一种宽带、低损耗一分六功分器及其设计方法与流程

1.本发明涉及电子信息技术领域，尤其涉及一种宽带、低损耗一分六功分器及其设计方法。


背景技术：

2.功分器是一种将一路输入信号分成两路或多路相等或不相等能量输出的器件。常用的功分器为等分的功分器，即各个支路端口分配到的信号相同(包括幅度、相位等)。
3.常见的一分六功分器主要指微带电路的威尔金森功分器，主要包括：采用多级一分二功分器级联，或是一分三功分器和一分二功分器级联形成的传统一分六功分器。同时，也可以通过一个结构将一路信号一次性分为多路输出，或将一路信号经过一系列的一分二结构逐次分成多路输出。多级一分二功分器级联组成一分六功分器，插损大，传输损耗大。一分三功分器和一分二功分器级联组成一分六功分器，结构复杂，调试繁琐。多级一分二功分器级联组成一分六功分器，插损大，传输损耗大。一分三功分器和一分二功分器级联，一分三功分器微带电路较难实现，就分解成功率比1:2不等分功分器，功率为“2”再一分二。
4.上述宽带一分六功分器电路的设计，在频率带宽、端口匹配、传输损耗、输出端口隔离度、承受功率和可靠性方面有问题，尤其是传输损耗、带宽等指标有较大改进的空间。重点是要解决电路中一分三功分器设计的难题。


技术实现要素：

5.针对现有技术中存在的问题，本发明的实施例提供一种宽带、低损耗一分六功分器及其设计方法。
6.本发明提供一种宽带、低损耗一分六功分器，所述一分六功分器包括：由一个一分三功分器及其输出端分别连接的三个一分二功分器级联形成的一分六功分器电路；
7.所述一分六功分器电路包含一个输入电路、六个输出电路、分支线电路以及焊接在所述分支线电路间的多个隔离电阻、电路板顶层接地电路和电路板底层接地电路；
8.其中，所述一分三功分器与所述一分二功分器两级间连接点的阻抗为70欧姆；所述分支线电路包含多节阻抗变换传输线；所述一分六功分器的两级间通过所述阻抗变换传输线连接，任一节所述阻抗变换传输线长度为中心频率的四分之一波长。
9.根据本发明提供的一种宽带、低损耗一分六功分器，所述一分三功分器为多阶级联混合型一分三形式，且其输出端通过连接电路与所述连接点连接；所述一分三功分器的三路分支线的阻抗变换电路为常规共面波导电路，所述一分三功分器任一阶所述三路分支线的所述输出端均通过阻值相同的所述隔离电阻与公共点连接；其中，所述三路分支线的输入阻抗为150欧姆，输出阻抗为70欧姆，阻抗变换范围为80欧姆，所述三路分支线电路的电路参数相同，且其传输线长度为中心频率的四分之一波长。
10.根据本发明提供的一种宽带、低损耗一分六功分器，所述隔离电阻焊接于电路板底层电路，所述隔离电阻的一个管脚与所述公共点连接，所述隔离电阻的另一管脚通过沉
铜孔与电路板顶层电路连接。
11.根据本发明提供的一种宽带、低损耗一分六功分器，所述一分二功分器为多阶级联的一分二形式，其输入阻抗为70欧姆；所述一分二功分器的两路分支传输线由所述常规共面波导电路和/或缺陷地结构接地共面波导电路连接其输入端口和输出端口形成；所述两路分支传输线间通过所述隔离电阻跨接；其中，所述两路分支传输线的输入阻抗为140欧姆，输出阻抗为50欧姆，阻抗变换范围为90欧姆；所述常规共面波导传输线与所述缺陷地结构接地共面波导传输线连接时，中间导体的宽度相同。
12.根据本发明提供的一种宽带、低损耗一分六功分器，所述一分二功分器的所述两路分支传输线的阻抗变换范围为140～50欧姆；所述一分二功分器的所述两路分支传输线的阻抗为50～69.9欧姆时，所述两路分支传输线应用缺陷地结构接地共面波导传输线；所述一分二功分器的所述两路分支传输线的阻抗不处于50～69.9欧姆之间时，所述两路分支传输线应用常规共面波导传输线。
13.根据本发明提供的一种宽带、低损耗一分六功分器，所述隔离电阻焊接于所述电路板顶层接地电路的两路所述分支传输线间；
14.若所述分支传输线的阻抗为50～69.9欧姆，所述隔离电阻焊接于双路平行耦合的所述缺陷地结构接地共面波导传输线之间；
15.若所述分支传输线的阻抗不处于50～69.9欧姆之间，所述隔离电阻焊接于双路平行耦合的所述常规共面波导电路的传输线之间。
16.本发明还提供一种宽带、低损耗一分六功分器的设计方法，包括：
17.将一个一分三功分器的输出端分别与三个一分二功分器进行级联形成所述一分六功分器；
18.所述一分六功分器包含一个输入电路、六个输出电路、分支线电路以及焊接在所述分支线电路间的多个隔离电阻、电路板顶层接地电路和电路板底层接地电路；
19.其中，所述一分三功分器与所述一分二功分器两级间连接点的阻抗为70欧姆；所述分支线电路包含多节阻抗变换传输线；所述一分六功分器的两级间通过所述阻抗变换传输线连接，任一节所述阻抗变换传输线长度为中心频率的四分之一波长。
20.根据本发明提供的一种宽带、低损耗一分六功分器的设计方法，所述将一个一分三功分器的输出端分别与三个一分二功分器进行级联，包括：
21.确定多阶级联混合型一分三形式，三路分支线的电路参数相同，所述三路分支线的输入阻抗为150欧姆，输出阻抗为70欧姆，阻抗变换范围为80欧姆，且其传输线长度为中心频率的四分之一波长，阻抗变换电路为常规共面波导电路的所述一分三功分器；
22.确定多阶级联的一分二形式，输入阻抗为70欧姆，两路分支传输线的输入阻抗为140欧姆，输出阻抗为50欧姆，阻抗变换范围为90欧姆，两路分支传输线由所述常规共面波导电路和/或缺陷地结构接地共面波导电路连接其输入端口和输出端口，两路分支传输线间通过所述隔离电阻跨接的所述一分二功分器；其中，所述常规共面波导传输线与所述缺陷地结构接地共面波导传输线连接时，中间导体的宽度相同；
23.将一个所述一分三功分器任一阶所述三路分支线的所述输出端均通过阻值相同的所述隔离电阻与公共点连接，将其所述输出端通过连接电路与所述连接点连接，通过所述连接点分别连接三个一分二功分器。
24.根据本发明提供的一种宽带、低损耗一分六功分器的设计方法，所述隔离电阻焊接于电路板底层电路，隔离电阻的一个管脚与公共点连接，隔离电阻的另一管脚通过沉铜孔与电路板顶层电路连接。
25.根据本发明提供的一种宽带、低损耗一分六功分器的设计方法，所述两路分支传输线间通过所述隔离电阻跨接，包括：判断所述两路分支传输线的阻抗是否为50～69.9欧姆；若是，所述两路分支传输线应用缺陷地结构接地共面波导传输线，并将所述隔离电阻焊接于双路平行耦合的所述缺陷地结构接地共面波导传输线之间；其中，所述缺陷地结构接地共面波导传输线通过改变其传输线中心导体到接地电路间的槽宽度，结合缺陷地结构共同作用，实现预设的所述阻抗变换传输线的阻抗；若否，所述两路分支传输线应用常规共面波导传输线，所述隔离电阻焊接于双路平行耦合的所述常规共面波导传输线之间；其中，所述常规共面波导传输线通过改变其传输线中心导体到接地电路间的槽宽度，实现预设的所述阻抗变换传输线的阻抗。
26.本发明提供的一种宽带、低损耗一分六功分器及其设计方法，通过由一个一分三功分器及其输出端分别连接的三个一分二功分器级联形成一分六功分器电路，解决了常见的一分六功分器电路在频率带宽、端口匹配、传输损耗、输出端口隔离度、承受功率和可靠性等方面存在的问题，重点解决了电路中一分三功分器设计的难题。
附图说明
27.为了更清楚地说明本发明或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，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的附图。
28.图1是本发明实施例提供的宽带、低损耗一分六功分器结构框图；
29.图2是本发明实施例提供的宽带、低损耗一分六功分器原理仿真图；
30.图3是本发明实施例提供的宽带、低损耗一分六功分器的电路仿真图；
31.图4是本发明实施例提供的宽带、低损耗一分六功分器电路图仿真：插入损耗；
32.图5是本发明实施例提供的宽带、低损耗一分六功分器电路图仿真：隔离度；
33.图6是本发明实施例提供的宽带、低损耗一分六功分器电路图仿真：端口反射系数；
34.图7是本发明实施例提供的宽带、低损耗一分六功分器电路图仿真：传输相位；
35.图8是本发明实施例提供的宽带、低损耗一分六功分器的顶层电路层示意图a；
36.图9是本发明实施例提供的宽带、低损耗一分六功分器的底层电路层示意图；
37.图10是本发明实施例提供的宽带、低损耗一分六功分器的顶层电路层示意图b；
38.图11是本发明实施例提供的宽带、低损耗一分六功分器的顶层电路层示意图c；
39.图12是本发明实施例提供的宽带、低损耗一分六功分器中对一分二功分器的两路分支传输线进行跨接的方法流程示意图。
具体实施方式
40.下面将参照附图更详细地描述本发明的示例性实施例。虽然附图中显示了本发明
的示例性实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本发明开而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本发明，并且能够将本发明的范围完整的传达给本领域的技术人员。
41.为了解决现有技术中存在的问题，本发明的实施例提供一种宽带、低损耗一分六功分器及其设计方法。
42.图1是根据本发明的一个实施例提供的宽带、低损耗一分六功分器结构框图。
43.如图1所示，一分六功分器包括：由一个一分三功分器及其输出端分别连接的三个一分二功分器级联形成的一分六功分器电路。
44.一分六功分器电路包含一个输入电路、六个输出电路、分支线电路以及焊接在分支线电路间的多个隔离电阻、电路板顶层接地电路和电路板底层接地电路。
45.其中，一分三功分器与一分二功分器两级间连接点的阻抗为70欧姆。分支线电路包含多节阻抗变换传输线；一分六功分器的两级间通过阻抗变换传输线连接，任一节阻抗变换传输线长度为中心频率的四分之一波长。
46.需要说明的是，一分六功分器的两级指，如图1所示的第一级和第二级。
47.具体地，如图1所示，一分三功分器为多阶级联混合型一分三形式，其输出端通过连接电路与上述连接点连接。一分三功分器的三路分支线的阻抗变换电路为常规共面波导电路，多阶级联的混合型一分三功分器任一阶三路分支线的输出端均通过阻值相同的隔离电阻与公共点连接。
48.对应地，混合型一分三功分器的三路分支线的输入阻抗为150欧姆，输出阻抗为70欧姆，阻抗变换范围为80欧姆，且三路分支线电路的电路参数相同，且其传输线长度为中心频率的四分之一波长。
49.还需要说明的是，隔离电阻焊接于电路板底层电路，其一个管脚与公共点连接，另一管脚通过沉铜孔与电路板顶层电路连接。需要说明的是，沉铜孔设置于共面波导传输线导体中央，其直径值小于共面波导传输线宽度值的二分之一，且不大于0.8毫米。
50.进一步地，如图1所示，一分二功分器为多阶级联的一分二形式，其输入阻抗为70欧姆。同时，一分二功分器的两路分支传输线由常规共面波导电路和/或缺陷地结构接地共面波导电路连接其输入端口和输出端口形成。一分二功分器的两路分支传输线间通过隔离电阻跨接。
51.优选地，一分二功分器的两路分支传输线以常规共面波导电路为主，以缺陷地结构接地共面波导电路为辅连接其输入端口和输出端口形成。
52.对应地，一分二功分器的两路分支传输线的输入阻抗为140欧姆，输出阻抗为50欧姆，阻抗变换范围为90欧姆。常规共面波导传输线与缺陷地结构接地共面波导传输线连接时，中间导体的宽度相同。
53.优选地，一分二功分器的两路分支传输线的阻抗变换范围为140～50欧姆。一分二功分器的两路分支传输线的阻抗为50～69.9欧姆时，两路分支传输线应用缺陷地结构接地共面波导传输线。
54.其中，缺陷地结构接地共面波导传输线通过改变其传输线中心导体到接地电路间的槽宽度，结合缺陷地结构共同作用，实现预设的阻抗变换传输线的阻抗。
55.一分二功分器的两路分支传输线的阻抗不处于50～69.9欧姆之间时，两路分支传
输线应用常规共面波导传输线。
56.其中，常规共面波导传输线通过改变其传输线中心导体到接地电路间的槽宽度，实现预设的阻抗变换传输线的阻抗。
57.需要说明的是，预设的阻抗变换传输线的阻抗是指，设计所需要的阻抗变换传输线的阻抗。
58.更进一步地，隔离电阻焊接于电路板顶层接地电路的两路分支传输线间，具体而言，若两路分支传输线的阻抗为50～69.9欧姆，隔离电阻焊接于双路平行耦合的缺陷地结构接地共面波导传输线之间；若分支传输线的阻抗不处于50～69.9欧姆之间，隔离电阻焊接于双路平行耦合的常规共面波导传输线之间。
59.综上所述，本发明提供的一种宽带、低损耗一分六功分器，通过由一个一分三功分器及其输出端分别连接的三个一分二功分器级联形成一分六功分器电路，解决了常见的一分六功分器电路在频率带宽、端口匹配、传输损耗、输出端口隔离度、承受功率和可靠性等方面存在的问题，重点解决了电路中一分三功分器设计的难题。
60.优选地，基于以上实施例，可以将本发明提供的一种宽带、低损耗一分六功分器结合具体实例，进行具体说明。
61.具体地，提供一种频率在0.8-3.2ghz的宽带、低损耗一分六功分器。根据如图1所示的宽带、低损耗一分六功分器结构框图，以及中心频率、带宽、起始频率(0.8-3.2ghz)、阻抗(第一级输入阻抗50ω，输出阻抗70ω；第二级输入阻抗70ω，输出阻抗50ω)等参数要求，建立仿真原理图。
62.图2是根据本发明的一个实施例提供的宽带、低损耗一分六功分器原理仿真图。
63.基于图2所示的宽带、低损耗一分六功分器原理仿真图进行仿真，可以得到一分六功分器每一级的节数，以及每一节的阻抗值和电阻值。本发明提供的一种宽带、低损耗一分六功分器原理图仿真结果，如表(1)所示。
64.表(1)
[0065][0066]
优选地，选择特定的微波基板和电阻，将表(1)所示的仿真结果、选定的微波基板参数和电阻参数代入宽带、低损耗一分六功分器电路仿真图，可分别得到插入损耗、隔离度、端口反射系数和传输相位的仿真结果。
[0067]
示例性地，选择的微波基板可以是具体参数为：玻璃布增强ptfe覆铜板，型号scga-265，参数：板材总厚度0.8mm，介电常数为2.65，损耗角正切值为0.0014@10ghz、介质厚度为0.765mm，覆铜厚度为0.017mm，导热系数0.27w/mk；热膨胀系数(cte)41/30/217ppm/
℃的微波基板。
[0068]
选择的电阻可以是具体参数为：电阻型号为：rg0805a500j1，其他相关参数：频率：18ghz，尺寸：2毫米
×
1.27毫米
×
0.254毫米，功率：5瓦，基片：99.6％氧化铝，εr：9.7，k：29w/mk的电阻。
[0069]
基于以上实施例，图3是根据本发明的一个实施例提供的宽带、低损耗一分六功分器的电路仿真图。
[0070]
将表(1)所示的仿真结果、上述选定的微波基板参数和电阻参数代入图(3)，可分别得到如图4、如图5、如图6和如图7所示的仿真结果。
[0071]
基于以上实施例，图4是根据本发明的一个实施例提供的宽带、低损耗一分六功分器电路图仿真：插入损耗。图5是根据本发明的一个实施例提供的宽带、低损耗一分六功分器电路图仿真：隔离度。图6是根据本发明的一个实施例提供的宽带、低损耗一分六功分器电路图仿真：端口反射系数。图7是根据本发明的一个实施例提供的宽带、低损耗一分六功分器电路图仿真：传输相位。
[0072]
还需要说明的是，图2和图3略有差别，以基于图3所得的仿真结果为准。最终结果以线路板(图8、图9)为准。
[0073]
优选地，根据图3所示的电路仿真图，画线路板(pcb板)，电路板结构自上而下依次为：顶层覆铜层、介质层和底层覆铜层。电路包括：顶层电路和底层电路，顶层电路通过沉铜孔，穿过介质层和底层电路相连接；电路板顶层大面积接地电路也通过沉铜孔穿过介质层和底层大面积接地电路连接，不仅加强了传输电路板的机械强度，更为传输线电路提供了良好的散热介质。
[0074]
基于以上实施例，图8示出了宽带、低损耗一分六功分器的顶层电路层示意图。图9示出了宽带、低损耗一分六功分器的底层电路层示意图。
[0075]
示例性地，图8结合图9示出了一种宽带、低损耗一分六功分器。在该宽带、低损耗一分六功分器中，接地共面波导连接各输出端口，降低了馈电网络的复杂性。线路板底层为金属层，使接地共面波导顶层电路两侧接地面连接，消除接地不一致性、可以有效展宽频带、提高端口匹配和隔离度。
[0076]
本发明提供的宽带、低损耗一分六功分器电路分别设有输入端口p1和六个输出端口p2、p3、p4、p5、p6、p7。输入端口和各输出端口之间的电路，包括7节阻抗变换传输线和2节连接传输线，分别如图2和图3所示。其中，具体的连接关系如图3所示。
[0077]
另外，图10和图11是本发明实施例提供的宽带、低损耗一分六功分器不同角度的顶层电路层的示意图。
[0078]
基于上述实施例，在本发明提供的宽带、低损耗一分六功分器中常规共面波导传输线，最宽为2.5毫米，最窄为1.5毫米，通过改变传输线宽度和槽宽，改变阻抗，减小了传输线不均匀点，简化了电路设计，实现了较宽的传输线，降低了反射损耗，降低了传输线导体的损耗，提升了电路和线路板可靠性。
[0079]
常规共面波导和接地共面波导混合电路，接地共面波导在端口和较低阻抗区域使用，既简化了电路，又简化了电路布局。另外，常规和接地共面波导的连接，是通过共面波导的接地面到信号传输线的距离(s)实现接地共面波导到不接地共面波导的过渡，减小了反射损耗。
[0080]
还需要说明的是，共面波导电路中的大面积接地电路，或者说接地覆铜电路中任意两点随频率变化的接地阻抗小于0.5欧姆。
[0081]
此外，本发明提供的一分六功分器，由整体级联的共面波导传输线低损耗、宽带一分六功分器设计，其中特性阻抗60欧姆以上的四分之一波长阻抗变换传输线由常规共面波导传输线构成。各个端口电路和阻抗为50～69.9欧姆电路由接地共面波导构成，实现一分六功分器工作在微波较低频率、宽带、低损耗、高隔离度、良好的带内平坦度和承受较大功率。
[0082]
综上所述，上述各实施例提供的常规、接地共面波导混合电路宽带、低损耗一分六功分器，具有如下优势：
[0083]
(1)整体级联设计，可以减少节数，减小尺寸。如图4所示，传输损耗减小，s21、s31、s41、s51、s61＞-8.2db，如图5所示，隔离度提升，相邻端口s23、s45、s67＞29db，不相邻端口s24、s25、s26、s27....＞33db。如图6所示,带宽和各端口驻波比大幅度改善，频率从：800mhz～3200mhz，s11＜-26db，s22、s33、s44、s55、s66＜-25db。
[0084]
(2)一分六功分器电路主要采用常规共面波导电路，大幅度减小了传输线的分布电容，减小了低阻抗传输线对高阻抗传输线的影响，传输线宽度一样，通过改变槽宽，改变阻抗。
[0085]
(3)混合型一分三功分器电路和一分二功分器电路的传输线电路阻抗、电长度相同或相近，幅度衰减和相位变化相同或相近，有利于一分六功分器实现幅度平衡和相位平衡。
[0086]
(4)常规共面波导电路传输，传输线较宽，传输线导体损耗低，尤其是较高阻抗传输线，损耗大幅降低；通过控制传输线宽度，改变损耗，传输线宽度相差不大，不均匀点减小或变化不显著，辐射和反射损耗也远低于微带电路的一分六功分器。
[0087]
(5)大面积接地电路使空间耦合减弱，实际电路输出端口隔离度提高。
[0088]
(6)宽频带范围内良好的带内平坦度，带内起伏下降。
[0089]
(7)电路隔离电阻分布电容减小，对高阻抗传输线影响减小。
[0090]
(8)电路中传输线较宽，对板材和制版工艺要求降低，可靠性提升。
[0091]
(9)电路板的顶层、底层大面积覆铜的接地电路，使产品机械强度、温度性能提升。
[0092]
本发明还提供一种宽带、低损耗一分六功分器的设计方法，主要包括：
[0093]
步骤s1，将一个一分三功分器的输出端分别与三个一分二功分器进行级联形成一分六功分器电路。
[0094]
一分六功分器电路包含一个输入电路、六个输出电路、分支线电路以及焊接在分支线电路间的多个隔离电阻、电路板顶层接地电路和电路板底层接地电路。
[0095]
其中，一分三功分器与一分二功分器两级间连接点的阻抗为70欧姆；分支线电路包含多节阻抗变换传输线；一分六功分器的两级间通过阻抗变换传输线连接，任一节阻抗变换传输线长度为中心频率的四分之一波长。
[0096]
具体地，将一个一分三功分器的输出端分别与三个一分二功分器进行级联的步骤包括：
[0097]
步骤s11，确定多阶级联混合型一分三形式，三路分支线的电路参数相同，三路分支线的输入阻抗为150欧姆，输出阻抗为70欧姆，阻抗变换范围为80欧姆，且其传输线长度
为中心频率的四分之一波长，阻抗变换电路为常规共面波导电路的一分三功分器。
[0098]
步骤s12，确定多阶级联的一分二形式，输入阻抗为70欧姆，两路分支传输线的输入阻抗为140欧姆，输出阻抗为50欧姆，阻抗变换范围为90欧姆，且两路分支传输线由常规共面波导电路和/或缺陷地结构接地共面波导电路连接其输入端口和输出端口，两路分支传输线间通过隔离电阻跨接的一分二功分器。
[0099]
其中，常规共面波导传输线与缺陷地结构接地共面波导传输线连接时，中间导体的宽度相同。
[0100]
步骤s13，将一个一分三功分器任一阶三路分支线的输出端均通过阻值相同的隔离电阻与公共点连接，将其输出端通过连接电路与连接点连接，通过连接点分别连接三个一分二功分器。
[0101]
对应地，隔离电阻焊接于电路板底层电路，隔离电阻的一个管脚与公共点连接，隔离电阻的另一管脚通过沉铜孔与电路板顶层电路连接。
[0102]
需要说明的是，沉铜孔设置于共面波导传输线导体中央，其直径值小于共面波导传输线宽度值的二分之一，且不大于0.8毫米，即沉铜孔的直径值最大为0.8毫米。
[0103]
优选地，一分二功分器的两路分支传输线的阻抗变换范围为140～50欧姆，结合一分二功分器的两路分支传输线的阻抗变换范围，可以对步骤s12中记载的一分二功分器的两路分支传输线间通过隔离电阻跨接，进行具体描述。
[0104]
图12是根据本发明的一个实施例提供的宽带、低损耗一分六功分器中对一分二功分器的两路分支传输线进行跨接的方法流程示意图。如图12所示，该方法包括：
[0105]
步骤s121，判断两路分支传输线的阻抗是否为50～69.9欧姆；若是，执行步骤s122，若否，执行步骤s123。
[0106]
步骤s122，两路分支传输线应用缺陷地结构接地共面波导传输线，并将隔离电阻焊接于双路平行耦合的缺陷地结构接地共面波导传输线之间。
[0107]
其中，缺陷地结构接地共面波导传输线通过改变其传输线中心导体到接地电路间的槽宽度，结合缺陷地结构共同作用，实现预设的阻抗变换传输线的阻抗。
[0108]
步骤s123，两路分支传输线应用常规共面波导传输线，隔离电阻焊接于双路平行耦合的常规共面波导传输线之间。
[0109]
其中，常规共面波导传输线通过改变其传输线中心导体到接地电路间的槽宽度，实现预设的阻抗变换传输线的阻抗。
[0110]
需要说明的是，预设的阻抗变换传输线的阻抗是指，设计所需的阻抗变换传输线的阻抗。
[0111]
综上所述，本发明提供的一种宽带、低损耗一分六功分器设计方法，通过由一个一分三功分器及其输出端分别连接的三个一分二功分器级联形成一分六功分器电路，解决了常见的一分六功分器电路在频率带宽、端口匹配、传输损耗、输出端口隔离度、承受功率和可靠性等方面存在的问题，重点解决了电路中一分三功分器设计的难题。
[0112]
最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制。尽管参照实施例详细说明了本发明，本领域的普通技术人员应当理解，修改或者等同替换本发明的技术方案，都不脱离本发明技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

技术特征：
1.一种宽带、低损耗一分六功分器，其特征在于，所述一分六功分器包括：由一个一分三功分器及其输出端分别连接的三个一分二功分器级联形成的一分六功分器电路；所述一分六功分器电路包含一个输入电路、六个输出电路、分支线电路以及焊接在所述分支线电路间的多个隔离电阻、电路板顶层接地电路和电路板底层接地电路；其中，所述一分三功分器与所述一分二功分器两级间连接点的阻抗为70欧姆；所述分支线电路包含多节阻抗变换传输线；所述一分六功分器的两级间通过所述阻抗变换传输线连接，任一节所述阻抗变换传输线长度为中心频率的四分之一波长。2.根据权利要求1所述的宽带、低损耗一分六功分器，其特征在于，所述一分三功分器为多阶级联混合型一分三形式，且其输出端通过连接电路与所述连接点连接；所述一分三功分器的三路分支线的阻抗变换电路为常规共面波导电路，所述一分三功分器任一阶所述三路分支线的所述输出端均通过阻值相同的所述隔离电阻与公共点连接；其中，所述三路分支线的输入阻抗为150欧姆，输出阻抗为70欧姆，阻抗变换范围为80欧姆，所述三路分支线电路的电路参数相同，且其传输线长度为中心频率的四分之一波长。3.根据权利要求1或2所述的宽带、低损耗一分六功分器，其特征在于，所述隔离电阻焊接于电路板底层电路，所述隔离电阻的一个管脚与所述公共点连接，所述隔离电阻的另一管脚通过沉铜孔与电路板顶层电路连接。4.根据权利要求1所述的宽带、低损耗一分六功分器，其特征在于，所述一分二功分器为多阶级联的一分二形式，其输入阻抗为70欧姆；所述一分二功分器的两路分支传输线由所述常规共面波导电路和/或缺陷地结构接地共面波导电路连接其输入端口和输出端口形成；所述两路分支传输线间通过所述隔离电阻跨接；其中，所述两路分支传输线的输入阻抗为140欧姆，输出阻抗为50欧姆，阻抗变换范围为90欧姆；所述常规共面波导传输线与所述缺陷地结构接地共面波导传输线连接时，中间导体的宽度相同。5.根据权利要求4所述的宽带、低损耗一分六功分器，其特征在于，所述一分二功分器的所述两路分支传输线的阻抗变换范围为140～50欧姆；所述一分二功分器的所述两路分支传输线的阻抗为50～69.9欧姆时，所述两路分支传输线应用缺陷地结构接地共面波导传输线；所述一分二功分器的所述两路分支传输线的阻抗不处于50～69.9欧姆之间时，所述两路分支传输线应用常规共面波导传输线。6.根据权利要求5所述的宽带、低损耗一分六功分器，其特征在于，所述隔离电阻焊接于所述电路板顶层接地电路的两路所述分支传输线间；若所述分支传输线的阻抗为50～69.9欧姆，所述隔离电阻焊接于双路平行耦合的所述缺陷地结构接地共面波导传输线之间；若所述分支传输线的阻抗不处于50～69.9欧姆之间，所述隔离电阻焊接于双路平行耦合的所述常规共面波导电路的传输线之间。7.一种宽带、低损耗一分六功分器的设计方法，其特征在于，包括：将一个一分三功分器的输出端分别与三个一分二功分器进行级联形成所述一分六功分器电路；所述一分六功分器电路包含一个输入电路、六个输出电路、分支线电路以及焊接在所述分支线电路间的多个隔离电阻、电路板顶层接地电路和电路板底层接地电路；其中，所述一分三功分器与所述一分二功分器两级间连接点的阻抗为70欧姆；所述分
支线电路包含多节阻抗变换传输线；所述一分六功分器的两级间通过所述阻抗变换传输线连接，任一节所述阻抗变换传输线长度为中心频率的四分之一波长。8.根据权利要求7所述的宽带、低损耗一分六功分器的设计方法，其特征在于，所述将一个一分三功分器的输出端分别与三个一分二功分器进行级联，包括：确定多阶级联混合型一分三形式，三路分支线的电路参数相同，所述三路分支线的输入阻抗为150欧姆，输出阻抗为70欧姆，阻抗变换范围为80欧姆，且其传输线长度为中心频率的四分之一波长，阻抗变换电路为常规共面波导电路的所述一分三功分器；确定多阶级联的一分二形式，输入阻抗为70欧姆，两路分支传输线的输入阻抗为140欧姆，输出阻抗为50欧姆，阻抗变换范围为90欧姆，且两路分支传输线由所述常规共面波导电路和/或缺陷地结构接地共面波导电路连接其输入端口和输出端口，两路分支传输线间通过所述隔离电阻跨接的所述一分二功分器；其中，所述常规共面波导传输线与所述缺陷地结构接地共面波导传输线连接时，中间导体的宽度相同；将一个所述一分三功分器任一阶所述三路分支线的所述输出端均通过阻值相同的所述隔离电阻与公共点连接，将其所述输出端通过连接电路与所述连接点连接，通过所述连接点分别连接三个一分二功分器。9.根据权利要求7所述的宽带、低损耗一分六功分器的设计方法，其特征在于，所述隔离电阻焊接于电路板底层电路，所述隔离电阻的一个管脚与所述公共点连接，所述隔离电阻的另一管脚通过沉铜孔与电路板顶层电路连接。10.根据权利要求8所述的宽带、低损耗一分六功分器的设计方法，其特征在于，所述两路分支传输线间通过所述隔离电阻跨接，包括：判断所述两路分支传输线的阻抗是否为50～69.9欧姆；若是，所述两路分支传输线应用缺陷地结构接地共面波导传输线，并将所述隔离电阻焊接于双路平行耦合的所述缺陷地结构接地共面波导传输线之间；其中，所述缺陷地结构接地共面波导传输线通过改变其传输线中心导体到接地电路间的槽宽度，结合缺陷地结构共同作用，实现预设的所述阻抗变换传输线的阻抗；若否，所述两路分支传输线应用常规共面波导传输线，所述隔离电阻焊接于双路平行耦合的所述常规共面波导传输线之间；其中，所述常规共面波导传输线通过改变其传输线中心导体到接地电路间的槽宽度，实现预设的所述阻抗变换传输线的阻抗。

技术总结
本发明提供一种宽带、低损耗一分六功分器及其设计方法。其中，所述一分六功分器包括：由一个一分三功分器及其输出端分别连接的三个一分二功分器级联形成的一分六功分器电路；一分六功分器电路包含一个输入电路、六个输出电路、分支线电路以及焊接在分支线电路间的多个隔离电阻、电路板顶层接地电路和电路板底层接地电路。本发明提供的一分六功分器具有更宽传输线并且减小了分布电容，电路板可靠性增强，传输线导体损耗减小，电路中阻抗突变点减小或不显著，电路的反射损耗也减小，电路板顶层和底层大面积接地电路，减小了接地电阻，增强了电路板的机械强度和散热性能。电路板的机械强度和散热性能。电路板的机械强度和散热性能。


技术研发人员：郝艺益 鲁文磊
受保护的技术使用者：宏坤博泰科技（固安）有限公司
技术研发日：2021.11.30
技术公布日：2022/3/8