TWI637553B - 功率分配電路及應用所述功率分配電路的功率分配器 - Google Patents

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Abstract

一種功率分配電路，所述功率分配電路包括第一至第三傳輸支路，所述第一傳輸支路包括一第一諧振單元及一輸入埠，所述第二傳輸支路包括一第二諧振單元、一第一微帶線及一第一輸出埠，所述第二諧振單元還透過所述第一微帶線與所述輸入埠相連，所述第三傳輸支路包括一第三諧振單元、一第二微帶線及一第二輸出埠，所述第三諧振單元還透過所述第二微帶線與所述輸入埠相連，所述第一輸出埠與所述第二輸出埠之間並接有一個匹配元件。本發明功率分配電路可以同時實現功率分配和信號過濾的功能。

Description

功率分配電路及應用所述功率分配電路的功率分配器
本發明涉及一種功率分配電路及應用所述功率分配電路的功率分配器。
功率分配器是微波電路中的一個基礎的部分，因為其有分離和組合信號的功能，所以幾乎在所有天線陣列和平衡電路中都要用到。
在很多器件中，功率分配器以及濾波器通常需要連接在一起才以實現分離和濾除信號的功能。
鑒於上述內容，有必要提供一種能同時實現功率分配和過濾信號的功率分配電路及應用所述功率分配電路的功率分配器。
一種功率分配電路，應用於一功率分配器中，所述功率分配電路包括第一至第三傳輸支路，所述第一傳輸支路包括一第一諧振單元及一輸入埠，所述第一諧振單元連接於所述輸入埠與地之間，所述第二傳輸支路與所述第三傳輸支路上的電路結構一致，所述第二傳輸支路包括一第二諧振單元、一第一微帶線及一第一輸出埠，所述第二諧振單元連接於所述第一輸出埠與地之間，所述第二諧振單元還透過所述第一微帶線與所述輸入埠相連，所述第三傳輸支路包括一第三諧振單元、一第二微帶線及一第二輸出埠，所述第三諧振單元連接於所述第二輸出埠與地之間，所述第三諧振單元還透過所述第二微帶線與所述輸入埠相連，所述第一輸出埠與所述第二輸出埠之間並接有一個匹配元件。
進一步地，所述第一諧振單元包括若干並聯連接的第一諧振器，每一第一諧振器均包括串聯連接的第一電容和第二電感。
進一步地，所述第二諧振單元包括若干並聯連接的第二諧振器，每一第二諧振器均包括串聯連接的第二電容和第二電感。
進一步地，所述第三諧振單元包括若干並聯連接的第三諧振器，每一第三諧振器均包括串聯連接的第三電容和第三電感。
進一步地，所述匹配元件為一電阻。
進一步地，所述第二傳輸支路與所述第三傳輸支路對稱分佈在所述基板的上表面。
一種功率分配器，包括一基板、一接地金屬板及一設於所述基板的上表面的功率分配電路，所述接地金屬板附著在所述基板的下表面，所述功率分配電路包括第一至第三傳輸支路，所述第一傳輸支路包括一第一諧振單元及一輸入埠，所述第一諧振單元連接於所述輸入埠與地之間，所述第二傳輸支路與所述第三傳輸支路上的電路結構完全一致，所述第二傳輸支路包括一第二諧振單元、一第一微帶線及一第一輸出埠，所述第二諧振單元連接於所述第一輸出埠與地之間，所述第二諧振單元還透過所述第一微帶線與所述輸入埠相連，所述第三傳輸支路包括一第三諧振單元、一第二微帶線及一第二輸出埠，所述第三諧振單元連接於所述第二輸出埠與地之間，所述第三諧振單元還透過所述第二微帶線與所述輸入埠相連，所述第一輸出埠與所述第二輸出埠之間並接有一個匹配元件。
進一步地，所述第一諧振單元包括若干並聯連接的第一諧振器，每一第一諧振器均包括串聯連接的第一電容和第二電感，所述匹配元件為一電阻。
進一步地，所述第二諧振單元包括若干並聯連接的第二諧振器，每一第二諧振器均包括串聯連接的第二電容和第二電感。
進一步地，所述第三諧振單元包括若干並聯連接的第三諧振器，每一第三諧振器均包括串聯連接的第三電容和第三電感。
本發明功率分配電路及應用所述功率分配電路的功率分配器透過所述微帶線實現功率分配並透過第一至第三諧振單元以同時信號過濾的功能。如此，可以有效避免載波信號受到高頻諧波的干擾。
100‧‧‧功率分配電路
200‧‧‧功率分配器
300‧‧‧基板
10‧‧‧第一傳輸支路
12‧‧‧第一諧振單元
14‧‧‧第一諧振器
20‧‧‧第二傳輸支路
22‧‧‧第二諧振單元
24‧‧‧第二諧振器
30‧‧‧第三傳輸支路
32‧‧‧第三諧振單元
34‧‧‧第三諧振器
26、36‧‧‧微帶線
40‧‧‧匹配元件
C1-C3‧‧‧電容
L1-L3‧‧‧電感
P1‧‧‧輸入埠
P2‧‧‧第一輸出埠
P3‧‧‧第二輸出埠
圖1為本發明功率分配器的較佳實施方式的示意圖。
圖2為圖1中功率分配器的較佳實施方式的電路圖。
圖3為本發明功率分配器的較佳實施方式的模擬結果圖。
下面將結合本發明實施例中的附圖，對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發明一部分實施例，而不是全部的實施例。
為了使本發明的目的、技術方案及優點更加清楚明白，以下將結合附圖及實施方式，對本發明中的功率分配器作進一步詳細描述及相關說明。
請參考圖1至圖2，本發明較佳實施方式提供一種功率分配電路100，所述功率分配電路100應用於一功率分配器200中。本實施方式中，所述功率分配電路100設置於一功率分配器200中的一基板300的上表面，所述基板300的下表面設有一接地金屬板(圖未示)。
所述功率分配電路100包括一第一傳輸支路10、一第二傳輸支路20及一第三傳輸支路30。
所述第一傳輸支路10包括一第一諧振單元12及一輸入埠P1，所述第一諧振單元12連接於所述輸入埠P1與地之間。
所述第一諧振單元12包括若干個並聯連接的諧振器14。
每一個諧振器14均包括串聯連接的電容C1和電感L1。
本實施方式中，所述第二傳輸支路20與所述第三傳輸支路30上的電路結構完全一致。其中所述第二傳輸支路20與所述第三傳輸支路30對稱分佈在所述基板300的上表面。
所述第二傳輸支路20包括一第二諧振單元22、一微帶線26及一第一輸出埠P2，所述第二諧振單元22連接於所述第一輸出埠P2與地之間。所述第二諧振單元22還透過所述微帶線26與所述輸入埠P1相連。
本實施方式中，所述第二諧振單元22包括若干個連接的諧振器24，所述諧振器24產生諧振頻率在一定的頻率幅度下以對輸入的載波信號進行過濾，所述第二諧振單元22中的諧振器個數與所述第一諧振單元12中的諧振器的個數相同。
本實施方式中，每一個諧振器24均包括串聯連接的電容C2和電感L2。
所述第三傳輸支路30包括一第三諧振單元32、一微帶線36及一第二輸出埠P3，所述第三諧振單元22連接於所述第二輸出埠P3與地之間。所述第三諧振單元32還透過所述微帶線36與所述輸入埠P1相連。
本實施方式中，所述第三諧振單元32包括若干個連接的諧振器34，所述諧振器34產生諧振頻率在一定的頻率幅度下可以對輸入的載波信號進行過濾，所述第三諧振單元32中的諧振器個數與所述第一諧振單元12中的諧振器的個數相同。
本實施方式中，每一個諧振器34均包括串聯連接的電容C3和電感L3。如此，所述功率分配器200可以透過所述第二諧振單元22及第三諧振單元32中的諧振器所產生的諧振頻率在一定的頻率幅度下，以將從輸入埠P1輸入的載波信號進行濾除。
所述第一輸出埠P2與所述第二輸出埠P3之間並接有一個匹配元件40，以實現良好的隔離及匹配效果。
本實施方式中，所述匹配元件40為一電阻，其阻值為100歐姆。本實施方式中將以所述第二諧振單元22及所述第三諧振單元32均包括2個諧振器進行說明：所述基板300的長度為8.78mm，所述基板10的寬度為4.66mm，所述基板10的厚度為0.4mm，所述基板10的介電常數為4，所述基板10的損耗角正切為0.022。
請繼續參考圖3，為按照上述參數設計出的功率分配器的傳輸特性的模擬結果圖。
從圖中可以看出所述功率分配器200的工作頻率在2.45GHz，傳輸特性曲線圖中的橫軸表示頻率，其縱軸表述傳輸特性，其中S11表示所述功率分配器200的回波損耗，S21表示所述輸入埠P1匹配時，從所述第一輸出埠P2到所述輸入埠P1的***損耗，S31表示所述輸入埠P1匹配時，從所述第二輸出埠P3到所述輸入埠P1的***損耗。
由模擬結果可見，模擬的***損耗曲線S21與S31基本重合。
如此，當載波輸入信號由所述輸入埠P1饋入時，從所述第一傳輸支路10處經過位於上下分支的第二傳輸支路20及第三傳輸支路30並分成兩路信號，第一路信號經過匹配元件40達到第一輸出埠P2，第二路信號經過所述匹配元件40到達所述第二輸出埠P3，從而實現了功率分配功能。同時，當輸入信號經過位於上下分支的第二傳輸支路20及第三傳輸支路30時，由於在諧振器所產生諧振頻率的作用下，將抑制輸入信號中的一定頻率段的諧波。如此，將可以篩選出所需要的信號頻段。
如此，本發明功率分配電路及應用所述功率分配電路的功率分配器透過位於上下支路的第二傳輸支路20及第三支路30不但實現了能量的分配，而且還可以篩選出所需要的頻段。
最後應說明的是，以上實施例僅用以說明本發明的技術方案而非限制，儘管參照較佳實施例對本發明進行了詳細說明。本領域的普通技術人員應當理解，可以對本發明的技術方案進行修改或等同替換，而不脫離本發明技術方案的精神和範圍。並且，基於本發明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都將屬於本發明保護的範圍。
綜上所述，本發明符合發明專利要件，爰依法提出專利申請。惟，以上該者僅為本發明之較佳實施例，舉凡熟悉本案技藝之人士，在爰依本發明精神所作之等效修飾或變化，皆應涵蓋於以下之申請專利範圍內。

Claims (8)

  1. 一種功率分配電路，應用於一功率分配器中，所述功率分配電路包括第一至第三傳輸支路，所述第一傳輸支路包括一第一諧振單元及一輸入埠，所述第一諧振單元連接於所述輸入埠與地之間，所述第二傳輸支路與所述第三傳輸支路上的電路結構一致，所述第二傳輸支路包括一第二諧振單元、一第一微帶線及一第一輸出埠，所述第二諧振單元連接於所述第一輸出埠與地之間，所述第二諧振單元還透過所述第一微帶線與所述輸入埠相連，所述第三傳輸支路包括一第三諧振單元、一第二微帶線及一第二輸出埠，所述第三諧振單元連接於所述第二輸出埠與地之間，所述第三諧振單元還透過所述第二微帶線與所述輸入埠相連，所述第一輸出埠與所述第二輸出埠之間並接有一個匹配元件；其中所述第一諧振單元包括若干並聯連接的第一諧振器，每一第一諧振器均包括串聯連接的第一電容和第二電感。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之功率分配電路，其中所述第二諧振單元包括若干並聯連接的第二諧振器，每一第二諧振器均包括串聯連接的第二電容和第二電感。
  3. 如申請專利範圍第2項所述之功率分配電路，其中所述第三諧振單元包括若干並聯連接的第三諧振器，每一第三諧振器均包括串聯連接的第三電容和第三電感。
  4. 如申請專利範圍第1項所述之功率分配電路，其中所述匹配元件為一電阻。
  5. 如申請專利範圍第1項所述之功率分配電路，其中所述第二傳輸支路與所述第三傳輸支路對稱分佈在所述基板的上表面。
  6. 一種功率分配器，包括一基板、一接地金屬板及一設於所述基板的上表面的功率分配電路，所述接地金屬板附著在所述基板的下表面，所述功率分配電路包括第一至第三傳輸支路，所述第一傳輸支路包括一第一諧振單元及一輸入埠，所述第一諧振單元連接於所述輸入埠與地之間，所述第二傳輸支路與所述第三傳輸支路上的電路結構完全一致，所述第二傳輸支路包括一第二諧振單元、一第一微帶線及一第一輸出埠，所述第二諧振單元連接於所述第一輸出埠與地之間，所述第二諧振單元還透過所述第一微帶線與所述輸入埠相連，所述第三傳輸支路包括一第三諧振單元、一第二微帶線及一第二輸出埠，所述第三諧振單元連接於所述第二輸出埠與地之間，所述第三諧振單元還透過所述第二微帶線與所述輸入埠相連，所述第一輸出埠與所述第二輸出埠之間並接有一個匹配元件；其中所述第一諧振單元包括若干並聯連接的第一諧振器，每一第一諧振器均包括串聯連接的第一電容和第二電感，所述匹配元件為一電阻。
  7. 如申請專利範圍第6項所述之功率分配器，其中所述第二諧振單元包括若干並聯連接的第二諧振器，每一第二諧振器均包括串聯連接的第二電容和第二電感。
  8. 如申請專利範圍第7項所述之功率分配器，其中所述第三諧振單元包括若干並聯連接的第三諧振器，每一第三諧振器均包括串聯連接的第三電容和第三電感。
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