基于共面波导缺陷地慢波传输线的Wilkinson 功分器

黄 文,李 靓,李 露,任 仪

(重庆邮电大学 光电工程学院,重庆 400065)

Wilkinson 功分器是微波系统中的重要组成部分[1-2],它具有良好的端口匹配性能和输出端口之间较好的隔离度,但是由于其两臂为四分之一波长传输线,功分器尺寸与波长相关,当频率较低时,功分器的尺寸较大。随着通信系统的发展,微波电路的集成度越来越高,微波器件的小型化成了器件设计的发展趋势,所以研究如何减小传统Wilkinson 功分器的尺寸具有重要的意义[3-5]。

目前,通过加载耦合线的方法可以实现Wilkinson 功分器的小型化效果,文献[6]通过在两臂传输线上加载非对称耦合线、低阻抗线、三阶耦合线实现了具有谐波抑制效果的小型化微带功分器,不过其小型化效果稍差。在功分器两臂的微带传输线上加载集总形式的并联电容和串联电感[7]或使用多段LC 集总元件代替传输线[8]可以实现小型化Wilkinson 功分器,且其小型化效果显著,但是当频率过高时,集总元件寄生参数的影响会使电路性能恶化。文献[9-11]通过在传输线上加载折线、缺陷地、高低阻抗线等结构,分别实现基于半模基片集成波导、共面波导和微带线的慢波结构,达到了Wilkinson 功分器的小型化效果。使用慢波结构传输线设计的功分器小型化效果明显,设计和制造成本低廉,不过其小型化程度相对于文献[7]和[8]来说稍差。与基片集成波导结构相比,共面波导结构无需打孔,结构设计更加简单。与微带线相比,共面波导结构色散更低,紧邻的共面波导中心导带之间由于有接地面相间隔,有较好的屏蔽,更利于在高集成度的电路中应用,所以近年来共面波导结构在微波器件中的应用受到了广泛的关注。……