專利名稱：毫米波高隔離功率合成器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種功率合成器，尤其是一種能夠工作在毫米波及其以上頻 段的輸入端口之間高隔離的功率合成器。
背景技術(shù)：
功率合成器的功能是把兩條傳輸線輸入的功率合成到一條傳輸線上輸出，由 于功率合成器通常也可以用作功率分配器，因此在一般情況下不再區(qū)分功率合成 器和功率分配器的名稱。威爾金森功率合成器是一種常用的功率分配器，其結(jié)構(gòu)
特征是在兩條輸入傳輸線之間接有一個(gè)集中參數(shù)的隔離電阻，隔離電阻與兩條輸 入傳輸線的交匯處之間的距離是四分之一波長(zhǎng)。為了避免兩條輸入傳輸線之間的 耦合，兩條輸入傳輸線在隔離電阻與傳輸線的接入處到兩條輸入傳輸線的交匯處 之間，都彎成近似的半園形。由于隔離電阻的存在，威爾金森功率合成器兩條輸 入傳輸線之間的隔離是很好的。
但是在工作頻率較高的毫米波頻段或者是比毫米波頻率更高的頻段，威爾金 森功率合成器難以實(shí)現(xiàn)，其原因有兩個(gè)首先是四分之一波長(zhǎng)傳輸線無(wú)法形成半 圓形，由于波長(zhǎng)很短，在毫米波頻段的低段，在基片上四分之一波長(zhǎng)傳輸線的實(shí)
際長(zhǎng)度不到2亳米，而傳輸線的寬度通常在0.8毫米左右，0.8毫米寬、2毫米長(zhǎng) 的傳輸線要形成半園形很困難，如果工作頻率到了毫米波頻段的高端甚至更高頻 段，那么四分之一波長(zhǎng)的傳輸線的長(zhǎng)度更短，而寬度基本不變，這樣就完全無(wú)法 形成半園形；其次是在毫米波及頻率更高的頻段，目前還沒(méi)有可用的集中參數(shù)隔
離電阻。
由于上述兩個(gè)原因，目前在毫米波或者更高頻段使用的功率合成器不使用隔
離電阻，這樣兩條輸入傳輸線的隔離不好，隔離度通常只有一6dB左右。 發(fā)明內(nèi)容
技術(shù)問(wèn)題本實(shí)用新型的目的是提出一種能夠工作在毫米波或者更高頻段的毫米波髙隔離功率合成器，該功率合成器不使用集成參數(shù)隔離電阻，其輸入傳
輸線之間的具有良好的隔離。
技術(shù)方案本實(shí)用新型的毫米波高隔離功率合成器包括第一輸入傳輸線、第
二輸入傳輸線、隔離傳輸線和輸出傳輸線其中第一輸入傳輸線的一端是第一
輸入端口，第二輸入傳輸線的一端是第二輸入端口，第一輸入傳輸線的另一端與
第二輸入傳輸線的另一端相連并在此與輸出傳輸線的一端相連形成三線交匯處，
隔離傳輸線接在第一輸入傳輸線與第二輸入傳輸線之間。第一輸入傳輸線和第二
輸入傳輸線的長(zhǎng)度一樣或者相差波長(zhǎng)的整數(shù)倍；而第一輸入傳輸線和第二輸入傳
輸線之間經(jīng)過(guò)隔離傳輸線與不經(jīng)過(guò)隔離傳輸線的兩條不同傳播路徑的長(zhǎng)度之差
為二分之一波長(zhǎng)的奇數(shù)倍。
于隔離傳輸線的特性阻抗根據(jù)從一個(gè)輸入端口即第一輸入端口或第二輸入 端口輸入的信號(hào)功率，經(jīng)過(guò)兩條不同傳播路徑的到達(dá)另一個(gè)輸入端口即第二輸入 端口或第一輸入端口的兩路信號(hào)功率大小一致的要求確定。輸出傳輸線的特性阻 抗根據(jù)第一輸入傳輸線和第二輸入傳輸線的特性阻抗依據(jù)阻抗匹配的原則確定。
兩條輸入傳輸線的長(zhǎng)度一樣或者相差波長(zhǎng)的整數(shù)倍，在兩條輸入傳輸線之間 有兩個(gè)信號(hào)功率的傳播路徑，一個(gè)是從一條輸入傳輸線經(jīng)過(guò)隔離傳輸線到另一條 輸入傳輸線的路徑，另一個(gè)是從一條輸入傳輸線經(jīng)過(guò)兩條輸入傳輸線的交匯處到 另一條輸入傳輸線的路徑。如果這兩條傳播路徑的長(zhǎng)度相差二分之一波長(zhǎng)的奇數(shù) 倍，那么這兩路的信號(hào)就相互抵消，這樣就增加了兩條輸入傳輸線之間的隔離。
由于功率合成器和功率分配器原理一樣，上述毫米波或更高頻段功率合成器
的技術(shù)方案也可以用于毫米波或更高頻段的功率分配器。
有益效果本實(shí)用新型的有益效果是，解決了在毫米波或者更高頻段的功率 合成器由于沒(méi)有可用的集中參數(shù)隔離電阻造成的輸入傳輸線之間隔離不好的問(wèn) 題。通常的威爾金森功率合成器需要集中參數(shù)的隔離電阻以實(shí)現(xiàn)輸入傳輸線之間 的隔離，而且要求輸入傳輸線彎曲成近似半園形以與隔離電阻相連接。本實(shí)用新 型由于不需要隔離電阻就可以實(shí)現(xiàn)輸入傳輸線之間的隔離，因而也不需要輸入傳 輸線彎曲成近似半園形，這樣就實(shí)現(xiàn)了毫米波或者更高頻段的高隔離功率合成 器。

圖1是本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖中有第一輸入傳輸線l、第二輸入傳輸線2、隔離傳輸線3、輸出傳輸線 4、第一輸入傳輸線與隔離傳輸線的連接處5、第二輸入傳輸線與隔離傳輸線的 連接處6、第一輸入傳輸線、第二輸入傳輸線與輸出傳輸線的三線交匯處7、第 一輸入端口8、第二輸入端口9，輸出端口IO。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步說(shuō)明。
本實(shí)用新型所采用的技術(shù)方案是毫米波髙隔離功率合成器包括第一輸入傳
輸線l、第二輸入傳輸線2、隔離傳輸線3和輸出傳輸線4。輸入、隔離和輸出 傳輸線可以是微帶線、帶狀線或者是其它形式的傳輸線，兩條輸入傳輸線即第一 輸入傳輸線l、第二輸入傳輸線2的長(zhǎng)度一樣或者相差波長(zhǎng)的整數(shù)倍。從一條輸 入傳輸線的端口即第一輸入傳輸線1的第一輸入端口 8或第二輸入傳輸線2的第 二輸入端口 9到另一條輸入傳輸線的端口即第二輸入傳輸線2的第二輸入端口 9 或第一輸入傳輸線1的第一輸入端口 8之間存在兩個(gè)傳播路徑， 一條是從第一輸 入傳輸線1的第一輸入端口 8或第二輸入傳輸線2的第二輸入端口 9經(jīng)過(guò)隔離傳 輸線3到另一條輸入傳輸線的端口即第二輸入傳輸線2的第二輸入端口 9或第一 輸入傳輸線1的第一輸入端口 8;另一條是從第一輸入傳輸線1的第一輸入端口 8或第二輸入傳輸線2的第二輸入端口 9,經(jīng)過(guò)兩條輸入傳輸線和輸出傳輸線的 交匯處7到另一條輸入傳輸線即第二輸入傳輸線2的第二輸入端口 9或第一輸入 傳輸線1的第一輸入端口 8，兩條'傳播路徑的長(zhǎng)度之差為二分之一波長(zhǎng)的奇數(shù)倍。 由于第一輸入傳輸線l、第二輸入傳輸線2的長(zhǎng)度一樣或相差波長(zhǎng)的整數(shù)倍，來(lái) 自第一輸入傳輸線1、第二輸入傳輸線2的信號(hào)功率在這兩條輸入傳輸線和輸出 傳輸線的交匯處7同相疊加合成后從輸出傳輸線4的輸出端口 10處輸出；從第 一輸入傳輸線1的第一輸入端口 8或第二輸入傳輸線2的第二輸入端口 9，到第 二輸入傳輸線2的第二輸入端口 9或第一輸入傳輸線1的第一輸入端口 8之間存 在兩個(gè)傳播路徑，由于這兩個(gè)傳播路徑的長(zhǎng)度相差二分之一波長(zhǎng)的奇數(shù)倍，因此 從輸入傳輸線1的第一輸入端口 8輸入的信號(hào)功率經(jīng)過(guò)這兩個(gè)不同的傳播路徑到 達(dá)另一條輸入傳輸線2的第二輸入端口 9時(shí)，這兩路信號(hào)是反相抵消的，反之從 第二輸入傳輸線2的第二輸入端口 9到第一輸入傳輸線1的第一輸入端口 8的情況也是反相抵消的。這樣既使得來(lái)自第一輸入傳輸線l、第二輸入傳輸線2的信 號(hào)功率在輸出傳輸線4同相合成輸出，又使得第一輸入傳輸線l、第二輸入傳輸 線2之間相互隔離。
在結(jié)構(gòu)上，毫米波高隔離功率合成器的第一輸入傳輸線l、第二輸入傳輸線
2與輸出傳輸線4在底邊相連處7形成T形或Y結(jié)以避免這三條傳輸線之間的線 間耦合；第一輸入傳輸線1與隔離傳輸線3的傳輸線第一連接處5到三條傳輸線 的交匯處7之間的傳輸線以及第二輸入傳輸線2與隔離傳輸線3的傳輸線第二連 接處6到三條傳輸線的交匯處7之間的傳輸線兩者長(zhǎng)度一樣或者相差波長(zhǎng)的整數(shù) 倍；從傳輸線第一連接處5經(jīng)過(guò)三條傳輸線的交匯處7到傳輸線第二連接處6 的傳輸線長(zhǎng)度與從傳輸線第一連接處5經(jīng)過(guò)隔離傳輸線3到傳輸線第二連接處6 的傳輸線長(zhǎng)度兩者之差為二分之一波長(zhǎng)的奇數(shù)倍，調(diào)整隔離傳輸線的特性阻抗使 得從一條輸入傳輸線輸入的信號(hào)功率經(jīng)過(guò)這兩條傳播路徑的到達(dá)另一條輸入傳 輸線的兩路信號(hào)功率大小一致，這樣使得這兩路信號(hào)功率幾乎完全抵消掉；輸出 傳輸線4的特性阻抗可以根據(jù)第一輸入傳輸線1、第二輸入傳輸線2的特性阻抗 依據(jù)阻抗匹配的原理確定。
在制造上，整個(gè)功率合成器可以制作在一個(gè)基片上，在滿足上述功率合成條 件和輸入隔離條件的前提下，三種傳輸線的長(zhǎng)度盡量短，盡量避免不連續(xù)性的出 現(xiàn)，以減小功率合成器的損耗。
根據(jù)以上所述，便可實(shí)現(xiàn)本實(shí)用新型。
權(quán)利要求1、 一種毫米波高隔離功率合成器，其特征在于該合成器包括第一輸入傳輸 線(1)、第二輸入傳輸線(2)、隔離傳輸線(3)和輸出傳輸線(4);其中第一輸入傳輸線(1)的一端是第一輸入端口 (8)，第二輸入傳輸線(2)的一端是 第二輸入端口 (9)，第一輸入傳輸線(1)的另一端與第二輸入傳輸線(2)的另 一端相連并在此與輸出傳輸線(4)的一端相連形成三線交匯處(7)，隔離傳輸 線(3)接在第一輸入傳輸線(1)與第二輸入傳輸線(2)之間。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的毫米波高隔離功率合成器，其特征在于第一輸入 傳輸線(1)和第二輸入傳輸線(2)的長(zhǎng)度一樣或者相差波長(zhǎng)的整數(shù)倍；而第一 輸入傳輸線(1)和第二輸入傳輸線(2)之間經(jīng)過(guò)隔離傳輸線(3)與不經(jīng)過(guò)隔 離傳輸線(3)的兩條不同傳播路徑的長(zhǎng)度之差為二分之一波長(zhǎng)的奇數(shù)倍。
專利摘要毫米波高隔離功率合成器涉及一種能夠工作在毫米波及其以上頻段的輸入端口之間高隔離的功率合成器，該合成器包括第一輸入傳輸線(1)、第二輸入傳輸線(2)、隔離傳輸線(3)和輸出傳輸線(4)；其中其中第一輸入傳輸線(1)的一端是第一輸入端口(8)，第二輸入傳輸線(2)的一端是第二輸入端口(9)，第一輸入傳輸線(1)的另一端與第二輸入傳輸線(2)的另一端相連并在此與輸出傳輸線(4)的一端相連形成三線交匯處(7)，隔離傳輸線(3)接在第一輸入傳輸線(1)與第二輸入傳輸線(2)之間，該高隔離功率合成器解決了在毫米波或者更高頻段的功率合成器由于沒(méi)有可用的集中參數(shù)隔離電阻造成的輸入傳輸線之間隔離不好的問(wèn)題。
文檔編號(hào)H01P5/12GK201156574SQ20082003048
公開日2008年11月26日 申請(qǐng)日期2008年1月8日 優(yōu)先權(quán)日2008年1月8日
發(fā)明者孫忠良, 朱淮城, 殷曉星, 鄭力昭 申請(qǐng)人:東南大學(xué);北京遙感設(shè)備研究所