的特征阻抗为；隔离电阻R阻抗为。这种设置使得所述频率大范围可重构的不等分功率分配器在第二端口和第三端口获得的功率比例为:1,并使得各端口的反射系数较小：第一端口至第二端口的插入损耗、第一端口至第三端口的插入损耗较小，第二端口与第三端口之间的隔离度较大。