[发明专利]一种高功率利用率的有源准环行器

权利要求书

1.一种高功率利用率的有源准环行器，包括介质基板(1)、印制在介质基板(1)一个表面上的金属接地板(2)，以及另一个表面上的功率放大器(3)、功分器(4)和有源功率合成器(5)；所述功分器(4)的输入端与功率放大器(3)的输出端连接，输出端的上臂(41)与有源功率合成器(5)的栅极连接，下臂(42)与有源功率合成器(5)的源极连接；所述功率放大器(3)的输入端、功分器(4)的上臂(41)和有源功率合成器(5)的输出端分别作为有源准环行器的第一端口、第二端口和第三端口；其特征在于：所述功分器(4)采用wilkinson不等分功分器，其上臂(41)和下臂(42)宽度的尺寸，是通过设定的功分比计算两个臂各自对应的特性阻抗确定的，且上臂(41)的宽度大于下臂(42)的宽度，用于提高第一端口到第二端口的传输增益，两个臂的电长度均为90°。

2.根据权利要求1所述的一种高功率利用率的有源准环行器，其特征在于，所述有源功率合成器(5)，其栅极的匹配电路与源极的匹配电路长度相等。

3.根据权利要求1所述的一种高功率利用率的有源准环行器，其特征在于，所述功率放大器(3)和有源功率合成器(5)包含的直流偏置电路，由90度扇形金属贴片和与扇形贴片圆心角相连的四分之一波长传输线组成。

4.根据权利要求1所述的一种高功率利用率的有源准环行器，其特征在于，所述两个臂各自对应的特性阻抗，计算公式分别为：

其中，Z₀₂为上臂对应的特性阻抗，Z₀₃为下臂对应的特性阻抗，Z₀为wilkinson不等功分器输入端口的特性阻抗，k²为wilkinson不等功分器的功分比，P₂为上臂的传输功率，P₃为下臂的传输功率。

5.根据权利要求1所述的一种高功率利用率的有源准环行器，其特征在于，所述上臂(41)和下臂(42)，其宽度尺寸的计算公式为：

当A＞1.52，

当A＜1.52，

其中，参数A的计算公式为：

ε_r为介质基板的相对介电常数，h为介质基板的厚度，Z为所求宽度的臂对应的特性阻抗。