功分器的制作方法

1.本技术涉及通信设备技术领域，特别是涉及一种功分器。


背景技术：

2.功分器可以将一路输入信号能量分成两路或多路输出相等或不相等能量的器件，在天线馈电网络里起着重要的作用。
3.目前的功分器主要是采用t型或者威尔金斯功分器的原理，实现微带形式的功分器，微带形式的功分器的耐受功率小，不能承载太大的功率。因此，如何提供一种耐受功率大的功分器成为本领域技术人员重点研究的问题。


技术实现要素：

4.基于此，有必要针对上述技术问题，提供一种能够提高耐受功率的功分器。
5.第一方面，本技术提供了一种功分器，所述功分器包括输入连接器、功分装置、和多个输出连接器，所述输入连接器和所述多个输出连接器分别与所述功分装置连接，所述功分装置包括金属上盖板、功分介质板和金属下盖板，所述功分介质板设置于所述金属上盖板与所述金属下盖板之间；
6.所述金属上盖板上设置有与所述多个输出连接器一一对应的多个第一空气腔，所述功分介质板包括馈电点、介质基板和功分网络，所述介质基板上设置有所述功分网络和所述馈电点，所述金属下盖板上设置有与所述多个第一空气腔一一对应的多个第二空气腔，所述输入连接器的内芯穿过所述金属上盖板与所述馈电点连接；
7.其中，所述第一空气腔的高度大于等于第一预设高度阈值，所述第二空气腔的高度大于等于第二预设高度阈值。
8.在其中一个实施例中，各所述第一空气腔等间隔设置于所述金属上盖板上，相邻两个所述第一空气腔之间设置有第一隔筋。
9.在其中一个实施例中，各所述第一空气腔包括多个子空气腔，各所述子空气腔的高度不同。
10.在其中一个实施例中，各所述子空气腔的高度和所述子空气腔与所述金属上盖板的中心的距离负相关。
11.在其中一个实施例中，各所述第二空气腔等间隔设置于所述金属下盖板上，相邻两个所述第二空气腔之间设置有第二隔筋。
12.在其中一个实施例中，所述第一隔筋和所述第二隔筋的形状为扇形；
13.所述第一隔筋的圆心角靠近所述金属上盖板的中心，且所述第一隔筋的圆弧远离所述金属上盖板的中心；
14.所述第二隔筋的圆心角靠近所述金属下盖板的中心，且所述第二隔筋的圆弧远离所述金属下盖板的中心。
15.在其中一个实施例中，所述第一隔筋的圆心角和所述第二隔筋的圆心角为倒圆
角。
16.在其中一个实施例中，所述介质基板的厚度大于等于第一预设厚度阈值。
17.在其中一个实施例中，所述功分网络是在所述介质基板上覆盖金属层后形成的网络，且所述金属层的厚度大于等于第二预设厚度阈值。
18.在其中一个实施例中，所述介质基板包括第一区域介质基板和第二区域介质基板，所述第一区域介质基板为圆形，所述第二区域介质基板包括沿所述第一区域介质基板的径向等间隔设置的多个子介质基板，所述多个子介质基板与所述多个输出连接器一一对应。
19.在其中一个实施例中，各所述输出连接器的内芯与对应的所述子介质基板上的功分网络连接，且各所述输出连接器的外导体设置于对应的各所述第二空气腔形成的腔体中。
20.上述功分器包括输入连接器、功分装置、和多个输出连接器，输入连接器和多个输出连接器分别与功分装置连接，功分装置包括金属上盖板、功分介质板和金属下盖板，功分介质板设置于金属上盖板与金属下盖板之间；金属上盖板上设置有与多个输出连接器一一对应的多个第一空气腔，功分介质板包括馈电点、介质基板和功分网络，介质基板上设置有功分网络和馈电点，金属下盖板上设置有与多个第一空气腔一一对应的多个第二空气腔，输入连接器的内芯穿过金属上盖板与馈电点连接；其中，第一空气腔的高度大于等于第一预设高度阈值，第二空气腔的高度大于等于第二预设高度阈值。本技术实施例中，通过改变第一空气腔的高度和第二空气腔的高度，改变填充在第一空气腔和第二空气腔中空气介质的厚度，空气介质的厚度越厚，同阻抗下的带状线的线宽越宽，从而提高功分器的耐受功率。
附图说明
21.图1为一个实施例中功分器的示意图；
22.图2为一个实施例中第一视角功分器的示意图；
23.图3为一个实施例中第二视角功分器的示意图；
24.图4为一个实施例中第三视角功分器的示意图；
25.图5为一个实施例中第四视角功分器的示意图；
26.图6为一个实施例中第五视角功分器的示意图；
27.图7为一个实施例中第六视角功分器的示意图；
28.图8为一个实施例中第七视角功分器的示意图；
29.图9为一个实施例中第八视角功分器的示意图；
30.图10为一个实施例中金属上盖板的示意图；
31.图11为一个实施例中金属下盖板的示意图；
32.图12为一个实施例中功分介质板的示意图；
33.图13为一个实施例中一分十六功分器的原理图；
34.图14为一个实施例中一分多功分器的功率损耗示意图；
35.图15为一个实施例中一分多功分器的输出端口相位示意图；
36.图16为一个实施例中功分器的输入端口驻波比示意图。
37.附图标记说明：
38.100、功分器；
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1、输入连接器；
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2、功分装置；
39.3、输出连接器；
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21、金属上盖板；
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22、功分介质板；
40.23、金属下盖板；
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211、第一空气腔；
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221、馈电点；
41.222、介质基板；
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223、功分网络；
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231、第二空气腔；
42.212、第一隔筋；
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2111、子空气腔；
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232、第二隔筋；
43.2221、第一区域介质基板； 2222、第二区域介质基板。
具体实施方式
44.为了使本技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本技术进行进一步详细说明。应当理解，此处描述的具体实施例仅仅用以解释本技术，并不用于限定本技术。
45.在本技术的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本技术的限制。
46.在本技术中，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本技术的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如，两个，三个等，除非另有明确具体的限定。
47.在本技术中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本技术中的具体含义。
48.在本技术中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
49.需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“上”、“下”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。
50.图1为一个实施例中功分器的示意图，如图1所示，功分器100包括输入连接器1、功分装置2、和多个输出连接器3，输入连接器1和多个输出连接器3分别与功分装置2连接，功分装置2包括金属上盖板、功分介质板和金属下盖板，功分介质板设置于金属上盖板与金属
下盖板之间；金属上盖板上设置有与多个输出连接器3一一对应的多个第一空气腔，功分介质板包括馈电点、介质基板和功分网络，介质基板上设置有功分网络和馈电点，金属下盖板上设置有与多个第一空气腔一一对应的多个第二空气腔，输入连接器1的内芯穿过金属上盖板与馈电点连接；其中，第一空气腔的高度大于等于第一预设高度阈值，第二空气腔的高度大于等于第二预设高度阈值。
51.在本技术实施例中，功分器100可以为一个圆形的功分器，也可以为一个四方体形状的功分器，按照自上而下的方向，分别设置了输入连接器1、功分装置2和多个输出连接器3。输入连接器1的一端与功分装置2连接，功分装置2的与输出连接器3的一端连接。其中，功分装置2包括金属上盖板、功分介质板和金属下盖板，金属上盖板、功分介质板和金属下盖板之间可以通过螺钉固定连接。如图2-图9所示，分别为不同视角下的功分器的示意图。
52.具体地，金属上盖板上设置有与多个输出连接器3一一对应的多个第一空气腔，金属下盖板上设置有与多个第一空气腔一一对应的多个第二空气腔，需要说明的是，多个输出连接器3、多个第一空气腔以及多个第二空气腔与功分器100被划分为几路输出有关。当具有八个输出连接器3、八个第一空气腔以及八个第二空气腔时，此时功分器100为一分八功分器，当具有十六个输出连接器3、十六个第一空气腔以及十六个第二空气腔时，该功分器100为一分十六功分器，本技术实施例对此不做限制。
53.进一步地，功分介质板包括馈电点、介质基板和功分网络，介质基板上设置有功分网络和馈电点，输入连接器1的内芯穿过金属上盖板与馈电点连接，对功分网络进行馈电，通过功分网络实现功分，通过输出连接器3进行输出。
54.可选的，输入连接器1可以为同轴转换器等。
55.可选的，介质基板的材料可以为玻璃纤维、陶瓷粉、或其他填充材料，本技术实施例对此不做限制。
56.可选的，输出连接器3可以为压接连接器、焊接连接器、绕接连接器、表贴连接器等，本技术实施例对此不做限制。
57.本技术实施例中，通过金属上盖板、功分网络以及金属下盖板构成带状线功分器，带状线是一条置于两个平行的地平面或电源平面(即金属上盖板和金属下盖板)之间的电介质之间的一根高频传输导线(即功分网络)。可选的，在金属上盖板的第一空气腔和金属下盖的第二空气腔之间填充空气，通过调节第一空气腔的高度和第二空气腔的高度，可以调节填充的空气介质的厚度。
58.由于现有的技术中，在实现一个一分多功分器时，首先按照一分二功分器原理，将一路输入信号进行二等分，然后将每一个输出信号作为新的输入信号，再次按照一分二功分器原理，因此，在实现一分多功分器时，需要净多个一分二功分器进行组合，造成了功分器的体积大，本方法可以直接将一路输入信号进行多个输出，实现功分器的小型化。
59.本技术实施例提供了一种功分器，该功分器包括输入连接器、功分装置、和多个输出连接器，输入连接器和多个输出连接器分别与功分装置连接，功分装置包括金属上盖板、功分介质板和金属下盖板，功分介质板设置于金属上盖板与金属下盖板之间；金属上盖板上设置有与多个输出连接器一一对应的多个第一空气腔，功分介质板包括馈电点、介质基板和功分网络，介质基板上设置有功分网络和馈电点，金属下盖板上设置有与多个第一空气腔一一对应的多个第二空气腔，输入连接器的内芯穿过金属上盖板与馈电点连接；其中，
第一空气腔的高度大于等于第一预设高度阈值，第二空气腔的高度大于等于第二预设高度阈值。本技术实施例中，通过改变第一空气腔的高度和第二空气腔的高度，改变填充在第一空气腔和第二空气腔中介质的空气介质厚度，空气介质介质的厚度越厚，同阻抗下的带状线的线宽越宽，从而提高功分器的耐受功率。
60.图10为一个实施例中金属上盖板的示意图，如图10所示，各第一空气腔211等间隔设置于金属上盖板21上，相邻两个第一空气腔211之间设置有第一隔筋212。
61.在本技术实施例中，如图10所示，相邻两个第一空气腔211之间设置有第一隔筋212，可选的，第一空气腔211可以包括多个子空气腔2111，第一空气腔211也可以只是一个空气腔。
62.进一步地，各第一空气腔211包括多个子空气腔2111，各子空气腔2111的高度不同。各子空气腔2111的高度和子空气腔2111与金属上盖板21的中心的距离负相关。
63.在本技术实施例中，当第一空气腔211包括多个子空气腔2111时，即进行了多级阻抗匹配，由于需要满足大功率的要求，以及需要对线宽进行保证，第一阶阻抗匹配段的阻抗比较高，所以需要更高的介质厚度和更低的介电常数，因此，需要将靠近金属上盖板21中心的子空气腔2111的高度设置为最高，距离金属上盖板21中心越远的子空气腔2111的高度越低。
64.图11为一个实施例中金属下盖板的示意图，如图11所示，各第二空气腔231等间隔设置于金属下盖板23上，相邻两个第二空气腔231之间设置有第二隔筋232。
65.在本技术实施例中，结合上述图10，各第二空气腔231与各第一空气腔211相对应，等间隔的设置于金属下盖板23上，且相邻两个第二空气腔231之间设置有第二隔筋232。各第二空气腔232主要配合各第一空气腔211调节空气带状线的线宽。
66.如上述图10和图11，第一隔筋212和第二隔筋232的形状为扇形，第一隔筋212的圆心角靠近金属上盖板21的中心，且第一隔筋212的圆弧远离金属上盖板21的中心；第二隔筋232的圆心角靠近金属下盖板23的中心，且第二隔筋232的圆弧远离金属下盖板23的中心。第一隔筋212的圆心角和第二隔筋232的圆心角为倒圆角。
67.在本技术实施例中，如上述图10和图11所示，第一隔筋212和第二隔筋232的形状类似于扇形结构，第一隔筋212的圆弧远离金属上盖板21的中心，第一隔筋212的圆心角靠近金属上盖板21的中心，第二隔筋232的圆心角靠近金属下盖板23的中心，且第二隔筋232的圆弧远离金属下盖板23的中心，第一隔筋212的圆心角和第二隔筋232的圆心角可能是锐角，也可能是直角等，具体和第一空气腔211和第二空气腔231的数目等有关。
68.在本技术实施例中，为了防止在高功率情况下，功分器的内部打火，损坏功分网络，将第一隔筋212的圆心角和第二隔筋232的圆心角设置为倒圆角。
69.图12为一个实施例中功分介质板的示意图，如图12所示，介质基板222的厚度大于等于第一预设厚度阈值。
70.在本技术实施例中，功分介质板22包括馈电点221、介质基板222和功分网络223，介质基板222的厚度越厚，有效介电常数会降低，介电常数越低，同阻抗下带状线的线宽越宽，从而提高功分器的耐受功率。
71.在一个实施例中，以上述图12为例，功分网络223是在介质基板222上覆盖金属层后形成的网络，且金属层的厚度大于等于第二预设厚度阈值。介质基板222包括第一区域介
质基板2221和第二区域介质基板2222，第一区域介质基板2221为圆形，第二区域介质基板2222包括沿第一区域介质基板2221的径向等间隔设置的多个子介质基板，多个子介质基板与多个输出连接器一一对应。
72.在本技术实施例中，功分网络223是在介质基板222上覆盖金属层后形成的网络，可选的，金属层可以是铜线和沉金，也可以是铜线和沉铜等，只要保证金属层都厚度大于等于第二预设厚度阈值，通过增大金属层的厚度提高功分器的导热能力，从而提高功分器的耐受功率。可选的，第二预设厚度阈值可以为0.1mm，0.2mm等。
73.进一步地，介质基板222包括第一区域介质基板2221和第二区域介质基板2222，如图12所示，第一区域介质基板2221为中间的圆形部分，第二区域介质基板2222包括沿第一区域介质基板2221的径向等间隔设置的多个子介质基板，多个子介质基板的形状与第一空气腔和第二空气腔的形状一致，介质基板222与金属上盖板、金属下盖板固定连接时，将金属上盖板、子介质基板以及金属下盖板通过螺钉固定连接。需要说明的是，第一区域的子介质基板2221和第二区域的子介质2222基板为同种材料、同样类型的介质基板。
74.在一个实施例中，结合上述图1、图11和图12所示，各输出连接器3的内芯与对应的子介质基板上的功分网络223连接，且各输出连接器3的外导体设置于对应的各第二空气腔231形成的腔体中。
75.在本技术实施例中，可以将各输出连接器3的内芯与对应的子介质基板上的功分网络223焊接，且各输出连接器3的外导体设置于对应的各第二空气腔231形成的腔体中，将通过功分网络223等分之后的信号通过输出连接器3进行输出。
76.图13为一个实施例中一分十六的功分器原理图，如图13所示，图中输入端口的中心阻抗为50欧姆，也就是说16个端口阻抗并联后阻抗需要达到50欧姆，根据电阻并联特性，可以计算出每一个端口的阻抗是800ω，然后每一路根据四分之一阻抗匹配原理进行阻抗匹配，可得进行一级阻抗匹配时特性阻抗为200欧姆，二级阻抗匹配时，特性阻抗为35欧姆，最终输出阻抗为50欧姆的信号。
77.图14为一个实施例中一分多功分器的功率损耗示意图，如图14所示，分别表示了在一分二功分器、一分三功分器、直至一分十六功分器等不同功分器下的功率损耗，从图中可知，损耗值位于12.15db和12.26db之间，则16个端口的插损≤0.3db，其一分16的功率分配损耗为12db，幅度一致性在
±
0.3db以内。
78.图15为一个实施例中一分多功分器的输出端口相位示意图，如图15所示，同样也包括了一分二功分器、一分三功分器、直至一分十六功分器不同功分器输出端口相位一致性，从图中可知，相位区间位于41.28
°
到41.88
°
之间，其差值为0.6
°
，则功分器16个端口的相位一致性在
±3°
。
79.图16为一个实施例中功分器的输入端口驻波比示意图，如图16所示，横轴为频率，纵轴为驻波比，功分器在所设计的频段内输入端口驻波比≤1.1：1的情况下，回波损耗小，可以减少发热，从图中可知，功分器的工作频率大概在3.7ghz至3.8ghz之间即可满足要求。
80.以上实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
81.以上所述实施例仅表达了本技术的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并
不能因此而理解为对本技术专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本技术构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本技术的保护范围。因此，本技术的保护范围应以所附权利要求为准。