CN215268201U - 一种射频功率分配电路 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种射频功率分配电路，解决了射频功率分配电路一般为偶数路分配/合成方式，使得整体工作效率较低、可靠性较低的问题。该射频功率分配电路包括输入/输出端以及依次连接在两者之间的第一分配单元至第四分配单元；第一分配单元，用于将输入功率进行两路均分得到两路均分的功率；第二分配单元，用于将两路均分的功率进行四路不均分得到四路不均分的功率；第三分配单元，用于将四路不均分的功率进行八路不均分得到八路不均分的功率，并将其合成为五路均分的功率；第四分配单元，用于将五路均分的功率传输至所述输出端。实现了在功率进行分配/合成的过程中，可以灵活地选用奇数路射频功率分配电路，提高整体的工作效率以及可靠性。

Description

一种射频功率分配电路

技术领域

本实用新型涉及微波功率技术领域，尤其涉及一种射频功率分配电路。

背景技术

在射频功率放大器中，2ⁿ路分配/合成器使用较为广泛，一般为2路分配/合成、4路分配/合成、8路分配/合成等，采用威尔金森、魔T等合成方式，这种电路形式只能满足大部分的需求，往往不能使整体效率最高，可靠性最好。

基于上述分析，急需寻求一种奇数路的分配/合成方式来弥补上述不足。

实用新型内容

鉴于上述的分析，本实用新型旨在提供一种射频功率分配电路，用以解决现有的射频功率分配电路一般为偶数路分配/合成方式，使得整体工作效率较低、可靠性较低的问题。

本实用新型的目的主要是通过以下技术方案实现的：

本申请的一个实施例提供一种射频功率分配电路，包括输入端、输出端以及依次连接在所述输入端与输出端之间的第一分配单元、第二分配单元、第三分配单元以及第四分配单元；

所述第一分配单元，用于将输入功率进行两路均分，得到两路均分的功率；

所述第二分配单元，用于将两路均分的功率进行四路不均分，得到四路不均分的功率；

所述第三分配单元，用于将四路不均分的功率进行八路不均分，得到八路不均分的功率，并将八路不均分的功率合成为五路均分的功率；

所述第四分配单元，用于将五路均分的功率传输至所述输出端。

进一步，所述第一分配单元包括第一微带线、第二微带线以及第一电阻；

所述第一微带线的第一端以及所述第二微带线的第一端与所述输入端连接；

所述第一微带线的第二端与所述第一电阻的第一端连接于第一节点，所述第二微带线的第二端与所述第一电阻的第二端连接于第二节点。

进一步，所述第二分配单元包括第三微带线、第四微带线、第五微带线、第六微带线、第二电阻以及第三电阻；

所述第三微带线的第一端以及所述第四微带线的第一端连接于第一节点，所述第五微带线的第一端以及所述第六微带线的第一端连接于第二节点；

所述第三微带线的第二端与所述第二电阻的第一端连接于第三节点，所述第四微带线的第二端与所述第二电阻的第二端连接于第四节点；

所述第五微带线的第二端与所述第三电阻的第一端连接于第五节点，所述第六微带线的第二端与所述第三电阻的第二端连接于第六节点。

进一步，所述第三分配单元包括第七微带线、第八微带线、第九微带线、第十微带线、第十一微带线、第十二微带线、第十三微带线、第十四微带线、第四电阻、第五电阻、第六电阻以及第七电阻；

所述第七微带线的第一端与所述第八微带线的第一端连接于第三节点，所述第九微带线的第一端与所述第十微带线的第一端连接于第四节点；

所述第十一微带线的第一端与所述第十二微带线的第一端连接于第五节点，所述第十三微带线的第一端与所述第十四微带线的第一端连接于第六节点；

所述第七微带线的第二端与所述第四电阻的第一端连接于第七节点，所述第八微带线的第二端、所述第九微带线的第二端、所述第四电阻的第二端以及所述第五电阻的第一端连接于第八节点，所述第十微带线的第二端、所述第十一微带线的第二端、所述第五电阻的第二端以及第六电阻的第一端连接于第九节点，所述第十二微带线的第二端、所述第十三微带线的第二端、所述第六电阻的第二端以及所述第七电阻的第一端连接于第十节点，所述第十四微带线的第二端与所述第七电阻的第二端连接于第十一节点。

进一步，所述输出端包括第一输出端至第五输出端，所述第四分配单元包括第十五微带线、第十六微带线、第十七微带线、第十八微带线以及第十九微带线；

所述第十五微带线连接于所述第七节点与所述第一输出端之间，所述第十六微带线连接于所述第八节点与所述第二输出端之间，所述第十七微带线连接于所述第九节点与所述第三输出端之间，所述第十八微带线连接于所述第十节点与所述第四输出端之间，所述第十九微带线连接于所述第十一节点与所述第五输出端之间。

进一步，所述第一微带线与所述第二微带线的特性阻抗相等，所述第三微带线与所述第六微带线的特性阻抗相等，所述第四微带线与所述第五微带线的特性阻抗相等，所述第七微带线与所述第十四微带线的特性阻抗相等，所述第八微带线、所述第九微带线、所述第十微带线、所述第十一微带线、所述第十二微带线以及所述第十三微带线的特性阻抗相等，所述第十五微带线、所述第十六微带线、所述第十七微带线、所述第十八微带线以及所述第十九微带线的特性阻抗相等。

进一步，所述电路应用于特性阻抗为Z₀的射频系统，第一微带线的特性阻抗为

所述第三微带线的特性阻抗为1.134×Z₀，所述第四微带线的特性阻抗为1.7×Z₀，所述第七微带线的特性阻抗为0.8×Z₀，所述第八微带线的特性阻抗为1.6×Z₀，所述第十五微带线的特性阻抗为0.96×Z₀。

进一步，所述第一电阻至所述第七电阻的阻值相等。

进一步，所述第一电阻至所述第七电阻的阻值为2×Z₀。

进一步，所述第一微带线至所述第十九微带线的长度为中心频率的1/4波长。

与现有技术相比，本实用新型至少可实现如下有益效果：

通过采用本申请中的射频功率分配电路将输入功率不均分成八路，得到八路不均分的功率，进而再将八路不均分的功率合成为五路均分的功率，使得五路之间的相位差为0°，幅度差为0dB，使得对功率进行分配/合成的过程中，可以灵活地选用奇数路射频功率分配电路，提高整体的工作效率以及可靠性。

本实用新型中，上述各技术方案之间还可以相互组合，以实现更多的优选组合方案。本实用新型的其他特征和优点将在随后的内容中阐述，并且，部分优点可从说明书中变得显而易见，或者通过实施本实用新型而了解。本实用新型的目的和其他优点可通过文字以及附图中所特别指出的内容中来实现和获得。

附图说明

附图仅用于示出具体实施例的目的，而并不认为是对本实用新型的限制，在整个附图中，相同的参考符号表示相同的部件。

图1为本申请一实施例中一种射频功率分配电路的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图来具体描述本实用新型的优选实施例，其中，附图构成本申请一部分，并与本实用新型的实施例一起用于阐释本实用新型的原理，并非用于限定本实用新型的范围。

本实用新型的一个具体实施例，公开了一种射频功率分配电路，如图1所示。

该电路包括输入端、输出端以及依次连接在所述输入端与输出端之间的第一分配单元、第二分配单元、第三分配单元以及第四分配单元；所述第一分配单元，用于将输入功率进行两路均分，得到两路均分的功率；所述第二分配单元，用于将两路均分的功率进行四路不均分，得到四路不均分的功率；所述第三分配单元，用于将四路不均分的功率进行八路不均分，得到八路不均分的功率，并将八路不均分的功率合成为五路均分的功率；所述第四分配单元，用于将五路均分的功率传输至所述输出端。

与现有技术相比，通过采用本实施例中的射频功率分配电路将输入功率不均分成八路，得到八路不均分的功率，进而再将八路不均分的功率合成为五路均分的功率，使得五路之间的相位差为0°，幅度差为0dB，使得对功率进行分配/合成的过程中，可以选用奇数路射频功率分配电路灵活地进行功率的分配/合成，提高整体的工作效率以及可靠性。

具体地，本实施例中的电路作为分配器使用时，如图1中所示，从输入端Pin至输出端(Pout1至Pout5)，由一路输入功率不均分为八路，再将八路不均分的功率合成为五路均分的功率进行输出。此外，本实施例中的电路还可以用于功率的合成，参见图1，当图1中的Pout1至Pout5作为输入端，而Pin作为输出端时，则工作过程与上述功率分配的过程相反。

在一个具体的实施例中，所述第一分配单元包括第一微带线Z1、第二微带线Z2以及第一电阻R1；所述第一微带线Z1的第一端以及所述第二微带线Z2的第一端与所述输入端Pin连接；所述第一微带线Z1的第二端与所述第一电阻R1的第一端连接于第一节点，所述第二微带线Z2的第二端与所述第一电阻R1的第二端连接于第二节点。

在一个具体的实施例中，所述第二分配单元包括第三微带线Z3、第四微带线Z4、第五微带线Z5、第六微带线Z6、第二电阻R2以及第三电阻R3；所述第三微带线Z3的第一端以及所述第四微带线Z4的第一端连接于第一节点，所述第五微带线Z5的第一端以及所述第六微带线Z6的第一端连接于第二节点；所述第三微带线Z3的第二端与所述第二电阻R2的第一端连接于第三节点，所述第四微带线Z4的第二端与所述第二电阻R2的第二端连接于第四节点；所述第五微带线Z5的第二端与所述第三电阻R3的第一端连接于第五节点，所述第六微带线Z6的第二端与所述第三电阻R3的第二端连接于第六节点。

在一个具体的实施例中，所述第三分配单元包括第七微带线Z7、第八微带线Z8、第九微带线Z9、第十微带线Z10、第十一微带线Z11、第十二微带线Z12、第十三微带线Z13、第十四微带线Z14、第四电阻R4、第五电阻R5、第六电阻R6以及第七电阻R7；所述第七微带线Z7的第一端与所述第八微带线Z8的第一端连接于第三节点，所述第九微带线Z9的第一端与所述第十微带线Z10的第一端连接于第四节点；所述第十一微带线Z11的第一端与所述第十二微带线Z12的第一端连接于第五节点，所述第十三微带线Z13的第一端与所述第十四微带线Z14的第一端连接于第六节点；所述第七微带线Z7的第二端与所述第四电阻R4的第一端连接于第七节点，所述第八微带线Z8的第二端、所述第九微带线Z9的第二端、所述第四电阻R4的第二端以及所述第五电阻R5的第一端连接于第八节点，所述第十微带线Z10的第二端、所述第十一微带线Z11的第二端、所述第五电阻R5的第二端以及第六电阻R6的第一端连接于第九节点，所述第十二微带线Z12的第二端、所述第十三微带线Z13的第二端、所述第六电阻R6的第二端以及所述第七电阻R7的第一端连接于第十节点，所述第十四微带线Z14的第二端与所述第七电阻R7的第二端连接于第十一节点。

在一个具体的实施例中，所述输出端包括第一输出端Pout1至第五输出端Pout5，所述第四分配单元包括第十五微带线Z15、第十六微带线Z16、第十七微带线Z17、第十八微带线Z18以及第十九微带线Z19；

所述第十五微带线Z15连接于所述第七节点与所述第一输出端Pout1之间，所述第十六微带线Z16连接于所述第八节点与所述第二输出端Pout2之间，所述第十七微带线Z17连接于所述第九节点与所述第三输出端Pout3之间，所述第十八微带线Z18连接于所述第十节点与所述第四输出端Pout4之间，所述第十九微带线Z19连接于所述第十一节点与所述第五输出端Pout5之间。

在一个具体的实施例中，所述第一微带线与所述第二微带线的特性阻抗相等，所述第三微带线与所述第六微带线的特性阻抗相等，所述第四微带线与所述第五微带线的特性阻抗相等，所述第七微带线与所述第十四微带线的特性阻抗相等，所述第八微带线、所述第九微带线、所述第十微带线、所述第十一微带线、所述第十二微带线以及所述第十三微带线的特性阻抗相等，所述第十五微带线、所述第十六微带线、所述第十七微带线、所述第十八微带线以及所述第十九微带线的特性阻抗相等。

在一个具体地实施例中，所述射频功率分配电路应用于特性阻抗为Z₀的射频系统，第一微带线的特性阻抗为

所述第三微带线的特性阻抗为1.134×Z₀，所述第四微带线的特性阻抗为1.7×Z₀，所述第七微带线的特性阻抗为0.8×Z₀，所述第八微带线的特性阻抗为1.6×Z₀，所述第十五微带线的特性阻抗为0.96×Z₀。

具体地，当该射频功率分配电路应用于特性阻抗为50Ω的射频系统时，第一微带线的特性阻抗为70.7Ω，第三微带线的特性阻抗为56.7Ω，第四微带线的特性阻抗为85Ω，第七微带线的特性阻抗为40Ω，第八微带线的特性阻抗为80Ω，第十五微带线的特性阻抗为48Ω。

在一个具体的实施例中，所述第一电阻至所述第七电阻的阻值相等。

可选地，第一电阻至第七电阻的阻值为2×Z₀

具体地，第一电阻至第七电阻的阻值为100Ω。

在一个具体的实施例中，所述第一微带线至所述第十九微带线的长度为中心频率的1/4波长。

通过上述参数的整体设定，在中心频率的66％带宽内实现各输出端之间的相位差为0°，幅度差为0dB，输入电压驻波比≤2.0，输出电压驻波比≤0.3dB，各路之间隔离度≥16dB，使得整体的工作效率以及可靠性得到提升。

以上所述，仅为本实用新型较佳的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种射频功率分配电路，其特征在于，包括输入端、输出端以及依次连接在所述输入端与输出端之间的第一分配单元、第二分配单元、第三分配单元以及第四分配单元；

所述第一分配单元，用于将输入功率进行两路均分，得到两路均分的功率；

所述第二分配单元，用于将两路均分的功率进行四路不均分，得到四路不均分的功率；

所述第三分配单元，用于将四路不均分的功率进行八路不均分，得到八路不均分的功率，并将八路不均分的功率合成为五路均分的功率；

所述第四分配单元，用于将五路均分的功率传输至所述输出端。

2.根据权利要求1所述的电路，其特征在于，所述第一分配单元包括第一微带线、第二微带线以及第一电阻；

所述第一微带线的第一端以及所述第二微带线的第一端与所述输入端连接；

所述第一微带线的第二端与所述第一电阻的第一端连接于第一节点，所述第二微带线的第二端与所述第一电阻的第二端连接于第二节点。

3.根据权利要求2所述的电路，其特征在于，所述第二分配单元包括第三微带线、第四微带线、第五微带线、第六微带线、第二电阻以及第三电阻；

所述第三微带线的第一端以及所述第四微带线的第一端连接于第一节点，所述第五微带线的第一端以及所述第六微带线的第一端连接于第二节点；

所述第三微带线的第二端与所述第二电阻的第一端连接于第三节点，所述第四微带线的第二端与所述第二电阻的第二端连接于第四节点；

所述第五微带线的第二端与所述第三电阻的第一端连接于第五节点，所述第六微带线的第二端与所述第三电阻的第二端连接于第六节点。

4.根据权利要求3所述的电路，其特征在于，所述第三分配单元包括第七微带线、第八微带线、第九微带线、第十微带线、第十一微带线、第十二微带线、第十三微带线、第十四微带线、第四电阻、第五电阻、第六电阻以及第七电阻；

所述第七微带线的第一端与所述第八微带线的第一端连接于第三节点，所述第九微带线的第一端与所述第十微带线的第一端连接于第四节点；

所述第十一微带线的第一端与所述第十二微带线的第一端连接于第五节点，所述第十三微带线的第一端与所述第十四微带线的第一端连接于第六节点；

所述第七微带线的第二端与所述第四电阻的第一端连接于第七节点，所述第八微带线的第二端、所述第九微带线的第二端、所述第四电阻的第二端以及所述第五电阻的第一端连接于第八节点，所述第十微带线的第二端、所述第十一微带线的第二端、所述第五电阻的第二端以及第六电阻的第一端连接于第九节点，所述第十二微带线的第二端、所述第十三微带线的第二端、所述第六电阻的第二端以及所述第七电阻的第一端连接于第十节点，所述第十四微带线的第二端与所述第七电阻的第二端连接于第十一节点。

5.根据权利要求4所述的电路，其特征在于，所述输出端包括第一输出端至第五输出端，所述第四分配单元包括第十五微带线、第十六微带线、第十七微带线、第十八微带线以及第十九微带线；

所述第十五微带线连接于所述第七节点与所述第一输出端之间，所述第十六微带线连接于所述第八节点与所述第二输出端之间，所述第十七微带线连接于所述第九节点与所述第三输出端之间，所述第十八微带线连接于所述第十节点与所述第四输出端之间，所述第十九微带线连接于所述第十一节点与所述第五输出端之间。

6.根据权利要求5所述的电路，其特征在于，所述第一微带线与所述第二微带线的特性阻抗相等，所述第三微带线与所述第六微带线的特性阻抗相等，所述第四微带线与所述第五微带线的特性阻抗相等，所述第七微带线与所述第十四微带线的特性阻抗相等，所述第八微带线、所述第九微带线、所述第十微带线、所述第十一微带线、所述第十二微带线以及所述第十三微带线的特性阻抗相等，所述第十五微带线、所述第十六微带线、所述第十七微带线、所述第十八微带线以及所述第十九微带线的特性阻抗相等。

7.根据权利要求6所述的电路，其特征在于，所述电路应用于特性阻抗为Z₀的射频系统，第一微带线的特性阻抗为

所述第三微带线的特性阻抗为1.134×Z₀，所述第四微带线的特性阻抗为1.7×Z₀，所述第七微带线的特性阻抗为0.8×Z₀，所述第八微带线的特性阻抗为1.6×Z₀，所述第十五微带线的特性阻抗为0.96×Z₀。

8.根据权利要求5所述的电路，其特征在于，所述第一电阻至所述第七电阻的阻值相等。

9.根据权利要求8所述的电路，其特征在于，所述第一电阻至所述第七电阻的阻值为2×Z₀。

10.根据权利要求5所述的电路，其特征在于，所述第一微带线至所述第十九微带线的长度为中心频率的1/4波长。

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