本发明专利技术公开了一种相位差和分配比可重构的滤波功分器及天线系统，涉及射频与微波通信领域，解决了现有功分器的相位差和分配比固定或单一不可调的问题，其技术方案要点是：包括金属接地板和介质基板，所述介质基板设置在金属接地板上，介质基板上还包括两个正交功分器、一个错位π型平衡耦合线、变容二极管和直流偏置电压。信号由射频输入输出端口P1经过端口微带线，进入第一级正交功分器，错位π型平衡耦合线左右两端将两个正交功分器进行连接，同时错位π型平衡耦合线上的每个变容二极管都并联了一个直流偏置电压。本发明专利技术具有分配比和相位差同时可调的优点，且分配比和相位差在一定范围内是连续可调的，调节方式简单，易于实现。实现。实现。
【技术实现步骤摘要】
一种相位差和分配比可重构的滤波功分器及天线系统
[0001]本专利技术涉及一种射频与微波通信领域，更具体地说，它涉及一种相位差和分配比可重构的滤波功分器及天线系统。
技术介绍
[0002]功分器也称为功率分配器，常用于MIMO天线系统、多端口测试系统、功率放大器射频前端电路等电路。随着通信系统的不断更新，未来的无线通信系统中的器件也必将朝着更加智能化、小型化、多功能化和低成本的方向发展。然而传统的功分器的功率分配比单一不可调或只有单一的调节功能，且在使用功分器的时若想同时实现滤波的功能，此时则需要使用功分器和滤波器两种不同的器件，显然这限制了通信系统的发展。
[0003]目前，为适应通信系统日新月异的变化，设计多功能、小型化、智能化和低成本的功率分配器是国内外许多学者的研究方向。同时，在功分器的实际应用工程中，需要滤除噪声干扰因此会在系统中加入滤波器，但滤波器的加入会造成谐波干扰加重、体积增大、增高成本和增加损耗等风险。因此滤波功分一体化的多功能器件的研究尤为重要。
技术实现思路
[0004]本专利技术的目的是提供一种相位差和分配比可重构的滤波功分器及天线系统，以解决现有功分器的相位差和分配比固定或单一不可调的问题。
[0005]本专利技术的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：
[0006]第一方面，提供了一种相位差和分配比可重构的滤波功分器，包括金属接地板和介质基板，所述介质基板设置在金属接地板上，还包括分别设置在所述介质基板上的第一级正交功分器、错位π型平衡耦合线、第二级正交功分器、四个射频输入输出端口、隔离电容、直流偏置电压和变容二极管，所述错位π型平衡耦合线包括第一错位π型平衡耦合线和第二错位π型平衡耦合线；
[0007]所述第一级正交功分器连接有两个所述射频输入输出端口，余下两个所述射频输入输出端口连接在所述第二级正交功分器上，所述第一级正交功分器与第二级正交功分器通过所述第一错位π型平衡耦合线和第二错位π型平衡耦合线连接，所述隔离电容的一端连接所述错位π型平衡耦合线，另一端连接所述变容二极管的一端，所述变容二极管的另一端接地连接，所述直流偏置电压与所述变容二极管并联连接。
[0008]与现有技术相比较，本专利技术采用两个正交功分器级联，中间采用错位π型平衡耦合线将两个正交功分器连接，通过调节π型平衡耦合线的电长度可实现相位差和分配比在较大范围内的调节，通过变容二极管实现相位差和分配比在一定范围内连续可调，采用微带线谐振器实现功分滤波一体化，并且变容二极管上还并联了一个直流偏置电压，通过给直流偏置电压接入外部电源，可控制变容二极管的电容大小，并且与变容二极管连接的隔离电容还可保护电路不受直流电压的影响，因此本专利技术解决了功分器的功率分配比和相位差变化单一且范围过小、且不可同时调节的问题。
[0009]进一步的，所述第一错位π型平衡耦合线包括第一上错位平行传输线、第一中部平行传输线和第一下错位平行传输线，所述第一中部平行传输线两端均连接所述隔离电容和变容二极管后接地；
[0010]所述第二错位π型平衡耦合线包括第二上错位平行传输线、第二中部平行传输线和第二下错位平行传输线，所述第二中部平行传输线两端均连接所述隔离电容和变容二极管后接地。
[0011]进一步的，所述射频输入输出端口包括第一射频输入输出端口P1和第二射频输入输出端口P2，所述第一射频输入输出端口P1和第二射频输入输出端口P2与所述第一级正交功分器连接；
[0012]所述第一级正交功分器上包括第一微带线、第二微带线、第三微带线和第四微带线，所述第一微带线左端连接第一射频输入输出端口P1和第一错位π型平衡耦合线，所述第三微带线左端连接第二射频输入输出端口P2和第二错位π型平衡耦合线。
[0013]进一步的，所述射频输入输出端口还包括第三射频输入输出端口P3和第四射频输入输出端口P4，所述第三射频输入输出端口P3和第四射频输入输出端口P4与所述第二级正交功分器连接；
[0014]所述第二级正交功分器上包括第五微带线、第六微带线、第七微带线和第八微带线，所述第五微带线左端连接第三射频输入输出端口P3和第一错位π型平衡耦合线，所述第七微带线左端连接第四射频输入输出端口P4和第二错位π型平衡耦合线。
[0015]进一步的，所述变容二极管的数量为四个，包括第一变容二极管D1、第二变容二极管D2、第三变容二极管D3和第四变容二极管D4；
[0016]所述隔离电容的数量为四个，包括第一隔离电容C1、第二隔离电容C2、第三隔离电容C3和第四隔离电容C4；
[0017]所述第一变容二极管D1与所述第一隔离电容C1连接，所述第二变容二极管D2与所述第二隔离电容C2连接，所述第三变容二极管D3与所述第三隔离电容C3连接，所述第四变容二极管D4与所述第四隔离电容C4连接。
[0018]进一步的，所述第一变容二极管D1并联有直流偏置电压V1，所述第二变容二极管D2并联有直流偏置电压V2，所述第三变容二极管D3并联有直流偏置电压V4，所述第四变容二极管D4并联有直流偏置电压V4。
[0019]进一步的，所述射频输入输出端口P1、射频输入输出端口P2、第二微带线和第四微带线的特性阻抗为Z0，物理长度为λ/4；
[0020]所述第一微带线和第三微带线的特性阻抗是Z0/√2，物理长度为λ/4。
[0021]进一步的，所述射频输入输出端口P3、射频输入输出端口P4、第六微带线和第八微带线的特性阻抗为Z0，物理长度为λ/4；
[0022]所述第五微带线和第七微带线的特性阻抗是Z0/√2，物理长度为λ/4。
[0023]进一步的，所述错位π型平衡耦合线的特性阻抗为Z0/√2。
[0024]第二方面，提供了一种阵列天线系统，包括第一方面任一项所述的一种相位差和分配比可重构的滤波功分器。
[0025]与现有技术相比，本专利技术具有以下有益效果：
[0026]1.本专利技术具有分配比和相位差同时可调的优点，解决了传统功分器分配比固定单
一的问题，且分配比和相位差在一定范围内是连续可调的，调节方式简单，易于实现。
[0027]2.本专利技术采用两个正交功分器级联，中间采用错位π型平衡耦合线将两个正交功分器连接，通过调节π型平衡耦合线的电长度可实现相位差和分配比在较大范围内的调节，解决了功分器的功率分配比和相位差变化单一且范围过小、且不可同时调节的问题。
[0028]3.本专利技术采用错位π型平衡耦合线，结合微带线谐振器的滤波结构，通过π型枝节谐振器设计了一款等效阻抗为Z0/√2欧姆的带通滤波器，并通过等效替换了正交功分器的两条λ/4传输线，可实现功分滤波一体化的优点，解决了现有技术中需要同时使用功分器和滤波器两种器件体积大、高成本、高损耗等问题。
[0029]4.本专利技术中的微带线结构、介质基板、金属接地板等都可以采用普通的印刷电路板工艺制作，因此具有易于集成、便于加工和成本低廉的优点。
附图说明
[0030]此处本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种相位差和分配比可重构的滤波功分器，包括金属接地板和介质基板，所述介质基板设置在金属接地板上，其特征在于，还包括分别设置在所述介质基板上的第一级正交功分器(1)、错位π型平衡耦合线(3)、第二级正交功分器(2)、四个射频输入输出端口、隔离电容、直流偏置电压和变容二极管，所述错位π型平衡耦合线(3)包括第一错位π型平衡耦合线和第二错位π型平衡耦合线；所述第一级正交功分器(1)连接有两个所述射频输入输出端口，余下两个所述射频输入输出端口连接在所述第二级正交功分器(2)上，所述第一级正交功分器(1)与第二级正交功分器(2)通过所述第一错位π型平衡耦合线和第二错位π型平衡耦合线连接，所述隔离电容的一端连接所述错位π型平衡耦合线(3)，另一端连接所述变容二极管的一端，所述变容二极管的另一端接地连接，所述直流偏置电压与所述变容二极管并联连接。2.根据权利要求1所述的一种相位差和分配比可重构的滤波功分器，其特征在于，所述第一错位π型平衡耦合线包括第一上错位平行传输线(31)、第一中部平行传输线(32)和第一下错位平行传输线(33)，所述第一中部平行传输线(32)两端均连接所述隔离电容和变容二极管后接地；所述第二错位π型平衡耦合线包括第二上错位平行传输线(36)、第二中部平行传输线(35)和第二下错位平行传输线(34)，所述第二中部平行传输线(35)两端均连接所述隔离电容和变容二极管后接地。3.根据权利要求1所述的一种相位差和分配比可重构的滤波功分器，其特征在于，所述射频输入输出端口包括第一射频输入输出端口P1和第二射频输入输出端口P2，所述第一射频输入输出端口P1和第二射频输入输出端口P2与所述第一级正交功分器(1)连接；所述第一级正交功分器(1)上包括第一微带线(11)、第二微带线(12)、第三微带线(13)和第四微带线(14)，所述第一微带线(11)左端连接第一射频输入输出端口P1和第一错位π型平衡耦合线，所述第三微带线(13)左端连接第二射频输入输出端口P2和第二错位π型平衡耦合线。4.根据权利要求1所述的一种相位差和分配比可重构的滤波功分器，其特征在于，所述射频输入输出端口还包括第三射频输入输出端口P3和第四射频输入输出端口P4，所述第三射频输入输出端口P3和...
【专利技术属性】
技术研发人员：何莉，曾令昕，邹鑫，倪星瑞，马俊东，
申请(专利权)人：重庆两江卫星移动通信有限公司，
类型：发明
国别省市：
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