一種指數(shù)漸變線傳輸?shù)膶拵惑w二功率分配器的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種指數(shù)漸變線傳輸?shù)膶拵惑w二功率分配器，包括外腔體以及嵌設(shè)于該外腔體內(nèi)的內(nèi)導(dǎo)體諧振桿；內(nèi)導(dǎo)體諧振桿一端作為諧振桿輸入端，并與輸入端插針相連；內(nèi)導(dǎo)體諧振桿另一端作為諧振桿輸出端，并分別與第一輸出端插針以及第二輸出端插針相連。本發(fā)明所提出的一種指數(shù)漸變線傳輸?shù)那惑w二功率分配器，提供了一種整體結(jié)構(gòu)比較緊湊，長(zhǎng)度較短，加工較為容易，體積及重量較小、生產(chǎn)成本較低的腔體功率分配器，解決了現(xiàn)有技術(shù)帶來的腔體功率分配器的長(zhǎng)度較長(zhǎng)，產(chǎn)品一致性較差，加工難度較大，生產(chǎn)成本較高，體積及重量均較大等不便問題。
【專利說明】
-種指數(shù)漸變線傳輸?shù)膶拵惑w二功率分配器
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明設(shè)及蜂窩移動(dòng)通信領(lǐng)域，特別是設(shè)及一種指數(shù)漸變線傳輸?shù)膶拵惑w二功 率分配器。
【背景技術(shù)】
[0002] 目前，市場(chǎng)上常見的寬帶腔體功率分器配大多是通過多級(jí)四分之一波長(zhǎng)阻抗變換 器級(jí)聯(lián)構(gòu)成的，但是通過該方法生產(chǎn)加工的腔體功率分配器長(zhǎng)度較長(zhǎng)，需要消耗更多的原 材料，導(dǎo)致生產(chǎn)成本較高，又因?yàn)閮?nèi)導(dǎo)體是呈階梯狀阻抗變換的，導(dǎo)致內(nèi)導(dǎo)體的生產(chǎn)加工難 度較大，降低了生產(chǎn)效率，通常如果要實(shí)現(xiàn)800-2700MHZ頻段的覆蓋，需要五級(jí)四分之一波 長(zhǎng)阻抗變換器級(jí)聯(lián)構(gòu)成，產(chǎn)品總長(zhǎng)度一般在230mmW上，大大浪費(fèi)了材料，加大了生產(chǎn)成本。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 本發(fā)明的目的在于提供一種指數(shù)漸變線傳輸?shù)膶拵惑w二功率分配器，W克服現(xiàn) 有技術(shù)中存在的缺陷。
[0004] 為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案是：一種指數(shù)漸變線傳輸?shù)膶拵惑w二功率 分配器，包括:一外腔體W及嵌設(shè)于該外腔體內(nèi)的內(nèi)導(dǎo)體諧振桿;所述內(nèi)導(dǎo)體諧振桿一端作 為諧振桿輸入端，并與一輸入端插針相連;所述內(nèi)導(dǎo)體諧振桿另一端作為諧振桿輸出端，并 分別與一第一輸出端插針W及一第二輸出端插針相連。
[0005] 在本發(fā)明一實(shí)施例中，所述內(nèi)導(dǎo)體諧振桿與所述外腔體同軸匹配，且為同軸諧振 腔。
[0006] 在本發(fā)明一實(shí)施例中，所述外腔體一端開設(shè)有用于嵌設(shè)一輸入端同軸連接器的第 一通孔，且該輸入端同軸連接器與所述輸入端插針相連;所述外腔體另一端兩側(cè)面分別開 設(shè)有用于嵌設(shè)一第一輸出端同軸連接器的第二通孔W及用于嵌設(shè)一第二輸出端同軸連接 器的第Ξ通孔，所述第一輸出端同軸連接器與所述第一輸出端插針相連，所述第二輸出端 同軸連接器與所述第二輸出端插針相連。
[0007] 在本發(fā)明一實(shí)施例中，所述內(nèi)導(dǎo)體諧振桿長(zhǎng)度根據(jù)如下指數(shù)漸變線傳輸模型確 定：
[000引
[0009]其中，L為指數(shù)線長(zhǎng)度，R為阻抗比，|T|為反射系數(shù)
λ為波長(zhǎng)，因?yàn)橹?數(shù)線的長(zhǎng)度并非任何值都可W滿足，因此只要W最低工作頻率(即最長(zhǎng)波長(zhǎng))為標(biāo)準(zhǔn)選取指 數(shù)線長(zhǎng)度，運(yùn)樣對(duì)頻段內(nèi)的所有頻率都能滿足要求，即^，C為光在真空中的傳播速度，f 為頻段內(nèi)的最低頻率。
[0010] 在本發(fā)明一實(shí)施例中，所述諧振桿輸入端W及所述諧振桿輸出端直徑通過如下方 式確定：
[0011] 首先，通過如下輸入阻抗模型確定所述內(nèi)導(dǎo)體諧振桿的輸入特性阻抗W及輸出終 端特性阻抗：
[0012]
[OOU]其中，L為指數(shù)線長(zhǎng)度，分=-^1.1!/?，2〇〇為起始特性阻抗心為終端所接負(fù)載古為 L· 指數(shù)線相位常數(shù)；
[0014] 其次，根據(jù)所獲取輸入特性阻抗W及輸出終端特性阻抗通過如下方式計(jì)算所述輸 入特性阻抗W及所述輸出終端特性阻抗對(duì)應(yīng)的尺寸，也即所述輸入端直徑W及所述輸出端 直徑：
[0015]
[0016] 其中，Sr為空氣介電常數(shù)，b為同軸外腔體腔內(nèi)徑，a為諧振桿外徑。
[0017] 相較于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明具有W下有益效果：（1)本發(fā)明所提出的腔體功率分配器 頻帶更寬，可W實(shí)現(xiàn)更寬頻段的覆蓋，駐波、插損等指標(biāo)更好。（2)本發(fā)明所提出的功率分配 器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、金屬內(nèi)導(dǎo)體采用錐形加工，不會(huì)像四分之一波長(zhǎng)阻抗變換器級(jí)聯(lián)構(gòu)成的階梯 狀內(nèi)導(dǎo)體所存在的加工困難問題，大大降低了加工難度，加工精度容易得到滿足，提高了生 產(chǎn)效率，節(jié)約了時(shí)間成本和人工成本。（3)金屬內(nèi)導(dǎo)體長(zhǎng)度減短，體積及重量均有減小，降低 了產(chǎn)品材料成本、生產(chǎn)成本，該腔體功率分配器較目前市場(chǎng)上普遍使用的腔體功率分配器 總長(zhǎng)度縮短了30% W上。（4)采用漸變傳輸相對(duì)于每一級(jí)變換器的敏感性也降低，因此器件 的連續(xù)性比較強(qiáng)。（5)產(chǎn)品一致性較好，在大批量生產(chǎn)時(shí)能更好的保證器件指標(biāo)的一致性。 (6)產(chǎn)品體積縮小，重量的減輕，對(duì)于工程安裝也比較方便。
【附圖說明】
[0018] 圖1為本發(fā)明中二功率分配器內(nèi)導(dǎo)體諧振桿結(jié)構(gòu)示意圖。
[0019 ]圖2為本發(fā)明中二功率分配器外腔體結(jié)構(gòu)示意圖。
[0020]圖3為本發(fā)明中二功率分配器外腔體與內(nèi)導(dǎo)體諧振桿連接示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0021 ]下面結(jié)合附圖，對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行具體說明。
[0022]本發(fā)明提供一種指數(shù)漸變線傳輸?shù)膶拵惑w二功率分配器，如圖1~圖3所示，包 括:一外腔體8 W及嵌設(shè)于該外腔體8內(nèi)的內(nèi)導(dǎo)體諧振桿4;所述內(nèi)導(dǎo)體諧振桿4一端作為諧 振桿輸入端，并與一輸入端插針1相連，所述內(nèi)導(dǎo)體諧振桿4另一端作為諧振桿輸出端，并分 別與一第一輸出端插針2W及一第二輸出端插針3相連。如圖1所示，第一輸出端插針2W及 一第二輸出端插針相連分別與內(nèi)導(dǎo)體諧振桿4輸出端豎直固定連接，且第一輸出端插針2W 及第二輸出端插針3規(guī)格一致。
[0023] 進(jìn)一步的，在本實(shí)施例中，所述內(nèi)導(dǎo)體諧振桿4與所述外腔體8同軸匹配，且為同軸 諧振腔。外腔體8采用金屬侶作為加工原材料，然后整體再經(jīng)過噴塑、烤漆等一系列外觀處 理，諧振桿4同樣采用金屬侶作為加工原材料，然后諧振桿整體再電鍛上厚度為3um的銀，諧 振桿為實(shí)屯、內(nèi)導(dǎo)體。
[0024] 進(jìn)一步的，在本實(shí)施例中，所述外腔體8-端開設(shè)有用于嵌設(shè)一輸入端同軸連接器 5的第一通孔，且該輸入端同軸連接器5與所述輸入端插針1相連;所述外腔體另一端兩側(cè)面 分別開設(shè)有用于嵌設(shè)一第一輸出端同軸連接器6的第二通孔W及用于嵌設(shè)一第二輸出端同 軸連接器7的第Ξ通孔，所述第一輸出端同軸連接器6與所述第一輸出端插針2相連，所述第 二輸出端同軸連接器7與所述第二輸出端插針3相連。
[0025] 進(jìn)一步的，在本實(shí)施例中，內(nèi)導(dǎo)體諧振桿的輸入輸出端的直徑大小是根據(jù)指數(shù)漸 變傳輸線理論中的阻抗計(jì)算公式得到其輸入端特性阻抗和終端負(fù)載特性阻抗后變換而來 的；內(nèi)導(dǎo)體的長(zhǎng)度是根據(jù)指數(shù)漸變線傳輸理論中指數(shù)線長(zhǎng)度計(jì)算公式計(jì)算得到的。具體如 下:根據(jù)指數(shù)漸變線傳輸理論中的指數(shù)線長(zhǎng)度L的計(jì)算公式為
為反射系數(shù)，λ為波長(zhǎng)，由公式可知，當(dāng)阻抗比R給定時(shí)(二功分Κ = 2，Ξ功分R = 3,四功分R = 4)，指數(shù)線越長(zhǎng)，反射系數(shù)T就越小，即指數(shù)線的特性變化的越緩慢。因此，在給定了阻抗比 R、反射系數(shù)時(shí)，指數(shù)線的長(zhǎng)度并非任意值都可W滿足，而必須至少取一最小長(zhǎng)度，只要長(zhǎng)度 大于此值，則能滿足要求，因此在寬頻帶工作時(shí)，只要W最低頻率(或最長(zhǎng)波長(zhǎng))為標(biāo)準(zhǔn)選取 指數(shù)線長(zhǎng)度，則對(duì)所有其它頻率均能滿足匹配要求，即C為光在真空中的傳播速度，f 為頻段內(nèi)的最低頻率。
[0026] 然后再根據(jù)指數(shù)漸變線傳輸理論中可得指數(shù)線的輸入阻抗Zer的計(jì)算公式為
癢中Zoo為起始時(shí)的特性阻抗，Z1為終端所接負(fù)載， ? =為指數(shù)線相位常數(shù)，根據(jù)公式可W求出內(nèi)導(dǎo)體的輸入特性阻抗和輸出終端 Li 特性阻抗，知道特性阻抗后，再根據(jù)所獲取輸入特性阻抗W及輸出終端特性阻抗通過如下 方式計(jì)算輸入特性阻抗W及輸出終端特性阻抗對(duì)應(yīng)的尺寸，也即輸入端直徑W及輸出端直 徑：
[0027]
[002引其中，Sr為空氣介電常數(shù)，b為同軸外腔體腔內(nèi)徑，a為諧振桿外徑。
[0029] 在實(shí)際計(jì)算匹配過程中，還需要具體通過后期的仿真調(diào)試略微修改，得到與實(shí)際 環(huán)境匹配的最佳技術(shù)指標(biāo)，最終確定內(nèi)導(dǎo)體的長(zhǎng)度和輸入輸出端的直徑大小。
[0030] W上是本發(fā)明的較佳實(shí)施例，凡依本發(fā)明技術(shù)方案所作的改變，所產(chǎn)生的功能作 用未超出本發(fā)明技術(shù)方案的范圍時(shí)，均屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種指數(shù)漸變線傳輸?shù)膶拵惑w二功率分配器，其特征在于，包括:一外腔體以及嵌 設(shè)于該外腔體內(nèi)的內(nèi)導(dǎo)體諧振桿;所述內(nèi)導(dǎo)體諧振桿一端作為諧振桿輸入端，并與一輸入 端插針相連;所述內(nèi)導(dǎo)體諧振桿另一端作為諧振桿輸出端，并分別與一第一輸出端插針以 及一第二輸出端插針相連。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種指數(shù)漸變線傳輸?shù)膶拵惑w二功率分配器，其特征在于， 所述內(nèi)導(dǎo)體諧振桿與所述外腔體同軸匹配，且為同軸諧振腔。3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種指數(shù)漸變線傳輸?shù)膶拵惑w二功率分配器，其特征在于， 所述外腔體一端開設(shè)有用于嵌設(shè)一輸入端同軸連接器的第一通孔，且該輸入端同軸連接器 與所述輸入端插針相連;所述外腔體另一端兩側(cè)面分別開設(shè)有用于嵌設(shè)一第一輸出端同軸 連接器的第二通孔以及用于嵌設(shè)一第二輸出端同軸連接器的第三通孔，所述第一輸出端同 軸連接器與所述第一輸出端插針相連，所述第二輸出端同軸連接器與所述第二輸出端插針 相連。4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種指數(shù)漸變線傳輸?shù)膶拵惑w二功率分配器，其特征在于， 所述內(nèi)導(dǎo)體諧振桿長(zhǎng)度根據(jù)如下指數(shù)漸變線傳輸模型確定：其中，L為指數(shù)線長(zhǎng)度，R為阻抗比，|T|為反射系數(shù)，4為波長(zhǎng)。5. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種指數(shù)漸變線傳輸?shù)膶拵惑w二功率分配器，其特征在于， 所述諧振桿輸入端以及所述諧振桿輸出端直徑通過如下方式確定： 首先，通過如下輸入阻抗模型確定所述內(nèi)導(dǎo)體諧振桿的輸入特性阻抗以及輸出終端特 性阻抗：其中，L為指數(shù)線長(zhǎng)度，》=-pin/?，Zoo為起始特性阻抗，zl為終端所接負(fù)載，k為指數(shù) 線相位常數(shù)； 其次，根據(jù)所獲取輸入特性阻抗以及輸出終端特性阻抗通過如下方式計(jì)算所述輸入特 性阻抗以及所述輸出終端特性阻抗對(duì)應(yīng)的尺寸，也即所述輸入端直徑以及所述輸出端直 徑：其中，Σ r為空氣介電常數(shù)，b為N軸外腔體腔內(nèi)牷，a為諧振桿外徑。
【文檔編號(hào)】H01P5/107GK105870561SQ201610279423
【公開日】2016年8月17日
【申請(qǐng)日】2016年4月29日
【發(fā)明人】魏建輝, 江典渭, 王子堯, 郭志聰
【申請(qǐng)人】福州同創(chuàng)微波通訊技術(shù)有限公司