一種功率分配器和功率分配器中器件參數的獲取方法與流程

本發明涉及功率分配器技術領域，尤其涉及一種功率分配器和功率分配器中器件參數的獲取方法。

背景技術：

目前，功率分配器廣泛應用于微波通信、衛星通信、導彈制導、雷達，電子對抗，測試儀器儀表等系統中，主要作用是將工作頻段的微波功率分配給不同路數的下級級聯設備，從而實現功率的分配或合成。

現有的功率分配器主要包括采用微帶線設計較寬頻帶Wilkinson功率分配器和采用微帶線設計以及隔離電阻為并聯形式的Gysel功率分配器。為了實現反相功率分配器的反相特性，一般采用微帶-槽線結構、共面波導結構以及平行帶線等平衡傳輸線方式。

在實現本發明過程中，發明人發現現有技術中至少存在如下問題：

現有的功率分配器一般采用短路平行耦合線實現功率分配，在物理上難以實現較高的功率分配比和較低的功率分配比，即現有的功率分配器的設計難以實現任意功率分配比。

技術實現要素：

有鑒于此，本發明實施例提供了一種功率分配器和功率分配器中器件參數的獲取方法，用以解決現有的功率分配器難以實現任意功率分配比的問題。

一方面，本發明實施例提供了一種功率分配器，所述功率分配器包括輸入端、第一輸出端、第二輸出端、第一傳輸線、耦合線、兩條第二傳輸線和隔離電路；

所述耦合線的一端連接所述輸入端，另一端連接所述第一輸出端；

所述耦合線與所述輸入端連接的一端并聯一條第二傳輸線；所述耦合線與所述第一輸出端連接的一端并聯另一條第二傳輸線；

所述第一傳輸線的一端連接所述輸入端，另一端連接所述第二輸出端；

所述第一輸出端與所述第二輸出端之間連接有所述隔離電路。

如上所述的方面和任一可能的實現方式，進一步提供一種實現方式，所述耦合線包括：第三傳輸線和第四傳輸線；

所述第三傳輸線與所述第四傳輸線平行耦合；

所述第三傳輸線的一端接地，另一端連接所述輸入端；

所述第四傳輸線的一端接地，另一端連接所述第一輸出端。

如上所述的方面和任一可能的實現方式，進一步提供一種實現方式，所述隔離電路包括：第五傳輸線、第六傳輸線和隔離電阻；

所述第五傳輸線的一端連接所述第一輸出端，另一端連接所述第六傳輸線；

所述第六傳輸線的另一端連接所述第二輸出端。

所述隔離電阻的一端接地，另一端連接在所述第五傳輸線和所述第六傳輸線之間。

如上所述的方面和任一可能的實現方式，進一步提供一種實現方式，所述第五傳輸線與所述第一傳輸線相同。

上述技術方案中的一個技術方案具有如下有益效果：

本發明實施例中，功率分配器采用微帶的電路結構，微帶電路結構為平面結構，容易與其他微波組件或電路進行集成，靈活性較高，能夠降低集成成本；而且，本發明實施例中，通過在輸入端和第一輸出端之間連接的耦合線，使得第一輸出端和第二輸出端之間有良好的反相特性；并且，本發明實施例中，只需要在功率分配器中合理的選擇指定的傳輸線的特性阻抗和電長度，就可以實現功率分配器的任意目標功率分配比，在物理實現方面簡便可行。因此，本發明實施例解決了現有的功率分配器難以實現任意功率分配比的問題。

另一方面，本發明實施例提供了一種功率分配器中器件參數的獲取方法，應用于上述功率分配器；

所述方法包括：

根據目標功率分配比，獲取兩個傳輸線參數，所述兩個傳輸線參數包括第一傳輸線的特性阻抗、第一傳輸線的電長度、第六傳輸線的特性阻抗和第六傳輸線的電長度中任意兩個；

根據所述目標功率分配比和所述兩個傳輸線參數，獲取所述功率分配器中各器件的參數。

如上所述的方面和任一可能的實現方式，進一步提供一種實現方式，所述功率分配器中各器件的參數包括：

所述第一傳輸線和所述第六傳輸線除已獲取的兩個傳輸線參數以外的其他兩個傳輸線參數；以及，

第二傳輸線的特性阻抗和電長度；以及，

耦合線的偶模阻抗、奇模阻抗和電長度；以及，

第五傳輸線的特性阻抗和電長度；以及

隔離電阻的阻值。

如上所述的方面和任一可能的實現方式，進一步提供一種實現方式，根據所述目標功率分配比和所述兩個傳輸線參數，獲取所述功率分配器中各器件的參數，包括：

根據所述目標功率分配比和所述兩個傳輸線參數，獲取第一傳輸線和第六傳輸線除已獲取的兩個傳輸線參數以外的其他兩個傳輸線參數；

根據所述第六傳輸線的傳輸線參數，獲取所述耦合線的偶模阻抗和奇模阻抗；

根據所述第六傳輸線的傳輸線參數和所述耦合線的偶模阻抗，獲取所述第二傳輸線的特性阻抗。

如上所述的方面和任一可能的實現方式，進一步提供一種實現方式，利用如下公式組，根據所述目標功率分配比和所述兩個傳輸線參數，獲取第一傳輸線和第六傳輸線除已獲取的兩個傳輸線參數以外的其他兩個傳輸線參數：

其中，K²為所述目標功率分配比，P₁為所述第一輸出端的功率，P₂為所述第二輸出端的功率，Z₆為所述第六傳輸線的特性阻抗，Z₁為所述第一傳輸線的特性阻抗，θ₆為所述第六傳輸線的電長度，θ₁為所述第一傳輸線的電長度，Z₀為所述系統的特性阻抗。

如上所述的方面和任一可能的實現方式，進一步提供一種實現方式，利用如下公式，根據第六傳輸線的特性阻抗，獲取所述耦合線的偶模阻抗和奇模阻抗：

其中，Z_oe為所述耦合線的偶模阻抗，Z_oo為所述耦合線的奇模阻抗，Z₆為第六傳輸線的特性阻抗，C為耦合系數。

如上所述的方面和任一可能的實現方式，進一步提供一種實現方式，利用如下公式，根據所述第六傳輸線的傳輸線參數和所述耦合線的偶模阻抗，獲取所述第二傳輸線的特性阻抗：

Z₂＝Z_oetanθ₂tanθ₆

其中，Z₂為所述第二傳輸線的特性阻抗，Z_oe為所述耦合線的偶模阻抗，θ₂為所述第二傳輸線的電長度，θ₆為所述第六傳輸線的電長度。

如上所述的方面和任一可能的實現方式，進一步提供一種實現方式，

所述第五傳輸線的特性阻抗等于所述第一傳輸線的特性阻抗；以及，

所述第五傳輸線的電長度等于所述第一傳輸線的電長度。

如上所述的方面和任一可能的實現方式，進一步提供一種實現方式，所述隔離電阻的阻值等于所述系統的特性阻抗。

上述技術方案中的一個技術方案具有如下有益效果：

本發明實施例中提供的功率分配器中參數的獲取方法，可以通過合理獲取兩條傳輸線的特性阻抗和電長度來實現功率分配，相較于現有技術中通過兩條傳輸線的特性阻抗之比實現功率分配的方式，本發明實施例可以根據兩條傳輸線的4個參數進行合理選擇，在滿足功率分配器的任意功率分配比的同時，物理實現的方式簡單可靠，并且，功率分配器中參數的選擇靈活性較高，可以在一定程度上能夠降低集成成本；而且，本發明實施例中，功率分配器的第一輸出端和第二輸出端之間有良好的反相特性。因此，本發明實施例解決了現有的功率分配器難以實現任意功率分配比的問題。

【附圖說明】

為了更清楚地說明本發明實施例的技術方案，下面將對實施例中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發明的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動性的前提下，還可以根據這些附圖獲得其它的附圖。

圖1是本發明實施例提供的功率分配器的電路拓撲結構圖；

圖2是本發明實施例中耦合線15的等效電路的結構示意圖；

圖3是本發明實施例中輸入端11激勵情況下的功率分配器的偶模等效電路示意圖；

圖4是本發明實施例提供的功率分配器在工作頻率為2GHz，目標功率分配比K²為1時的頻率響應示意圖；

圖5是本發明實施例提供的功率分配器在工作頻率為2GHz，目標功率分配比K²為1時的輸出端口的相位角示意圖；

圖6是為本發明實施例提供的功率分配器在工作頻率為1GHz，目標功率分配比K²為2時的頻率響應示意圖；

圖7是本發明實施例提供的功率分配器在工作頻率為1GHz，目標功率分配比K²為2時的輸出端口的相位角示意圖；

圖8是本發明實施例提供的功率分配器在工作頻率為2GHz，目標功率分配比K²為4時的頻率響應示意圖；

圖9是本發明實施例提供的功率分配器在工作頻率為2GHz，目標功率分配比K²為4時的輸出端口的相位示意圖；

圖10是本發明實施例所提供的功率分配器中器件參數的獲取方法的流程示意圖。

【具體實施方式】

為了更好的理解本發明的技術方案，下面結合附圖對本發明實施例進行詳細描述。

應當明確，所描述的實施例僅僅是本發明一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本發明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有作出創造性勞動前提下所獲得的所有其它實施例，都屬于本發明保護的范圍。

在本發明實施例中使用的術語是僅僅出于描述特定實施例的目的，而非旨在限制本發明。在本發明實施例和所附權利要求書中所使用的單數形式的“一種”、“所述”和“該”也旨在包括多數形式，除非上下文清楚地表示其他含義。

應當理解，本文中使用的術語“和/或”僅僅是一種描述關聯對象的關聯關系，表示可以存在三種關系，例如，A和/或B，可以表示：單獨存在A，同時存在A和B，單獨存在B這三種情況。另外，本文中字符“/”，一般表示前后關聯對象是一種“或”的關系。

應當理解，盡管在本發明實施例中可能采用術語第一、第二、第三等來描述傳輸線等，但這些傳輸線不應限于這些術語。這些術語僅用來將傳輸線彼此區分開。例如，在不脫離本發明實施例范圍的情況下，第一傳輸線也可以被稱為第二傳輸線，類似地，第二傳輸線也可以被稱為第一傳輸線。

取決于語境，如在此所使用的詞語“如果”可以被解釋成為“在……時”或“當……時”或“響應于確定”或“響應于檢測”。類似地，取決于語境，短語“如果確定”或“如果檢測(陳述的條件或事件)”可以被解釋成為“當確定時”或“響應于確定”或“當檢測(陳述的條件或事件)時”或“響應于檢測(陳述的條件或事件)”。

實施例一

本發明實施例提供了一種功率分配器，請參考圖1，其為本發明實施例提供的功率分配器的電路拓撲結構圖。

如圖1所示，該功率分配器包括輸入端11、第一輸出端12、第二輸出端13、第一傳輸線14、耦合線15、兩條第二傳輸線16(包括第二傳輸線161和第二傳輸線162)和隔離電路17。

具體的，耦合線15的一端連接輸入端11，另一端連接第一輸出端12；

耦合線15與輸入端11連接的一端并聯一條第二傳輸線161；耦合線15與第一輸出端12連接的一端并聯另一條第二傳輸線162；

第一傳輸線14的一端連接輸入端11，另一端連接第二輸出端13；

第一輸出端11與第二輸出端12之間連接有隔離電路17。

具體的，本發明實施例中，輸入端11的特性阻抗、第一輸出端12的特性阻抗和第二輸出端13的特性阻抗相等，都等于系統的特性阻抗Z₀。

具體的，如圖1所示，耦合線15包括：第三傳輸線151和第四傳輸線152；

第三傳輸線151與第四傳輸線152平行耦合；

第三傳輸線151的一端接地，另一端連接輸入端11；

第四傳輸線152的一端接地，另一端連接第一輸出端12。

請參考圖2，其為本發明實施例中耦合線15的等效電路的結構示意圖。

如圖2所示，若耦合線15的偶模阻抗為Z_oe，耦合線15的奇模阻抗為Z_oo，耦合線15的電長度為θ₃，則耦合線15可以等效為：一條傳輸線181與兩條傳輸線182組成的電路結構，其中，傳輸線181兩端分別并聯一條傳輸線182，每條傳輸線182中不與傳輸線181相連接的一端接地。具體的，傳輸線181的電長度為180°+θ₃、等效特性阻抗為Z₆；傳輸線182的長度為θ₃，特性阻抗為Z_oe。

具體的，由于耦合線15可以等效為如圖2所示的電路結構，該電路結構中，當耦合線的電長度不等于90°時，傳輸線181兩端的兩條傳輸線182會在工作頻點時產生較大的導納，進而對功率分配器的匹配有較大影響，因此，本發明實施例中，在耦合線15的兩端分別并聯了一條第二傳輸線16，以抵消工作頻點時，耦合線15的等效電路中傳輸線181兩端并聯的傳輸線182產生的導納，從而，使得耦合線15和并聯的兩條第二傳輸線16組成的電路結構可以等效為傳輸線181，也即，由耦合線15和并聯的兩條第二傳輸線16組成的電路結構可以等效為電長度為180°+θ₃、等效特性阻抗為Z₆的傳輸線，進而，可以實現功率分配器的第一輸出端12和第二輸出端13之間的反相特性。

如圖1所示，第一輸出端12與第二輸出端通過隔離電路17進行連接。

在一個具體的實現過程中，如圖1所示，隔離電路17包括：第五傳輸線171、第六傳輸線172和隔離電阻173。第五傳輸線171的一端連接第一輸出端12，另一端連接第六傳輸線172。第六傳輸線172的另一端連接第二輸出端13。隔離電阻173的一端接地，另一端連接在第五傳輸線171和第六傳輸線172之間。

具體的，本發明實施例中，第五傳輸線171與第一傳輸線14相同。也即，第五傳輸線171的特性阻抗等于第一傳輸線14的特性阻抗，第五傳輸線171的電長度等于第一傳輸線14的電長度。

具體的，如圖1所示的功率分配器中，各器件的參數包括：第一傳輸線14的特性阻抗和電長度、第二傳輸線16的特性阻抗和電長度、耦合線15的偶模阻抗、奇模阻抗和電長度、第五傳輸線171的特性阻抗和電長度、第六傳輸線172的特性阻抗和電長度、隔離電阻173的阻值。

本發明實施例中，根據目標功率分配比，獲取兩個傳輸線參數，兩個傳輸線參數包括第一傳輸線14的特性阻抗、第一傳輸線14的電長度、第六傳輸線172的特性阻抗和第六傳輸線172的電長度中任意兩個；然后，可以根據目標功率分配比和獲取到的兩個傳輸線參數，獲取功率分配器中各器件的參數。

具體的，本發明實施例中，根據目標功率分配比，獲取兩個傳輸線參數的具體實現方式不進行特別限定。

在一個具體的實現過程中，可以優先以物理實現更為容易為原則，根據目標功率分配比，在物理實現容易的范圍內選擇兩個傳輸線參數。例如，更容易得到物理實現的第一傳輸線14的特性阻抗的范圍可以為[30Ω，120Ω]，。可以理解的是，以上舉例僅用以說明本方案，并不用以限制本發明。

基于此，本發明實施例中，根據目標功率分配比和兩個傳輸線參數，獲取功率分配器中各器件的參數，可以包括以下步驟：

根據目標功率分配比和兩個傳輸線參數，獲取第一傳輸線14和第六傳輸線172除已獲取的兩個傳輸線參數以外的其他兩個傳輸線參數；

根據第六傳輸線172的傳輸線參數，獲取耦合線15的偶模阻抗和奇模阻抗；

根據第六傳輸線172的傳輸線參數和耦合線15的偶模阻抗，獲取第二傳輸線16的特性阻抗。

具體的，根據第六傳輸線172的特性阻抗，獲取耦合線15的偶模阻抗和奇模阻抗。

具體的，根據第六傳輸線172的電長度和耦合線15的偶模阻抗，獲取第二傳輸線16的特性阻抗。

本發明實施例中，在輸入端11激勵的情況下，假設傳輸線無功率消耗，微波功率只傳輸到第一輸出端12和第二輸出端13中，因此，目標功率分配比為第二輸出端13的輸出的功率P2與第一輸出端12的輸出的功率P1之比，也即目標功率分配比可以表述為如下公式：

其中，K²為目標功率分配比，P₁為第一輸出端12的功率，P₂為第二輸出端13的功率，Z₆為第六傳輸線172的特性阻抗，Z₁為第一傳輸線14的特性阻抗，θ₆為第六傳輸線172的電長度，θ₁為第一傳輸線14的電長度。

請參考圖3，其為本發明實施例中輸入端11激勵情況下的功率分配器的偶模等效電路示意圖。

如圖3所示，將功率分配器中由輸入端11經等效傳輸線18、第一輸出端12、第五傳輸線171的支路作為上行支路，該上行支路的輸入導納為Y_u；并且，將功率分配器中由輸入端11經第一傳輸線14、第二輸出端13、第六傳輸線172的支路作為下行支路，下行支路的輸入導納為Y_L。

基于此，根據傳輸線理論，可以得到如下公式組：

其中，Y₀為輸入端11的特性導納，Y₁為第一傳輸線14的特性導納，Y₆為第六傳輸線172的特性導納，θ₁為第一傳輸線14的電長度，θ₆為第六傳輸線172的電長度，j為虛數單位。

需要說明的是，本發明實施例中系統的特性導納與系統的特性阻抗之間存在如以下公式之間的關系：

Y₀＝1/Z₀

其中，Z₀表示系統的特性阻抗，Y₀表示系統的特性導納。

根據上述公式，可以得到第一傳輸線14的特性阻抗Z₁，第一傳輸線14的特性阻抗Z₁的表達式如以下的公式所示：

其中，K²為目標功率分配比，Z₆為第六傳輸線172的特性阻抗，θ₆為第六傳輸線172的電長度，Z₁為第一傳輸線14的特性阻抗，θ₁為第一傳輸線14的電長度，Z₀為系統的特性阻抗。

因此，根據K²的表達式公式與Z₁的表達式公式組成的公式組，當第一傳輸線14的特性阻抗Z₁、第一傳輸線14的電長度θ₁、第六傳輸線172的特性阻抗Z₆和第六傳輸線172的電長度θ₆這四個參數中的任意兩個參數確定的時候，結合目標功率分配比K²，就可以得到其他兩個參數。

例如，根據目標功率分配比K²，可以根據實際需要選擇合適的第一傳輸線14的電長度θ₁和第六傳輸線172的電長度θ₆，然后，將目標功率分配比K²、第一傳輸線14的電長度θ₁和第六傳輸線172的電長度θ₆帶入上述K²的表達式公式與Z₁的表達式公式組成的公式組，求解該公式組，即可得到第一傳輸線14的特性阻抗Z₁和第六傳輸線172的特性阻抗Z₆。可以理解的是，該舉例僅用以說明本方案，并不用以限制本發明。

在一個具體的實現過程中，耦合線15的電長度θ₃與第六傳輸線172的電長度θ₆相等。

在另一個具體的實現過程中，針對本發明實施例中如圖1所示的功率分配器，可以利用如下公式組，根據第六傳輸線172的傳輸線參數，獲取耦合線15的偶模阻抗和奇模阻抗：

其中，Z_oe為耦合線15的偶模阻抗，Z_oo為耦合線15的奇模阻抗，Z₆為第六傳輸線172的特性阻抗，C為耦合系數。

本發明實施例中，耦合系數C可以根據實際需要進行取值，本發明實施例對此不進行特別限定。

在一個具體的實現過程中，耦合系數C可以在小于0.45的范圍內進行取值。

在另一個具體的實現過程中，耦合系數C可以取值0.3。

本發明實施例中，如圖1所示，還利用如下的公式，根據第六傳輸線172的傳輸線參數和耦合線15的偶模阻抗，獲取第二傳輸線16的特性阻抗：

Z₂＝Z_oetanθ₂tanθ₆

其中，Z₂為第二傳輸線16的特性阻抗，Z_oe為耦合線15的偶模阻抗，θ₂為第二傳輸線16的電長度，θ₆為第六傳輸線172的電長度。

需要說明的是，第二傳輸線16的電長度θ₂可以根據實際需要進行選擇，本發明實施例對此不進行特別限定。

在一個具體的實現過程中，隔離電阻的阻值R等于系統的特性阻抗Z₀。

本發明實施例提供的功率分配器，可以得到任意目標功率分配比。以下以圖1所示的功率分配器為例進行舉例說明。

例如，若功率分配器的工作頻率為2GHz，目標功率分配比K²為1，該電路中第一傳輸線14的電長度θ₁為90°，第六傳輸線172的電長度θ₆為20°,第一傳輸線14的特性阻抗Z₁為52.84Ω，第六傳輸線172的特性阻抗Z₆為154.5Ω，選擇的耦合線15的耦合系數C為0.3，根據上述的公式組得到的耦合線15的偶模阻抗Z_oe為66.21Ω，耦合線15的奇模阻抗Z_oo為35.65Ω,選擇的第二傳輸線16的電長度為70°，通過上述公式得到的第二傳輸線16的特性阻抗Z₂為66.21Ω，隔離電路17中的隔離電阻173的阻值R為50Ω。

請參考圖4，其為本發明實施例提供的功率分配器在工作頻率為2GHz，目標功率分配比K²為1時的頻率響應示意圖。

如圖4所示，圖4中的曲線1A和曲線1B為表示散射參數(S-Parameter，S參數)S23，表示第一輸出端12和第二輸出端13之間隔離狀況；；圖4中的曲線2A和曲線2B表示散射參數S33，S33表示第二輸出端13的回波損耗/反射系數；圖4中的曲線3A和曲線3B表示散射參數S11，S11表示第輸入端11的回波損耗/反射系數；圖4中的曲線4A和曲線4B表示散射參數S22，S22表示第第一輸出端12的回波損耗/反射系數；圖4中的曲線5表示散射參數S21，S21表示第一輸出端12輸出功率與輸入端11輸入的功率之比，S21表示第一輸出端12的插入損耗；圖4中的曲線6表示散射參數S31，S31表示第二輸出端13輸出功率與輸入端11輸入的功率之比，S31表示第二輸出端13的插入損耗。

如圖4所示，曲線1A和曲線1B在圖4中的6條曲線中數值最低，并且，在工作頻率2GHz時趨于負無窮，這說明本發明實施例所提供的功率分配器的第一輸出端12和第二輸出端13之間的端口隔離狀況良好。

請參考圖5，其為本發明實施例提供的功率分配器在工作頻率為2GHz，目標功率分配比K²為1時的輸出端口的相位角示意圖。

如圖5所示，圖5中的曲線6為第二輸出端13的相位角，圖5中的曲線7為第一輸出端12的相位角，圖5中的曲線8為第一輸出端12的相位角與第二輸出端13的相位角之差。

如圖5所示，在工作頻率為2GHz時，曲線8的數值為180°，這說明第一輸出端12的相位角與第二輸出端12的相位角之差為180°，第一輸出端12與第二輸出端13之間有良好的反相特性，該功率分配器有良好的反相特性。

或者，又例如，若功率分配器的工作頻率為1GHz，目標功率分配比K²為2，該電路中第一傳輸線14的電長度θ₁為90°，第六傳輸線172的電長度θ₆為30°,第一傳輸線14的特性阻抗Z₁為53Ω，第六傳輸線172的特性阻抗Z₆為150Ω，選擇的耦合線15的耦合系數C為0.3，根據上述的公式組得到的耦合線15的偶模阻抗Z_oe為64.28Ω，耦合線15的奇模阻抗Z_oo為34.62Ω,選擇的第二傳輸線16的電長度為60°，通過上述公式得到的第二傳輸線16的特性阻抗Z₂為64.28Ω，隔離電路17中的隔離電阻173的阻值R為50Ω。

請參考圖6，其為本發明實施例提供的功率分配器在工作頻率為1GHz，目標功率分配比K²為2時的頻率響應示意圖。

如圖6所示，圖6中的曲線1A和曲線1B為表示散射參數(S-Parameter，S參數)S23，表示第一輸出端12和第二輸出端13之間的隔離狀況；圖6中的曲線2A和曲線2B表示散射參數S33，S33表示第二輸出端13的回波損耗/反射系數；圖6中的曲線3A和曲線3B表示散射參數S11，S11表示第輸入端11的回波損耗/反射系數；圖6中的曲線4A和曲線4B表示散射參數S22，S22表示第第一輸出端12的回波損耗/反射系數；圖6中的曲線5表示散射參數S21，S21表示第一輸出端12輸出功率與輸入端11輸入的功率之比，S21表示第一輸出端12的插入損耗；圖6中的曲線6表示散射參數S31，S31表示第二輸出端13輸出功率與輸入端11輸入的功率之比，S31表示第二輸出端13的插入損耗。

如圖6所示，曲線1A和曲線1B在圖6中的6條曲線中數值最低，并且，在工作頻率1GHz時趨于負無窮，這說明本發明實施例所提供的功率分配器的第一輸出端12和第二輸出端13之間的隔離狀況良好。

請參考圖7，其為本發明實施例提供的功率分配器在工作頻率為1GHz，目標功率分配比K²為2時的輸出端口的相位角示意圖。

如圖7所示，圖7中的曲線6為第二輸出端13的相位角，圖7中的曲線7為第一輸出端12的相位角，圖7中的曲線8為第一輸出端12的相位角與第二輸出端13的相位角之差。

如圖7所示，在工作頻率為1GHz時，曲線8的數值為180°，這說明第一輸出端12的相位角與第二輸出端13的相位角之差為180°，第一輸出端12與第二輸出端13之間有良好的反相特性，該功率分配器有良好的反相特性。

或者，又例如，若功率分配器的工作頻率為2GHz，目標功率分配比K²為4，該電路中第一傳輸線14的電長度θ₁為90°，第六傳輸線172的電長度θ₆為20°,第一傳輸線14的特性阻抗Z₁為52.84Ω，第六傳輸線172的特性阻抗Z₆為154.5Ω，選擇的耦合線15的耦合系數C為0.3，根據上述的公式組得到的耦合線15的偶模阻抗Z_oe為66.21Ω，耦合線15的奇模阻抗Z_oo為35.65Ω,選擇的第二傳輸線16的電長度為70°，通過上述公式得到的第二傳輸線16的特性阻抗Z₂為66.21Ω，隔離電路17中的隔離電阻173的阻值R為50Ω。

請參考圖8，其為本發明實施例提供的功率分配器在工作頻率為2GHz，目標功率分配比K²為4時的頻率響應示意圖。

如圖8所示，圖8中的曲線1A和曲線1B為表示散射參數(S-Parameter，S參數)S23，表示第一輸出端12和第二輸出端13之間的隔離狀況；圖8中的曲線2A和曲線2B表示散射參數S33，S33表示第二輸出端13的回波損耗/反射系數；圖8中的曲線3A和曲線3B表示散射參數S11，S11表示第輸入端11的回波損耗/反射系數；圖8中的曲線4A和曲線4B表示散射參數S22，S22表示第第一輸出端12的回波損耗/反射系數；圖8中的曲線5表示散射參數S21，S21表示第一輸出端12輸出功率與輸入端11輸入的功率之比，S21表示第一輸出端12的插入損耗；圖8中的曲線6表示散射參數S31，S31表示第二輸出端13輸出功率與輸入端11輸入的功率之比，S31表示第二輸出端13的插入損耗。

如圖8所示，曲線1A和曲線1B在圖8中的6條曲線中數值最低，并且，在工作頻率2GHz時趨于負無窮，這說明本發明實施例所提供的功率分配器的第一輸出端12和第二輸出端13之間的端口隔離狀況良好。

請參考圖9，其為本發明實施例提供的功率分配器在工作頻率為2GHz，目標功率分配比K²為4時的輸出端口的相位示意圖。

如圖9所示，圖9中的曲線6為第二輸出端13的相位角，圖9中的曲線7為第一輸出端12的相位角，圖9中的曲線10為第一輸出端12的相位角與第二輸出端13的相位角之差。

如圖9所示，在工作頻率為2GHz時，曲線8的數值為180°，這說明第一輸出端12的相位角與第二輸出端12的相位角之差為180°，第一輸出端12與第二輸出端12之間有良好的反相特性，該功率分配器有良好的反相特性。

可以理解的是，以上舉例僅用以說明本方案，并不用以限制本發明。本發明實施例對具體的求解過程不再進行贅述。

本發明實施例中的一個技術方案具有如下有益效果：

本發明實施例中，功率分配器采用微帶的電路結構，微帶電路結構為平面結構，容易與其他微波組件或電路進行集成，靈活性較高，能夠降低集成成本；而且，本發明實施例中，通過在輸入端和第一輸出端之間連接的耦合線，使得第一輸出端和第二輸出端之間有良好的反相特性；并且，本發明實施例中，只需要在功率分配器中合理的選擇指定的傳輸線的特性阻抗和電長度，就可以實現功率分配器的任意目標功率分配比，在物理實現方面簡便可行。因此，本發明實施例解決了現有的功率分配器無法實現任意功率分配比的問題。

實施例二

本發明實施例提供了一種功率分配器中器件參數的獲取方法，應用于如實施例1的功率分配器中。

請參考圖10，其為本發明實施例所提供的功率分配器中器件參數的獲取方法的流程示意圖。如圖10所示，該方法包括：

S1001，根據目標功率分配比，獲取兩個傳輸線參數。

具體的，根據目標功率分配比，獲取到的兩個傳輸線參數包括第一傳輸線的特性阻抗、第一傳輸線的電長度、第六傳輸線的特性阻抗和第六傳輸線的電長度中任意兩個。

S1002，根據目標功率分配比和兩個傳輸線參數，獲取功率分配器中各器件的參數。

在一個具體的實現過程中，功率分配器中各器件的參數包括：

第一傳輸線和第六傳輸線除已獲取的兩個傳輸線參數以外的其他兩個傳輸線參數；以及，

第二傳輸線的特性阻抗和電長度；以及，

耦合線的偶模阻抗、奇模阻抗和電長度；以及，

第五傳輸線的特性阻抗和電長度；以及

隔離電阻的阻值。

具體的，本發明實施例中，根據目標功率分配比和兩個傳輸線參數，獲取功率分配器中各器件的參數，包括：

根據目標功率分配比和兩個傳輸線參數，獲取第一傳輸線和第六傳輸線除已獲取的兩個傳輸線參數以外的其他兩個傳輸線參數；

根據第六傳輸線的傳輸線參數，獲取耦合線的偶模阻抗和奇模阻抗；

根據第六傳輸線的傳輸線參數和耦合線的偶模阻抗，獲取第二傳輸線的特性阻抗。

在一個具體的實現過程中，利用如下公式組，根據目標功率分配比和兩個傳輸線參數，獲取第一傳輸線和第六傳輸線除已獲取的兩個傳輸線參數以外的其他兩個傳輸線參數：

其中，K²為目標功率分配比，P₁為第一輸出端的功率，P₂為第二輸出端的功率，Z₆為第六傳輸線的特性阻抗，Z₁為第一傳輸線的特性阻抗，θ₆為第六傳輸線的電長度，θ₁為第一傳輸線的電長度，Z₀為系統的特性阻抗。

在一個具體的實現過程中，利用如下公式，根據第六傳輸線的特性阻抗，獲取耦合線的偶模阻抗和奇模阻抗：

其中，Z_oe為耦合線的偶模阻抗，Z_oo為耦合線的奇模阻抗，Z₆為第六傳輸線的特性阻抗，C為耦合系數。

在一個具體的實現過程中，利用如下公式，根據第六傳輸線的傳輸線參數和耦合線的偶模阻抗及其電長度，獲取第二傳輸線的特性阻抗：

Z₂＝Z_oetanθ₂tanθ₆

其中，Z₂為第二傳輸線的特性阻抗，Z_oe為耦合線的偶模阻抗，θ₂為第二傳輸線的電長度，θ₆為第六傳輸線的電長度。

在一個具體的實現過程中，

第五傳輸線的特性阻抗等于第一傳輸線的特性阻抗；以及，

第五傳輸線的電長度等于第一傳輸線的電長度。

在一個具體的實現過程中，隔離電阻的阻值等于系統的特性阻抗。

本實施例未詳述的部分，請參考實施例1的相關說明。

本發明實施例中的一個技術方案具有如下有益效果：

本發明實施例中提供的功率分配器中參數的獲取方法，可以通過合理獲取兩條傳輸線的特性阻抗和電長度來實現功率分配，相較于現有技術中通過兩條傳輸線的特性阻抗之比實現功率分配的方式，本發明實施例可以根據兩條傳輸線的4個參數進行合理選擇，在滿足功率分配器的任意功率分配比的同時，物理實現的方式簡單可靠，并且，功率分配器中參數的選擇靈活性較高，可以在一定程度上能夠降低集成成本；而且，本發明實施例中，功率分配器的第一輸出端和第二輸出端之間有良好的反相特性。因此，本發明實施例解決了現有的功率分配器無法實現任意功率分配比的問題。

所屬領域的技術人員可以清楚地了解到，為描述的方便和簡潔，上述描述的系統，裝置和單元的具體工作過程，可以參考前述方法實施例中的對應過程，在此不再贅述。

以上所述僅為本發明的較佳實施例而已，并不用以限制本發明，凡在本發明的精神和原則之內，所做的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發明保護的范圍之內。