在你打开手机一边在线听着音乐，一边下载老师或是老板发送的文件的时候，有没有想过你只接收了一路信号却分别得到了音频与文字信息。难道这一路信号我们一直使用到底吗？显然这是不可能的，我们需要将信号在保持特性的情况下分散开，再分别从中提取有用的信号。而这正需要用到微带功分器这一器件。

微带功分器，顾名思义，其作用是将输入的信号按一定功率比分开输出且保持信号的相位相同。功分器作为微波器件中基础而重要的器件，在现代无线通信系统发展以及相控阵雷达研发中都有着关键的用处。而实际上在极高的频率下，需要的等效电路元件值极小，同时为了实现较高的集成度，人们常使用微带线完成功分器的设计。

这篇发表于《微波与无线元件》（IEEE Microwave and Wireless Component Letter）期刊上的论文设计了一基于SIDGS结构的无源微带二路功分器。该功分器的综合性能表现优于现有设计，拥有巨大的应用前景。

设计亮点

该功分器的核心可以分为功分部分与滤波部分。输入信号经过功分部分后被均分，再各自通过相应频率的带通滤波器后输出。功分与滤波部分分别采取改良的WPD（威尔克森功分器）结构和SIDGS结构进行设计。

该功分器的亮点即在于引入SIDGS结构。SIDGS结构源于DGS结构（缺陷接地结构）。相比一般的微带线设计中拥有完整的金属地，DGS结构通过在金属地上雕刻出各种各样的花纹来实现阻抗变换的功能。后来DGS这一特点拓展到其他器件的设计中，科研人员将其运用到滤波器、功分器、巴伦等等方面，都有许多成果。

但是在实际使用中，DGS本身依赖于对金属地的缺陷雕刻，所以导致制成的器件不能直接作用于外部金属结构，以免破坏了其基本特性。同时也与普通微带结构相似，在更高频下对外会产生较大辐射。

而SIDGS就针对这两个缺点，通过引入额外地以及接地金属通道的方式，首先保证我们进行雕刻的金属地不与外部有直接的物理接触，防止了其失效的可能。同时通过引入贯穿的金属通道达到基片集成的效果，进一步保证金属地的缺陷特性不会受到外界影响。后来实物测试还将证明这一设计还能解决困扰着科研人员的电磁辐射问题。

DGS与SIDGS模型示意对比

性能优点

其基本参数相比现有的功分器有一定提升，但是该设计最大的优点在于由SIDGS所引入的极宽阻带和极小电磁辐射。

如第一节中的示意图，相比基于DGS设计的功分器结构，随着频率的增加，传统功分器传递中的信号能量容易直接发射到空气中去，发挥出类似天线的辐射效果。然而在SIDGS的结构中，金属通道的存在使得最边缘两层相互沟通，发挥出类似波导的屏蔽效果，有效将电磁能量“锁定”在缺陷地与上下金属层之间，从而达到极宽阻带和极小电磁辐射的效果。

在这一方面的性能提升的意义在于，将该功分器应用到具体系统中时，极小的电磁辐射能够减少该器件对其余部分的影响，提升系统整体的稳定性。同时缺陷地的应用本身也更适合实际芯片无完整地的特性，能够满足集成设计的要求。

该功分器的幅频特性曲线 

应用前景

该功分器作为一基础元件，将来可能在无线通信以及相控阵雷达等应用中大放异彩。

在无线通信领域中，在接收端、信号处理端、发射端均可以得到应用。例如为了增大信号的覆盖范围，可以利用功分器将输出信号进行等分后经两方向不同的天线进行发射。这种方法在人数较少的山区中应用比较广泛。因为不增加额外的信号产生组件，在节省功率和成本上都有很大意义。

相控阵雷达作为现代军事中最新也是最强的雷达技术。由于拥有精度高、范围大、捕捉目标多以及能耗小等优点，在军事领域影响巨大，美军的“宙斯号”航空母舰以及我国自主研发的“中华神盾”上均搭载有该雷达。其基本原理就是发射多路经过处理的探测信号，在空气中叠加形成集中的能够发现目标的雷达波束，并且通过控制部分改变发射信号使得波束的探测方向能自由改变。而在预处理中需要得到许多相同特性的信号，就要将信号源发出的信号进行均分，性能优异的功分器正好可以满足这一需求。

搭载有我国自研相控阵雷达的舰桥