[发明专利]共面波导宽带直接一分三功分器

说明书

本发明公开了一种共面波导宽带直接一分三功分器，包括：包括屏蔽盒和设置于屏蔽盒内部的共面波导传输线电路板；共面波导传输线电路板的结构自上而下依次为：共面波导电路层、介质层和金属层；金属层有沟槽等电路和多个电阻；共面波导电路层包括：输入端口、三个输出端口、传输线电路以及设置在传输线电路中有多个沉铜孔，沉铜孔连接金属层中电阻；传输线电路为输入端口和三个输出端口之间的输出电路。该功分器接地共面波导连接各输出端口，降低了馈电网络的复杂性，电路布局和设计更加合理；屏蔽盒内金属层下挖有沟槽，可以消除常规共面波导的接地不一致性，展宽频带、提高端口匹配和隔离度。

技术领域

本发明涉及电子信息技术领域，特别涉及一种共面波导宽带直接一分三功分器。

背景技术

功分器是将输入微波信号功率分成多路输出的一种多端口器件，经典电路形式是威尔金森功分器：是一种在所有端口匹配、低损耗、高隔离度、同相的N端口功分器。现在广泛使用的宽带一分三功分器，是采用微带电路的威尔金森多节级联结构直接一分三形式，具有：节数少、总尺寸小、匹配带宽、分配效率高等优点和电路中传输线阻抗较高等特点，存在问题是：宽带直接一分三功分器需要50Ω到150Ω阻抗变换，微带电路受制板工艺和成本限制，较难实现阻抗120Ω以上的传输线，导致一分三功分器进一步拓展频率带宽受限制；前级四分之一波长阻抗变换传输线阻抗较高，微带传输线非常细，导致空间耦合强、传输损耗大、承受功率小等；电路的“趋肤效应”更进一步减小了微带传输线有效导体截面积，随频率升高，传输损耗显著增大，导致带内损耗起伏大；微带传输线结构难以实现直接一分三电路的3个隔离电阻两两连接的跨接要求，只能采用二隔离电阻的简化方案，导致电路无法实现各支路间的两两隔离，存在某两条支路之间隔离差的问题；多处结构不对称，理论上匹配变差、幅度一致性和相位一致性略差。

带状线电路威尔金森宽带一分三功分器也有少量应用，带状线电路加工难度大、成本高，也无法直接把元件焊接到信号层。

除微带线和带状线外，共面波导(CPW(Coplanar Waveguide，共面波导)、GCPW(Grounded Coplanar Waveguide，接地共面波导))也是一种性能优越、加工方便的微波平面电路。共面波导是由介质基片上的中央导体带线和两边半无限的接地金属面构成，特性阻抗覆盖：20～250Ω，当板材确定后，共面波导的特性阻抗由信号带线宽度(W)和槽线宽度(S)的比例决定，除了顾虑占用面积以外，传输线宽度可以增大，尤其适合较高阻抗电路设计。在损耗、串扰和宽频带范围内良好的带内平坦度方面共面波导传输线拥有微带线和带状线所不可比拟的性能优势。

目前的宽带直接一分三功分器电路设计，在频率带宽、传输损耗、电路可靠性、端口隔离度、幅度一致性和相位一致性方面还存在改进的空间。

发明内容

本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。

为此，本发明的目的在于提出一种共面波导宽带直接一分三功分器，整体级联的共面波导传输线低损耗、宽带直接一分三功分器设计，可实现一分三功分器工作在微波较低频率、宽带、低损耗、高隔离度、良好的带内平坦度、高幅度一致性、高相位一致性和承受较大功率。

本发明实施例的共面波导宽带直接一分三功分器，包括：屏蔽盒和设置于所述屏蔽盒内部的共面波导传输线电路板；

所述屏蔽盒的侧面分别设有输入端及三个输出端；

所述共面波导传输线电路板的结构自上而下依次为：共面波导电路层、介质层和金属层；所述共面波导电路层附着在所述介质层上，所述介质层附着在所述金属层上；

所述金属层设置有沟槽和多个电阻；

所述共面波导电路层包括输入端口、第一输出端口、第二输出端口、第三输出端口、传输线电路、多个电阻以及设置在所述传输线电路中的多个沉铜孔，通过所述沉铜孔连接所述金属层中的电路和电阻；