一种能实现高功分比且宽隔离带宽的宽带滤波功分器制造技术

本发明专利技术公开了一种能实现高功分比且宽隔离带宽的宽带滤波功分器，包括置于功分节点前的多模谐振器、置于功分节点后并联的阻抗转换网络和跨接两个功分支路间的隔离电阻。多模谐振器有多个谐振点，在回损响应中引入多个传输极点，在隔离响应中引入多个近似匹配点，提高功分器的功分带宽与隔离带宽；与后续阻抗转换网络融合设计，实现滤波与高功分比。阻抗转换网络，用于与多模谐振器共同构成各宽带滤波功分支路，共同实现宽带范围内的滤波和功率分配。隔离电阻用于实现输出端口间的宽带范围内的隔离。本发明专利技术能实现同时具有功分比高、功分与隔离带宽宽、隔离电阻少、滤波功分植入等优点，可扩展为多路高功分比滤波功分器，用于阵列天线的馈电网络中。列天线的馈电网络中。列天线的馈电网络中。

【技术实现步骤摘要】
一种能实现高功分比且宽隔离带宽的宽带滤波功分器


[0001]本专利技术属于涉及功分器
，特别涉及一种能实现高功分比且宽隔离带宽的宽带滤波功分器。

技术介绍

[0002]馈电网络是大多数天线阵列的组成部分，用于以所需的功率分配和相位分布将能量从馈电端口传输并分配到每个天线元件。在馈电网络的设计中，不等功分器常用来提高天线阵列的性能，如降低副瓣。
[0003]受限于加工精度，常规功分器可实现的功分比很有限。许多学者致力于提升功分器的功分比，典型的设计方法包括使用短路耦合线、改变传输线电长度以及引入耦合结构等；但是这些技术仅适用于窄带不等功分器的设计。对于带宽提升方面，宽带不等功分器常用方法有多节四分之一波长线或三线耦合等强耦合结构，但是采用这些方法设计的宽带功分器的功分比都不超过3:1。而对于隔离方面，传统的宽带功分器隔离度的改善往往需要跨接多个隔离电阻，尺寸较大。
[0004]综上所述，不等功分器是一种应用较广泛的微波器件，已经有了一定的发展。但具有高功分比且宽隔离带宽的宽带不等功分器仍然是研究热点。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的在于提供一种能实现高功分比宽隔离带宽的宽带滤波功分器，以解决现有不等功分器的功分带宽窄、功分比受限、隔离带宽窄、隔离电阻多的问题。
[0006]实现本专利技术目的的技术解决方案为：一种能实现高功分比且宽隔离带宽的宽带滤波功分器，包括两路滤波功分支路，以及跨接于两路滤波功分支路间的一个隔离电阻，所述两路滤波功分支路具体包括：设置于功分节点前的多模谐振器、设置于功分节点后的并联的两个阻抗转换网络，每个阻抗转换网络与所述多模谐振器构成各路滤波功分支路；
[0007]所述多模谐振器，包括多个谐振点，在回损响应中引入多个传输极点，在隔离响应中引入多个近似匹配点；与后续阻抗转换网络融合设计，实现滤波与高功分比；
[0008]所述阻抗转换网络，与上述多模谐振器共同构成各滤波功分支路，实现宽带范围内的滤波和功率分配；
[0009]所述隔离电阻，用于实现功分器输出端口间的宽带范围内的隔离。
[0010]进一步地，所述多模谐振器与阻抗转换网络在结构上包括一个或多个λ/4传输线和一个或多个λ/4短路线。
[0011]本专利技术与现有技术相比，其显著优点：(1)引入多模谐振器，同时提高了功分器的带宽(包括功分带宽与隔离带宽)和功分比，使所设计的功分器具有带宽宽、功分比高的优点；(2)由于多模谐振器的引入，隔离网络只需引入一个隔离电阻就能得到较宽的隔离带宽，设计方法简单有效；(3)融合了滤波功能，能采用宽带滤波器综合方法进行综合设计，能根据指定带宽、回损、功分比等性能指标直接计算得到物理参数，不需要反复优化。
[0012]下面结合附图对本专利技术作进一步详细描述。
附图说明
[0013]图1为本专利技术能实现高功分比且宽隔离带宽的宽带滤波功分器的原理示意图。
[0014]图2为实施例1中本专利技术宽带滤波功分器的等效电路结构图。
[0015]图3为实施例1中本专利技术宽带滤波功分器的功分电路结构图。
[0016]图4为实施例1中本专利技术4:1宽带滤波功分器理想电路仿真结果图。
[0017]图5为实施例1中本专利技术4:1宽带滤波功分器的版图尺寸图。
[0018]图6为实施例1中本专利技术4:1宽带滤波功分器版图的参数|S
11
|,|S
21
|，|S
31
|和|S
32
|仿真和测试结果图。
[0019]图7为实施例2中本专利技术宽带滤波功分器的等效电路结构图。
[0020]图8为实施例2中本专利技术8:1宽带滤波功分器的具体结构图。
[0021]图9为实施例2中本专利技术8:1宽带滤波功分器理想电路仿真结果图。
[0022]图10为实施例2中本专利技术8:1宽带滤波功分器的版图尺寸图。
[0023]图11为实施例2中本专利技术8:1宽带滤波功分器版图的参数|S
11
|,|S
21
|，|S
31
|和|S
32
|仿真和测试结果图。
具体实施方式
[0024]为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本申请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申请，并不用于限定本申请。
[0025]需要说明，若本专利技术实施例中有涉及方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后
……
)，则该方向性指示仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。
[0026]另外，若本专利技术实施例中有涉及“第一”、“第二”等的描述，则该“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其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。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本专利技术要求的保护范围之内。
[0027]在一个实施例中，结合图1，本专利技术提供了一种能实现高功分比且宽隔离带宽的宽带滤波功分器，包括两路滤波功分支路，以及跨接于两路滤波功分支路间的一个隔离电阻，所述两路滤波功分支路具体包括：设置于功分节点前的多模谐振器、设置于功分节点后的并联的两个阻抗转换网络，每个阻抗转换网络与所述多模谐振器构成各路滤波功分支路；
[0028]所述多模谐振器，包括多个谐振点，在回损响应中引入多个传输极点，在隔离响应中引入多个近似匹配点；与后续阻抗转换网络融合设计，实现滤波与高功分比；
[0029]所述阻抗转换网络，与上述多模谐振器共同构成各滤波功分支路，实现宽带范围内的滤波和功率分配；
[0030]所述隔离电阻，用于实现功分器输出端口间的宽带范围内的隔离。
[0031]进一步地，在其中一个实施例中，所述多模谐振器与阻抗转换网络在结构上包括一个或多个λ/4传输线和一个或多个λ/4短路线。
[0032]作为具体示例，下面对本专利技术进行进一步验证说明。
[0033]实施例1
[0034]结合图1，提供一种能实现高功分比且宽隔离带宽的宽带滤波功分器，包括设置于功分节点前的三模谐振器、设置于功分节点后两个阻抗转换网络与一个隔离电阻；
[0035]所述三模谐振器，有三个谐振点，从而在回损响应中引入三个传输极点，在隔离响应中引入三个近似匹配点，从而提高功分器的带宽；与后续阻抗转换网络融合设计，实现滤波与高功分比。
[0036]所述阻抗转换网络，用于与三模谐振器共同构成各滤波功分支路，共同实现宽带范围内的滤波和功率分配。
[0037]所述隔离电阻，用于实现功分器输本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种能实现高功分比且宽隔离带宽的宽带滤波功分器，其特征在于，包括两路滤波功分支路，以及跨接于两路滤波功分支路间的一个隔离电阻，所述两路滤波功分支路具体包括：设置于功分节点前的多模谐振器、设置于功分节点后的并联的两个阻抗转换网络，每个阻抗转换网络与所述多模谐振器构成各路滤波功分支路；所述多模谐振器，包括多个谐振点，在回损响应中引入多个传输极点，在隔离响应中引入多个近似匹配点；与后续阻抗转换网络融合设计，实现滤波与高功分比；所述阻抗转换网络，与上述多模谐振器共同构成各滤波功分支路，实现宽带范围内的滤波和功率分配；所述隔离电阻，用于实现功分器输出端口间的宽带范围内的隔离。2.根据权利要求1所述的能实现高功分比且宽隔离带宽的宽带滤波功分器，其特征在于，所述多模谐振器与阻抗转换网络在结构上包括一个或多个λ/4传输线和一个或多个λ/4短路线。3.根据权利要求1或2所述的能实现高功分比且宽隔离带宽的宽带滤波功分器，其特征在于，所述多模谐振器为三模谐振器。4.根据权利要求3所述的能实现高功分比且宽隔离带宽的宽带滤波功分器，其特征在于，所述功分器的功分匹配电路等效为一个输入端口和一个输出端口的宽带滤波阻抗转换器，所述输入端口和输出端口的阻抗分别为Z
s
和Z
L
，所述宽带滤波阻抗转换器包括第一三模谐振器，该第一三模谐振器包括顺次连接的第一传输线、第二传输线和第三传输线，阻抗分别为Z
s01
，Z
01
和Z
02
，所述第一传输线和第二传输线的公共端与输入端口相连，第三传输线的另一端顺次连接第四传输线和第五传输线，阻抗分别为Z
03
和Z
s02
，所述第四传输线和第五传输线的公共端与输出端口相连，所述第一传输线、第五传输线的另一端均通过金属过孔接地。5.根据权利要求4所述的能实现高功分比且宽隔离带宽的宽带滤波功分器，其特征在于，所述Z
s
＝50Ω，Z
L
＝kZ
s
/(1+k2)，k2为功分比。6.根据权利要求4所述的能实现高功分比且宽隔离带宽的宽带滤波功分器，其特征在于，所述宽带滤波功分器包括一个输入端口、两个输出端口和第二三模谐振器，所述第二三模谐振器包括顺次连接第六传输线、第七传输线和第八传输线，阻抗分别为Z
s1
，Z1和Z2，所述第六传输线和第七传输线的公共端与第一输入端口相连，第八传输线的另一端通过并联的第九传输线、第十传输线分别与第一输出端口和第二输出端口相连，所述第九传输线和第十传输线的阻抗分别为Z3和Z4，第一输出端口和第二输出端口的阻抗分别为Z
L1
和Z
L2
；所述第九传输线和第一输出端口的公共端、第十传输线和第二输出端口的公共端分别通过第十一传输线、第十二传输线接地，且两个公共端之间跨接第一电阻，所述第十一传输线、第十二传输线的阻抗分别为Z
s2
和Z
s3
；所述第六传输线、第十一传输线和第十二传输线的另一端均通过金属过孔接地。7.根据权利要求6所述的能实现高功分比且宽隔离带宽的宽带滤波功分器，其特征在于，所述Z
s1
，Z1和Z2分别与Z
s01
，Z
01
和Z
02<...

【专利技术属性】
技术研发人员：郭欣，王迪，吴文，
申请(专利权)人：南京理工大学，
类型：发明
国别省市：