一种多层集成公分电路的制作方法

本发明涉及微波器件，尤其涉及一种多层集成公分电路。

背景技术：

1、功分电路主要由功分器组成。功分器是一种无源射频器件，用于将一个输入信号按一定比例重新分配成两个或多个功率信号，信号分配比例可以是等比分配，也可是不等比分配。功分器的逆向使用即为功率合成器。功分器常用于射频收发组件、标校模块、天线模块、矩阵开关等。

2、功分器中最简单的结构就是t型结，它是典型的三端口网络。t型结功分器具备一个输入端和两个输出端，也称为三条传输线的结。由于t型结功分器在结构上传输线的不连续，所以不连续处存在杂波辐射场或高阶模式的波，使得电纳的储能增大。因此，将一个电抗性的调谐元件添加在t型结功分器上，用于抵消增大的电纳。但t型结功分器的三个端口均为失配状态，且端口间的隔离度较差，容易相互干扰。电阻功分器由三个电阻构成，三个电阻的一端连接在一起，形成公共节点，另一端分别连接一个端口，从而形成三端口网络。电阻功分器设计简单、尺寸较小、使用频带相对较宽，但由于电阻的性能，传输功率损失较大，高达6db，故仅可用于不计较功分损耗的环境下。t型结功分器虽然可以满足近似无耗地传输，但由于端口不匹配和端口隔离度较差，t型结功分器应用有限。而电阻功分器虽然能满足各个端口间匹配，且频率特性良好，但电阻功分器具有极大的损耗，端口之间仍有极强的干扰性。因此，引入wilkinson功分器，它既可以满足所有端口均处于匹配状态，又可以满足高隔离度和低损耗的要求。在单节枝一分二wilkinson功分器中，在距离两输出端口的λ/4传输线处连接一个隔离电阻r，隔离电阻的两端分别接在两个输出传输线上。功分器的每个端口均处于匹配状态，由于端口存在能量反射现象，所以信号当某一输出端口处发生反射，一部分反射信号经过λ/4传输线传至隔离电阻r后，另一部分反射信号会沿着传输线一直传至信号输入端口，然后再反射进入功分器，这部分信号能量会重新分配。两部分信号在隔离电阻处相遇后，由于两信号电长度相差π，且幅度相同，相位相反，故可以相互抵消。从而对两输出端口的起到隔离保护的作用。相比与t型结功分器和电阻功分器，wilkinson功分器能提供更高的端口隔离度，适用于更普遍的频段和环境；当wilkinson功分器中某一路出现开路或者短路的状况时，隔离电阻会吸收反射回来的大量功率，从而起到保护电路的作用。

3、功分电路作为实现矩阵开关的关键部分，在应用于宽带工作时，要充分考虑其频率效应。单节枝wilkinson功分器的使用频率范围较窄，很难达到现今的市场需求，且功分器在中心频率附近具有良好的性能，在频带边缘处常常伴有较差的输入驻波。因此，常采用多节枝wilkinson功分器级联的方式，使得各阶梯阻抗引起的杂散波可以互相消弱，以实现宽带功分的作用。通常情况下，级联的单节功分器越多，工作频率就越宽。但相对应的尺寸会越大，难以满足现有应用场景对功分器体积、重量、性能提出的更高要求。

4、可见，现有技术还有待改进和提高。

技术实现思路

1、本发明旨在至少在一定程度上解决现有相关技术中存在的问题之一，为此，本发明提出一种多层集成公分电路，其结构简单，可有效解决现有功分电路中体积庞大、杂散波、驻波差、稳定性差的缺陷。

2、上述目的是通过如下技术方案来实现的：

3、一种多层集成公分电路，包括多个分布在不同空间层的一分二功分单元，并且所述一分二功分单元为多层带状线结构，每层所述带状线结构设于相对应的陶瓷基板上，在每层所述陶瓷基板上分别设有通孔以使多层所述陶瓷基板之间实现互耦，在多层所述陶瓷基板上还设有信号输入端口和多个信号输出端口，所述一分二功分单元包括多条λ/4传输线和隔离电阻，其中所述信号输入端口分别与多条所述λ/4传输线连接，每条所述λ/4传输线在远离于所述信号输入端口的一端与其相对应的所述信号输出端口连接，在相邻两所述信号输出端口之间设置有隔离电阻。

4、在一些实施方式中，所述一分二功分单元还包括多个特征阻抗，每条所述λ/4传输线一端通过所述特征阻抗与所述信号输入端口连接，并且每条所述λ/4传输线另一端通过所述特征阻抗与其相对应的所述信号输出端口连接。

5、在一些实施方式中，所述隔离电阻的阻值通过如下计算公式进行计算：其中所述r为隔离电阻，所述zl为所述λ/4传输线总负载的阻抗值，所述z0为有输出信号的所述信号输出端口其相对应的特征阻抗的阻抗值。

6、在一些实施方式中，所述信号输入端口上所述特征阻抗的阻抗值与所述λ/4传输线总负载的阻抗值为相同的。

7、在一些实施方式中，所述隔离电阻的数量为两个。

8、与现有技术相比，本发明至少包括以下有益效果：

9、1、本发明的多层集成公分电路，其结构简单，可有效解决现有功分电路中体积庞大、杂散波、驻波差、稳定性差的缺陷。

技术特征：

1.一种多层集成公分电路，其特征在于，包括多个分布在不同空间层的一分二功分单元，并且所述一分二功分单元为多层带状线结构，每层所述带状线结构设于相对应的陶瓷基板上，在每层所述陶瓷基板上分别设有通孔以使多层所述陶瓷基板之间实现互耦，在多层所述陶瓷基板上还设有信号输入端口(1)和多个信号输出端口(2)，所述一分二功分单元包括多条λ/4传输线(3)和隔离电阻(4)，其中所述信号输入端口(1)分别与多条所述λ/4传输线(3)连接，每条所述λ/4传输线(3)在远离于所述信号输入端口(1)的一端与其相对应的所述信号输出端口(2)连接，在相邻两所述信号输出端口(2)之间设置有隔离电阻(4)。

2.根据权利要求1所述的一种多层集成公分电路，其特征在于，所述一分二功分单元还包括多个特征阻抗(5)，每条所述λ/4传输线(3)一端通过所述特征阻抗(5)与所述信号输入端口(1)连接，并且每条所述λ/4传输线(3)另一端通过所述特征阻抗(5)与其相对应的所述信号输出端口(2)连接。

3.根据权利要求1所述的一种多层集成公分电路，其特征在于，所述隔离电阻(4)的阻值通过如下计算公式进行计算：其中所述r为隔离电阻(4)，所述zl为所述λ/4传输线(3)总负载的阻抗值，所述z0为有输出信号的所述信号输出端口(2)其相对应的特征阻抗(5)的阻抗值。

4.根据权利要求3所述的一种多层集成公分电路，其特征在于，所述信号输入端口(1)上所述特征阻抗(5)的阻抗值与所述λ/4传输线(3)总负载的阻抗值为相同的。

5.根据权利要求1所述的一种多层集成公分电路，其特征在于，所述隔离电阻(4)的数量为两个。

技术总结本发明公开了一种多层集成公分电路，包括多个分布在不同空间层的一分二功分单元，并且所述一分二功分单元为多层带状线结构，每层所述带状线结构设于相对应的陶瓷基板上，在每层所述陶瓷基板上分别设有通孔以使多层所述陶瓷基板之间实现互耦，在多层所述陶瓷基板上还设有信号输入端口和多个信号输出端口，所述一分二功分单元包括多条λ/4传输线和隔离电阻，其中所述信号输入端口分别与多条所述λ/4传输线连接，每条所述λ/4传输线在远离于所述信号输入端口的一端与其相对应的所述信号输出端口连接，在相邻两所述信号输出端口之间设置有隔离电阻。其结构简单，可有效解决现有功分电路中体积庞大、杂散波、驻波差、稳定性差的缺陷。技术研发人员：肖明,陈加旺,陈瀛,杨谷林,刘作森,刘伟,刘勇受保护的技术使用者：江西兴康电子科技有限公司技术研发日：技术公布日：2024/8/5