CN211700524U - 一种6-18GHz悬置线功分合成器 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种6‑18GHz悬置线功分合成器，属于功分合成器技术领域，包括介质层和中间层，介质层包括上介质层和下介质层，上介质层和下介质层之间为中间层，中间层为PCB电路层，PCB电路层采用威金森功分器电路结构，PCB电路层电路的第一分路和第二分路采用阶梯状线路，所述上介质层和下介质层均为对称的空气结构。本实用新型解决了目前6‑18GHz超宽带大功率固态功率放大器的功分合成器由传统的微带线设计实现，存在功率承受能力低，损耗大，不利于高效率功率合成的问题。
Description
技术领域
本实用新型属于功分合成器技术领域，具体涉及一种6-18GHz悬置线功分合成器。
背景技术
功率放大器作为微波发射***的核心部件，其发射功率的大小与作用距离、抗干扰能力及通信质量直接相关，功分合成器是决定发射机功率的关键因素，大功率的发射机一般都是通过对功率分配-放大-合成来实现。目前在6-18GHz超宽带大功率固态功率放大器的功分合成器由传统的微带线设计实现，传统的微带线功分器功率承受能力低，损耗大，不利于高效率功率合成。
实用新型内容
本实用新型的目的在于：解决目前6-18GHz超宽带大功率固态功率放大器的功分合成器由传统的微带线设计实现，存在功率承受能力低，损耗大，不利于高效率功率合成的问题，提出了一种6-18GHz悬置线功分合成器。
本实用新型提供了一种6-18GHz悬置线功分合成器，包括介质层和中间层，介质层包括上介质层和下介质层，上介质层和下介质层之间为中间层，中间层为PCB电路层，PCB电路层采用威金森功分器电路结构，PCB电路层电路的第一分路和第二分路采用阶梯状线路，所述上介质层和下介质层均为对称的空气结构。
进一步，如上所述6-18GHz悬置线功分合成器，其中PCB电路层电路的输入输出阻抗为50欧姆。
进一步，如上所述6-18GHz悬置线功分合成器，其中所述介质层采用Rogers 5880板材。
进一步，如上所述6-18GHz悬置线功分合成器，所述介质层厚度为0.254mm。
进一步，如上所述6-18GHz悬置线功分合成器，所述阶梯状线路包括5段阶梯，第1段阶梯长度L1为3mm，宽度W1为0.6mm；第2段阶梯长度L2为5.43mm，宽度W2为 1mm，第3段阶梯长度L3为5.43mm，宽度W3为1.43mm；第4段阶梯长度L4为5.43mm，宽度W4为1.93mm，第5段阶梯长度L5为4.56mm，宽度W5为2.3mm。
进一步，如上所述6-18GHz悬置线功分合成器，所述PCB电路层电路的3个端口处分别设置玻璃绝缘子，射频插座***玻璃绝缘子构成功分合成器的输入输出接口。
综上所述，由于采用了上述技术方案，本实用新型的有益效果是：
1、本实用新型中，由上下介质层形成中间层，中间层悬置线设置为PCB电路层，从而构成功分合成器，与传统的微带线电路相比，悬置线功率容量大，可以用在更大的功率合成场所；传输损耗低，可以实现很高的合成效率；结构紧凑，体积小，利于微波电路集成化设计；输入驻波好，易于实现带线到同轴转换，实现不同传输线的互连，该方案提供了一种新型的功分合成网络设计和实现方式，为大功率合成奠定了基础，并且反过来传输可以作为合成器使用。
2、本实用新型的功分合成器是三端口器件，一个输入端口，两个输出端口，输入端口到每一路的传输参数等幅、同相，所以要实现分路设计。阶梯状线路实际是一个匹配电路，利用λ/4传输线匹配原理，扩宽功分器工作带宽，实现6-18GHz的3倍频超宽带工作。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本实用新型的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
图1是本实用新型的功分合成器的立体示意图；
图2是本实用新型PCB电路层电路的阶梯状线路示意图；
图3是本实用新型具体实施方式中进行仿真设计的仿真结果示意图；
图中标记：1-上介质层，2-下介质层，3-PCB电路层。
具体实施方式
为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型，即所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本实用新型实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施例。基于本实用新型的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
需要说明的是，术语“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
以下结合实施例和附图对本实用新型的特征和性能作进一步的详细描述。
本实用新型提供了一种6-18GHz悬置线功分合成器，包括介质层和中间层，如图1所示，介质层包括上介质层1和下介质层2，上介质层1和下介质层2之间形成中间层，中间层采用悬置线的方式设置为PCB电路层3，PCB电路层3采用威金森功分器电路结构，PCB 电路层3电路的第一分路和第二分路采用阶梯状线路，所述上介质层1和下介质层2均为对称的空气结构。
本实施例中，由图1可知，上介质层1和下介质层2均为空气层，PCB电路层3镶嵌放置在金属机加工的中间层结构中。
本实施例中，对于威金森功分器，其输入和输出线长为四分之一线上波长，在分支线末端跨接一个电阻R，即输入输出阻抗。由微波理论可以证明，这种功分器当2、3口接匹配负载时，1口的输入无反射，反过来对2、3口也如此。由端口1输入的功率被平分到端口 2和3，且2、3端口间相互隔离。
进一步，如上所述6-18GHz悬置线功分合成器，其中PCB电路层3电路的输入输出阻抗为50欧姆，即输入输出端匹配50欧姆的阻抗。
进一步，如上所述6-18GHz悬置线功分合成器，其中所述介质层为波导材料，采用Rogers 5880板材。波导材料的厚度对于功分器的传输性能有一定的影响，本实施例中所述介质层厚度为0.254mm。本实施中采用0.254mm厚的Rogers 5880板材进行仿真设计，经过仿真优化，最终可得出仿真结果如图3所示。
进一步，如上所述6-18GHz悬置线功分合成器，所述阶梯状线路包括5段阶梯，如图3 所示，第1段阶梯长度L1为3mm，宽度W1为0.6mm；第2段阶梯长度L2为5.43mm，宽度W2为1mm，第3段阶梯长度L3为5.43mm，宽度W3为1.43mm；第4段阶梯长度 L4为5.43mm，宽度W4为1.93mm，第5段阶梯长度L5为4.56mm，宽度W5为2.3mm。
进一步，如上所述6-18GHz悬置线功分合成器，所述PCB电路层电路的3个端口处分别设置玻璃绝缘子，射频插座***玻璃绝缘子构成功分合成器的输入输出接口。
在具体使用时，通过玻璃绝缘子将PCB电路转为同轴连接，使用例如D550S18F04型射频插座***玻璃绝缘子构成功分合成器输入输出接口，作为功分器单独使用。本实用新型的功分合成器通过紧固件装配配套的铝合金腔体内，直接通过和芯片键合使用。
本实用新型中，由上下介质层形成中间层，中间层悬置线设置为PCB电路层，从而构成功分合成器，与传统的微带线电路相比，悬置线功率容量大，可以用在更大的功率合成场所；传输损耗低，可以实现很高的合成效率；结构紧凑，体积小，利于微波电路集成化设计；输入驻波好，易于实现带线到同轴转换，实现不同传输线的互连，该方案提供了一种新型的功分合成网络设计和实现方式，为大功率合成奠定了基础，并且反过来传输可以作为合成器使用。
以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
Claims (6)
1.一种6-18GHz悬置线功分合成器，包括介质层和中间层，其特征在于：介质层包括上介质层(1)和下介质层(2)，上介质层(1)和下介质层(2)之间为中间层，中间层为PCB电路层(3)，PCB电路层(3)采用威金森功分器电路结构，PCB电路层(3)电路的第一分路和第二分路采用阶梯状线路，所述上介质层(1)和下介质层(2)均为对称的空气结构。
2.根据权利要求1所述的一种6-18GHz悬置线功分合成器，其特征在于：所述PCB电路层(3)电路的输入输出阻抗为50欧姆。
3.根据权利要求1所述的一种6-18GHz悬置线功分合成器，其特征在于：所述介质层采用Rogers 5880板材。
4.根据权利要求1所述的一种6-18GHz悬置线功分合成器，其特征在于：所述介质层厚度为0.254mm。
5.根据权利要求1所述的一种6-18GHz悬置线功分合成器，其特征在于：所述阶梯状线路包括5段阶梯，第1段阶梯长度L1为3mm，宽度W1为0.6mm；第2段阶梯长度L2为5.43mm，宽度W2为1mm，第3段阶梯长度L3为5.43mm，宽度W3为1.43mm；第4段阶梯长度L4为5.43mm，宽度W4为1.93mm，第5段阶梯长度L5为4.56mm，宽度W5为2.3mm。
6.根据权利要求1所述的一种6-18GHz悬置线功分合成器，其特征在于：所述PCB电路层(3)电路的3个端口处分别设置玻璃绝缘子，射频插座***玻璃绝缘子构成功分合成器的输入输出接口。
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|---|---|---|---|---|
| CN113517524A (zh) * | 2021-05-01 | 2021-10-19 | 厦门大学 | 一种基于对称馈电的e面波导十字型功分器 |
| CN115313009A (zh) * | 2022-09-08 | 2022-11-08 | 重庆两江卫星移动通信有限公司 | 一种低轨卫星通信的多通道功分器及设备及功分器*** |
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