大家好,我想给大家聊聊威尔金森功率分配器。这玩意虽然已经有60多年的历史了,但直到现在,它在射频前端还是个非常重要的基础设施。为什么呢?因为它的核心思想很简单但特别高效:用几段四分之一波长的阻抗变换器把输入信号均分,给输出端口,还有个对称布局的隔离电阻能把端口间的串话给降到最低。这种结构让威尔金森功分器至今依然被很多人“厚爱”。 现在大家都在说5G和万物互联时代。设备越来越多了,对集成度和容量的要求也越来越高。传统的威尔金森功分器体积太大,成了小型化的大问题。所以研发人员开始把目光转向三个方向:单频窄带小型化、多频带拓展还有超宽带实现。目标就是把物理尺寸压到极限,同时覆盖更宽的频率范围。 最近几年,大家开始琢磨怎么把滤波功能和功分功能合并到一个芯片里。课题组提出了一种切比雪夫超宽带滤波型功分器,工作在1.33到4.55 GHz这个频段里,性能还挺不错的。这篇论文已经发表在IEEE Transactions on Microwave Theory and Techniques(2019年8月刊)上了。这种设计不仅能减少面积和成本,还能让幅频特性更平坦。 虽然统一设计已经有了显著进展,但要真的量产还得解决几个问题:首先是幅度和相位一致性,在超宽带情况下微带线色散和介质损耗可能会引起波动;其次是隔离度提升,要达到10dB以上可能需要付出更多成本和功率容量的代价;还有芯片级封装带来的寄生效应也得处理好。 未来威尔金森功分器的发展路径大概分为三步:第一步继续压缩尺寸和成本,让5G小基站和物联网节点装得下;第二步提升频带比和隔离度,满足毫米波和太赫兹需求;第三步实现真正的“片上集成”,把无源功分、滤波、巴伦、匹配等全部整合进一个芯片里。这样一来就能为6G乃至未来全连接世界打下坚实基础啦!