EP1107349A1

EP1107349A1 - High-frequency power divider

Info

Publication number: EP1107349A1
Application number: EP00310900A
Authority: EP
Inventors: Hardial Gill
Original assignee: Marconi Communications GmbH
Current assignee: Telent GmbH
Priority date: 1999-12-07
Filing date: 2000-12-07
Publication date: 2001-06-13

Abstract

Power divider constructed according to Wilkinson principle has one or more open stubs (SL1,SL2) branching off both branch arms (L1,L2). Power divider has branch with two coupled branch arms (L1,L2). Branch point of both arms forms a first gate (T1), free end of arm (L1) forms second gate (T2) and free end of arm (L2) a third gate (T3). Signal fed to first gate is equally divided to gates (T2,T3) or signals fed to the two gates (T2,T3) add up at gate (T1). No-load stubs (SL1,SL2) branch off approximately middle of each arm. Stubs increase operating band width of power divider. Length of both stubs is less than lambda /4, lambda mid-operating wavelength of power divider.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Leistungsteiler für Hochfrequenzsignale, der eine aus zwei gekoppelten Verzweigungsarmen bestehende Leitungsverzweigung aufweist, wobei der Verzweigungspunkt der beiden Verzweigungsarme ein erstes Tor and die beiden freien Enden der beiden Verzweigungsarme ein zweites and ein drittes Tor des Leistungsteilers bilden and zwischen das zweite and das dritte Tor ein ohmscher Widerstand geschaltet ist.The present invention relates to a power divider for high-frequency signals, the a line branch consisting of two coupled branch arms has, the branch point of the two branch arms a first gate and the two free ends of the two branch arms a second and a third Power gate form and form between the second and the third gate ohmic resistance is switched.

Ein solcher nach dem Wilkinson-Prinzip aufgebauter Leistungsteiler ist aus der US 4 875 024 bekannt. Die beiden miteinander gekoppelten Verzweigungsarme der Leitungsverzweigung haben jeweils eine Länge von einem Viertel der Betriebswellenlänge des Leistungsteilers. Die charakteristische Impedanz der beiden Verzweigungsarme beträgt √2Z₀. Ein nach diesem bekannten Wilkinson-Prinzip aufgebauter Leistungsteiler, der fur einen Frequenzbereich von oberhalb 10 GHz ausgelegt ist, weist eine relativ schmale Bandbreite auf.Such a power divider constructed according to the Wilkinson principle is known from US 4,875,024. The two interconnected branch arms of the line branch each have a length of a quarter of the operating wavelength of the power divider. The characteristic impedance of the two branch arms is √2Z ₀ . A power divider constructed according to this known Wilkinson principle, which is designed for a frequency range above 10 GHz, has a relatively narrow bandwidth.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen Leistungsteiler der eingangs genannten Art anzugeben, der ein möglichst breites Betriebsfrequenzband aufweist.The invention is therefore based on the object of a power divider at the outset Specify the type mentioned, which has the widest possible operating frequency band.

Die genannte Aufgabe wird mit den Merkmalen des Anspruchs 1 dadurch gelöst, dass von jedem der beiden Verzweigungsarme des nach dem Wilkinson-Prinzip aufgebauten Leistungsteilers ein oder mehrere offene Stichleitungen abzweigen. Diese einfach herzustellenden and wenig Platz beanspruchenden Stichleitungen bewirken eine erhebliche Steigerung des Betriebsfrequenzbandes des Leistungsteilers. In einem Frequenzbereich oberhalb von 10 GHz kann bei einem Leistungsteiler mit den erfindungsgemäßen Merkmalen eine Bandbreite von 65% erzielt werden.The stated object is achieved with the features of claim 1 in that of each of the two branch arms of the Wilkinson principle Branch one or more open stub lines. This simple Stub lines that are to be manufactured and require little space result in a considerable increase in the operating frequency band of the power divider. In one Frequency range above 10 GHz can be used with a power divider features of the invention a bandwidth of 65% can be achieved.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung gehen aus den Unteransprüchen hervor. Advantageous developments of the invention emerge from the subclaims.

Danach kann die Betriebsbandbreite des Leistungsteilers dadurch noch weiter vergrößert werden, dass jedes der drei Tore des Leistungsteilers mit einer Eingangs- bzw. Ausgangsleitung verbunden ist and dass mindestens von einer der Eingangs- bzw. Ausgangsleitungen ein oder mehrere Stichleitungen abzweigen.After that, the operating bandwidth of the power divider can be further expanded be enlarged so that each of the three gates of the power divider with an input or output line is connected and that at least one of the input or Branch off one or more spur lines.

Wenn alle Leitungen in planarer Leitungstechnik ausgebildet werden, läßt sich der Leistungsteiler als MMIC (Monolithic Microwave Integrated Circuit) realisieren.If all lines are designed in planar line technology, the Realize power dividers as MMIC (Monolithic Microwave Integrated Circuit).

Anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels wird nachfolgend die Erfindung näher erläutert.Based on an embodiment shown in the drawing is below the invention explained in more detail.

Die einzige Figur der Zeichnung zeigt einen in Streifenleitungstechnik realisierten Leistungsteiler, der auf dem Wilkinson-Prinzip basiert. Dieser Leistungsteiler besteht im wesentlichen aus einer Leitungsverzweigung mit zwei gekoppelten Verzweigungsarmen L1 and L2. Der Verzweigungspunkt der beiden Verzweigungsarme L1 and L2 bildet ein erstes Tor T1 des Leistungsteilers. Das freie Ende des Verzweigungsarmes Ll bildet ein zweites Tor T2 and das freie Ende des Verzweigungsarmes L2 ein drittes Tor T3 des Leistungsteilers. Ein am ersten Tor T1 eingespeistes Signal wird zu gleichen Leistungsanteilen auf die beiden Tore T2 and T3 aufgeteilt, bzw. die Leistungen von zwei an den Toren T2 and T3 eingespeisten Signalen summieren sich am Tor T1. Zur gegenseitigen Isolation der beiden Tore T2 and T3 ist, wie vom Wilkinson-Leistungsteiler her bekannt, zwischen die beiden Tore T2 and T3 ein ohmscher Widerstand R geschaltet. Der Widerstand R hat einen Wert von 1,6 Z₀, wobei Z₀ die charakteristische Leitungsimpedanz ist.The only figure in the drawing shows a power divider implemented in stripline technology, which is based on the Wilkinson principle. This power divider essentially consists of a line branch with two coupled branch arms L1 and L2. The branch point of the two branch arms L1 and L2 forms a first gate T1 of the power divider. The free end of the branch arm Ll forms a second gate T2 and the free end of the branch arm L2 forms a third gate T3 of the power divider. A signal fed in at the first gate T1 is divided equally between the two gates T2 and T3, or the powers of two signals fed in at the gates T2 and T3 add up at the gate T1. For the mutual isolation of the two gates T2 and T3, as is known from the Wilkinson power divider, an ohmic resistor R is connected between the two gates T2 and T3. The resistance R has a value of 1.6 Z ₀ , where Z _{0 is} the characteristic line impedance.

Von den beiden Verzweigungsarmen L1 and L2 zweigt jeweils eine leerlaufende Stichleitung SL1, SL2 ab. Diese beiden Stichleitungen SL1 and SL2 haben eine die Betriebsbandbreite des Leistungsteilers erhöhende Wirkung. Die Länge der beiden Stichleitungen SL1 and SL2 ist erheblich geringer als λ/4 (λ ist die mittlere Betriebswellenlänge des Leistungsteilers) and wird so gewählt, dass die Bandbreite des Leistungsteilers möglichst groß ist. Die Stichleitungen SL1 and SL2 zweigen etwa in der Mitte der Verzweigungsarme L1 and L2 ab.One of the two branching arms L1 and L2 branches in each case idling Stub line SL1, SL2 from. These two stub lines SL1 and SL2 have one Operating bandwidth of the power divider increasing effect. The length of the two Stub lines SL1 and SL2 is considerably less than λ / 4 (λ is the middle one Operating wavelength of the power divider) and is selected so that the bandwidth of the Power divider is as large as possible. The branch lines SL1 and SL2 branch approximately in the middle of the branch arms L1 and L2.

Eine weitere Erhöhung der Betriebsbandbreite wird dadurch erreicht, dass mit den Toren T1, T2 and T3 verbundene Eingangs- bzw. Ausgangsleitungen LT1, LT2 and LT3 ebenfalls mit leerlaufenden Stichleitungen versehen sind. Von der mit dem Tor T1 verbundenen Eingangs- bzw. Ausgangsleitung LT1 zweigen zwei symmetrisch angeordnete Stichleitungen LT11 and LT12 ab. Von der mit dem Tor T2 verbundenen Eingangs- bzw. Ausgangsleitung LT2 zweigen zwei symmetrisch angeordnete Stichleitungen LT21 and LT22 ab, and von der mit dem Tor T3 verbundenen Eingangs- bzw. Ausgangsleitung LT3 zweigen zwei symmetrisch angeordnete Stichleitungen LT31 and LT32 ab. Abweichend von dem dargestellten Ausführungsbeispiel können auch nur eine oder zwei der drei Eingangs- bzw. Ausgangsleitungen LT1, LT2, LT3 mit Stichleitungen versehen werden. Es müssen auch nicht an den einzelnen Eingangs bzw. Ausgangsleitungen LT1, LT2, LT3 zwei symmetrisch angeordnete Stichleitungen vorgesehen werden, es reicht unter Umständen auch nur eine von der jeweiligen Eingangs- bzw. Ausgangsleitung abzweigende Stichleitung aus.A further increase in the operating range is achieved by using the Gates T1, T2 and T3 connected input and output lines LT1, LT2 and LT3 are also provided with idle stub lines. From the gate T1 connected input or output line LT1 branch two symmetrically arranged stub lines LT11 and LT12. From the one connected to the T2 gate Input and output lines LT2 branch two symmetrically arranged Branch lines LT21 and LT22, and from the input connected to the gate T3 or output line LT3 branch two symmetrically arranged stub lines LT31 and LT32. Deviating from the illustrated embodiment also only one or two of the three input or output lines LT1, LT2, LT3 Stub lines are provided. There is also no need to Output lines LT1, LT2, LT3 two symmetrically arranged stub lines may be provided, under certain circumstances only one of the respective is sufficient Branch line branching off the input or output line.

Die Eingangs- bzw. Ausgangsleitungen LT1, LT2, LT3 wirken wie Serien-Induktivitäten, and die von den Eingangs- bzw. Ausgangsleitungen LT1, LT2, LT3 abzweigenden Stichleitungen LT11, LT12, LT21, LT22, LT31, LT32 wirken wie Parallel-Kapazitäten. Die Eingangs- bzw. Ausgangsleitungen LT1, LT2, LT3 bilden mit ihren Stichleitungen LT11, LT12, LT21, LT22, LT31, LT32 Anpaßelemente mit Tiefpaßeigenschaft. Die Länge der Stichleitungen LT11, LT12, LT21, LT22, LT31, LT32 ist kleiner als λ/4 and so dimensioniert, dass sich eine möglichst größe Bandbreite für den Leistungsteiler einstellt. Die Stichleitungen LT11, LT12, LT21, LT22, LT31, LT32 zweigen von den Eingangs- bzw. Ausgangsleitungen LT1, LT2, LT3 in einem Abstand von ca. λ/8 zu den Toren T1, T2, T3 ab.The input and output lines LT1, LT2, LT3 act like series inductors, and those from the input and output lines LT1, LT2, LT3 branch lines LT11, LT12, LT21, LT22, LT31, LT32 act like Parallel capacities. The input and output lines LT1, LT2, LT3 also form their stub lines LT11, LT12, LT21, LT22, LT31, LT32 adapter elements Low pass characteristic. The length of the stub lines LT11, LT12, LT21, LT22, LT31, LT32 is smaller than λ / 4 and dimensioned so that the widest possible bandwidth for the power divider. The spur lines LT11, LT12, LT21, LT22, LT31, LT32 branches from the input and output lines LT1, LT2, LT3 in one Distance from approx. Λ / 8 to the gates T1, T2, T3.

Claims

Power divider for high frequency signals, one of two coupled Has branching arms (L1, L2) existing line branching, the Branch point of the two branch arms (L1, L2) a first gate (T1) and die two free ends of the two branch arms (L1, L2) a second and a third Form gate (T2, T3) of the power divider and between the second gate (T2) and that third gate (T3) an ohmic resistor (R) is connected, characterized in that that each of the branch arms (L1, L2) has one or more open ones Branch lines (SL1, SL2).

Power divider according to claim 1, characterized in that each of the three Gates (T1, T2, T3) with an input or output line (LT1, LT2, LT3) is connected and that at least one of the input or output lines (LT1, LT2, LT3) one or more stub lines (LT11, LT12, LT21, LT22, LT31, LT32) branch.

Power divider according to claim 1 or 2, characterized in that all Lines (L1, L2, SL1, SL2, LT1, LT11, LT12, LT2, LT21, LT22, LT3, LT31, LT32) are trained in planar line technology.