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一种宽带一分四Wilkinson功分器的设计与实现

2021-02-03王晓鹏孙泽月姚武生

无线电工程 2021年1期

王晓鹏,刘 畅,孙泽月,陈 林,姚武生,2

(1.博微太赫兹信息科技有限公司 太未来实验室,安徽 合肥 230088;2.中国电子科技集团公司第三十八研究所,安徽 合肥 230088)

0 引言

功分器是一种微波无源器件,用于功率的分配或者组合,功分器广泛应用于各种通信、雷达微波系统当中。随着现代无线通信技术的发展与应用,有些设备必须使用一些宽带高频的功分器,研发宽带、高频段的功分器变得尤为重要,目前有很多单位对宽带的功分器进行了研究[1-7],但对工作在Ka波段及以上的功分器研究甚少。

若传统的Wilkinson功分器工作在K波段以上,其隔离电阻的安装会遇到很大的挑战[8-10],并且普通电阻在高频段的寄生效应更为严重,影响了功分器在高频段的性能。本文功分器选用的电阻为薄膜芯片电阻,它选用的电阻材质为TaN,基片材质为Al2O3,该电阻的寄生参数较小,使用频段最高可至50 GHz,同时具有防潮的性能,该电阻表面有纯金电极,适合金丝、金带以及导电胶粘接等微组装工艺。将使用薄膜工艺制作的电阻应用到Wilkinson功分器的设计当中,可大大提高功分器在高频段的性能。

1 Wilkinson功分器

功分器的类型可分为波导功分器、微带功分器和SIW功分器,其中微带功分器又可分为T型结功分器、电阻性功分器和Wilkinson功分器。其中Wilkinson功分器由于输出端口具有较高隔离度的优势而被广泛应用。

有耗的三端口网络能制成全部端口匹配,并在输出端口之间有隔离[11]。Wilkinson功率分配器[12]是这样一种网络:当输出端口匹配时,它仍具有无耗的有用特性,只是耗散了反射功率。……

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