[发明专利]一种新型高功率分配比三端口功分器

说明书

本发明公开了一种新型高功率分配比三端口功分器，包括PCB基板、Rat‑Race耦合器、Wilkinson功分器、微带线和测试端口；通过将Rat‑Race耦合器的第三端口和Wilkinson功分器的输入端口连接在一起，并将Rat‑Race耦合器的第一端口与隔离端口相互隔离开，使得反馈回来的隔离端口信号不会传输至第一端口，同时该隔离端口信号在第二端口和第三端口之间重新分配，将导致在Rat‑Race耦合器的第二端口传输至第二射频输出信号端口的射频功率远大于Wilkinson功分器的第一路输出端口传输至第三射频输出信号端口的射频功率，从而实现高功率分配比的设计目标。

技术领域

本发明涉及无线通信和雷达技术领域，特别涉及一种新型高功率分配比三端口功分器。

背景技术

在无线通信系统和雷达系统中，功分器/合路器是射频前端的核心部件，如5G移动通信中MIMO天线阵列、雷达相控阵天线的馈电网络等，需要将功放的输出功率经过馈电网络分配到多个天线阵列单元向自由空间辐射，或者将多个天线阵列单元所接受的功率经过馈电网络进行功率合成并传输至LNA，希望具有低损耗、高隔离度、尺寸小和易于平面集成等特点，并且是以等功率分配为主的设计方法。

但是，不等功率分配尤其是高功率分配比的设计方法也是射频前端所需，如5G移动通信中MIMO天线阵列的测试端口、雷达系统中采样发射信号作为参考信号送给雷达回波接收电路的混频器，要求功分器的功率分配比达到10:1以上；如果功分器的功率分配比达到6:1以上，称之为高功率分配比，对于微带结构，微带线的高阻抗或者低阻抗在物理尺寸上是难以实现或者布置，因此单节Wilkinson功分器难以实现高功率分配比，另外，Rat-Race耦合器也是难以实现高功率分配比的微带结构。

发明内容

有鉴于此，本发明提出一种新型高功率分配比三端口功分器。

本发明的技术方案是这样实现的：

一种新型高功率分配比三端口功分器，包括PCB基板、Rat-Race耦合器、Wilkinson功分器、微带线和测试端口；

所述测试端口包括第一射频输入信号端口、第二射频输出信号端口和第三射频输出信号端口，所述测试端口作为连接SMA接插件使用；

所述Rat-Race耦合器包括第一端口、第二端口、第三端口和隔离端口，第一端口与第一射频输入信号端口通过微带线相连，第二端口与第二射频输出信号端口通过微带线相连，所述第一端口与隔离端口相互隔离；

所述Wilkinson功分器包括输入端口、隔离电阻、第一路输出端口和第二路输出端口，所述输入端口通过微带线与Rat-Race耦合器的第三端口相连，所述第一路输出端口通过微带线与第三射频输出信号端口相连，所述第二路输出端口通过微带线与Rat-Race耦合器的隔离端口相连。

作为所述新型高功率分配比三端口功分器的进一步可选方案，所述微带线包括第一微带线、第二微带线、第三微带线、第四微带线和第五微带线，所述Rat-Race耦合器的第一端口与第一射频输入信号端口通过第一微带线相连，所述Rat-Race耦合器的第二端口与第二射频输出信号端口通过第二微带线相连，所述Wilkinson功分器输入端口与Rat-Race耦合器的第三端口通过第三微带线相连，所述第一路输出端口与第三射频输出信号端口通过第四微带线相连，所述第二路输出端口与Rat-Race耦合器的隔离端口通过第五微带线相连。

作为所述新型高功率分配比三端口功分器的进一步可选方案，所述第四微带线包括特性阻抗为50×K^1/4欧姆的第六微带线和特性阻抗为50欧姆的第七微带线，所述第六微带线与第一路输出端口相连，所述第七微带线与第三射频输出信号端口相连，其中，所述K为Wilkinson功分器的功率分配比。