[发明专利]一种频率和功分比双可调的可重构功分器

说明书

本发明属于功率分配器技术领域，公开了一种频率和功分比双可调的可重构功分器，包括介质基板、地板、微带传输线、短路可调枝节、阻抗调谐枝节和隔离电阻；输入端口分流后，接有两头并联短路可调枝节的四分之一波长微带传输线，其后接有并联的阻抗调谐枝节，通过短路可调枝节和阻抗调谐枝节共同调节工作频率和功分比。与现有技术相比，本发明实现了功分器工作频率和功分比同时可重构的特性，可以广泛应用于相控阵雷达系统和可重构天线系统，仿真结果表明在0.9GHz‑1.2GHz的可调频段内，实现了功分比从2：1到10：1的连续可调。

技术领域

本发明属于功率分配器技术领域，尤其涉及一种频率和功分比双可调的可重构功分器。

背景技术

功分器，全称功率分配器，将一路射频信号分成相等的或者不等的两路或者多路输出信号能量；功分器是雷达和天线阵列馈电网络必不可少的元器件。功分器按路数可以分为：二路、三路和四路以及通过级联实现的多路功分器；按能量分配的比例可以分为：等分功分器和不等分功分器；按传输线类型可以分为：波导功分器、带状线功分器和微带功分器。功分器的主要技术参数为回波损耗、插入损耗和带宽等。随着天线技术和相控阵天线技术的不断发展，对功分器的可重构性质也提出了更高的要求。目前，相控阵实现波束扫描主要是采用移相器以及衰减器对相控阵的阵元进行幅相优化。如果采用可重构功分器，可以减少采用衰减器导致的能量损耗。设计频率和功分比可重构功分器主要有以下两个难点：(1)频率可重构电路的设计以及阻抗匹配；(2)连续大范围的不等分功分比的实现。传统高功分比的微带功分器在实现时，会遇到如下难点：设计高功分比不等分功分器需要两枝节的输入阻抗有较高的比值，而高阻抗线进行加工时，由于工艺水平的限制导致其线宽无法做到很窄，加工精度难以实现。Y.-Z.Zhu等人在《Iet Microwaves Antennas&Propagation》发表的《Shunt-stub Wilkinson power divider forunequal distribution ratio》中公开了一种使用并联开路枝节与并联短路枝节使得两路的输入阻抗形成比例从而实现任意功分比的结构，该功分器包括介质基板和印制在其下表面的地板，介质基板上面印制有微带功分电路，包括输入传输线，其后并联上下两条支路，上支路包括一条四分之一波长阻抗变换器，用于对枝节进行阻抗变换；阻抗变换器后接有并联短路枝节，用于实现在输入端的低输入阻抗；下支路包括一条四分之一波长阻抗变换器，用于对枝节进行阻抗变换；阻抗变换器后接有并联开路枝节，用于实现在输入端的高输入阻抗；该功分器在3GHz频率下实现了任意比不等分功分特性，分别构造了功分比为1：1、4：1以及6：1的功分电力路，并且在整个工作频带内S11性能较好，达到了-16.26dB。但是存在以下不足：虽然可以实现任意比功分，但是不可重构，需要重新设计并且加工投板才能实现不同的功分比。其次，其中心工作频率仅限于3GHz，只能工作在固定频点，没有宽带或者频率可重构特性。对于要求复杂的情况，使用其文中的设计方法可能需要一次设计和加工十几块板子，浪费人力物力。也无法用于对实时性有要求的系统进行馈电，比如：可重构天线阵列，限制了其推广应用。

综上所述，现有技术存在的问题是：现有的可重构功分器仅可以实现单独的频率可调或者功分比可调，不能同时实现工作频率和功分比同时可重构的特性，导致资源浪费，设计复杂。

发明内容

针对现有技术存在的问题，本发明提供了一种频率和功分比双可调的可重构功分器。

本发明是这样实现的，一种频率和功分比双可调的可重构功分器所述频率和功分比双可调的可重构功分器包括介质基板和印制在其下表面的地板；

所述介质基板的上表面印制有微带功分电路；

所述微带功分电路包括第一短路可调枝节、第二短路可调枝节、微带传输线、第一阻抗调谐枝节、第二阻抗调谐枝节和隔离电阻；

所述第一短路可调枝节、第二短路可调枝节后接直流偏置电路，用于和微带传输线共同组成可调移相电路；