本发明专利技术公开了一种具有频率选择功能的合路宽带功分器及其设计方法，该方法包括设计功分器；设计第一频率选择滤波器和第二频率选择滤波器；将第一频率选择滤波器、第二频率选择滤波器与功分器对接，对接时将靠近第一频率选择滤波器输出端的谐振微带传输线和靠近第二频率选择滤波器输出端的谐振微带传输线删除、在第一频率选择滤波器和第二频率选择滤波器与功分器之间添加一微带传输线，得到频率选择合路宽带功分器模型；对频率选择合路宽带功分器模型进行调试和仿真，得到最终的频率选择合路宽带功分器模型。本发明专利技术通过添加的微带传输线进行滤波器谐振、滤波器与功分器之间的阻抗匹配，降低了调试难度，减少了电路尺寸和损耗。减少了电路尺寸和损耗。减少了电路尺寸和损耗。
【技术实现步骤摘要】
具有频率选择功能的合路宽带功分器及其设计方法
[0001]本专利技术属于功分器设计
，尤其涉及一种具有频率选择功能的合路宽带功分器及其设计方法。
技术介绍
[0002]随着科技的进步，无线通信和雷达系统得到了更广泛的应用，对射频电路要求也越来越高。在射频微波电路中，功分器即功率分配器，是将信号的功率分成两路或者多路的器件，根据输出端口的功率大小可分为等分或者不等分功率分配器，将功分器反向使用是合路器。超宽带技术因其隐蔽性好，传输速率高，空间容量大等优良性能，在微波系统中有着广阔的应用前景，所以对功分器也有着超宽带的需求，同时随着需求的增多，很多射频电路对超宽带功分器还增加了在其带宽内进行频率选择的需求。
[0003]按照常规设计，要满足在功分器的使用带宽内进行频率选择然后合路再功分的需求(即称为频率选择合路宽带功分器)，一般就是将两个满足使用要求的、相同的功分器的输入端相连，再在电路中的合路器前端或者功分器后端接上频率选择的滤波器，这样设计确实可以满足需求，但是随之会产生以下几个问题：
[0004](1)损耗过大：由于引入功分器(大于3dB)和合路器(大于3dB)的基础损耗，加上滤波器的损耗，这样整个系统损耗不可能小于6dB；
[0005](2)尺寸过大：增加了滤波器+合路器+功分器的尺寸；
[0006](3)阻抗匹配方面调试难度较大，需要将滤波器、功分器、合路器分开调试好之后，再合并进行调整。
技术实现思路
[0007]本专利技术的目的在于提供一种具有频率选择功能的合路宽带功分器及其设计方法，以解决传统频率选择宽带合路功分器存在损耗过大、尺寸过大以及阻抗匹配调试难度大的问题。
[0008]本专利技术是通过如下的技术方案来解决上述技术问题的：一种具有频率选择功能的合路宽带功分器的设计方法，所述设计方法包括以下步骤：
[0009]根据工作频率范围和通带带宽要求设计功分器；
[0010]设计第一频率选择滤波器和第二频率选择滤波器，使其在所述工作频率范围内性能良好；
[0011]将所述第一频率选择滤波器的输出端、第二频率选择滤波器的输出端与所述功分器的输入端对接，且在对接时将所述第一频率选择滤波器中靠近第一频率选择滤波器输出端的谐振微带传输线删除、将所述第二频率选择滤波器中靠近第二频率选择滤波器输出端的谐振微带传输线删除、在所述第一频率选择滤波器和第二频率选择滤波器的输出端与所述功分器的输入端之间添加一与该对接处并联的微带传输线，得到频率选择合路宽带功分器模型；
[0012]对所述频率选择合路宽带功分器模型进行调试和仿真，得到最终的频率选择合路宽带功分器模型。
[0013]进一步地，所述根据工作频率范围和通带带宽要求设计功分器的具体实现过程包括：
[0014]确定阻抗变换线的节数，并采用偶模电路设计法确定每节阻抗变换线的阻抗和电长度；
[0015]采用奇模电路设计法确定每节阻抗变换线需添加的隔离电阻的阻值；
[0016]构建功分器电路原理图，将每节阻抗变换线的阻抗和电长度、隔离电阻的阻值代入到所述功分器电路原理图中，对所述功分器电路原理图进行验证；
[0017]当验证通过后，根据每节阻抗变换线的阻抗和电长度计算出对应节四分之一波长阻抗变换线的线长和线宽；
[0018]根据所述功分器电路原理图、四分之一波长阻抗变换线的线长和线宽构建功分器布局图。
[0019]进一步地，采用偶模电路设计法确定每节阻抗变换线的阻抗和电长度的具体实现过程为：
[0020]构建由n节阻抗变换线串联组成的偶模电路，并在偶模电路中添加输入端口和输出端口；
[0021]设置输入端口和输出端口的阻抗，将每节阻抗变换线的阻抗和电长度均设为变量；
[0022]添加输入驻波曲线和输出驻波曲线，设置优化目标；
[0023]计算所述偶模电路的输入驻波曲线和输出驻波曲线，当所述偶模电路的输入驻波曲线和输出驻波曲线达到优化目标时，记录每节阻抗变换线的阻抗和电长度。
[0024]进一步地，采用奇模电路设计法确定每节阻抗变换线需添加的隔离电阻的阻值的具体实现过程为：
[0025]删除偶模电路中的输入端口，并在相邻节阻抗变换线之间、末节阻抗变换线与输出端口之间添加隔离电阻，将首节阻抗变换线的未连接端和各隔离电阻接入接地端口，得到奇模电路；
[0026]将每节阻抗变换线的阻抗和电长度代入到所述奇模电路中；
[0027]添加输入驻波曲线和输出驻波曲线，设置优化目标；
[0028]计算所述奇模电路的输入驻波曲线和输出驻波曲线，当所述奇模电路的输入驻波曲线和输出驻波曲线达到优化目标时，记录每个隔离电阻的阻值。
[0029]进一步地，设计第一频率选择滤波器或第二频率选择滤波器的具体实现过程为：
[0030]确定第一频率选择滤波器或第二频率选择滤波器的设计指标；
[0031]根据所述设计指标在AWR软件Wizards中的iFilter Filter Synthesis中设置参数；
[0032]根据设置的参数自动生成滤波器的微带电路原理图以及损耗和驻波计算曲线；
[0033]当损耗以及驻波满足要求时，生成滤波器的微带电路版图。
[0034]进一步地，对所述频率选择合路宽带功分器模型进行调试的具体实现过程为：
[0035]添加输入驻波曲线、输出驻波曲线、损耗曲线以及隔离度曲线；
[0036]将所述频率选择合路宽带功分器模型的参数均设为变量；
[0037]计算所述频率选择合路宽带功分器模型的驻波、损耗以及隔离度；
[0038]当所述驻波、损耗以及隔离度均满足要求时，确定所述频率选择合路宽带功分器模型的参数。
[0039]进一步地，对所述频率选择合路宽带功分器模型进行仿真的具体实现过程为：
[0040]将经过调试的所述频率选择合路宽带功分器模型导入至HFSS中，进行电磁仿真计算，并对参数进行优化；
[0041]当仿真输出结果满足设计要求且隔离度满足要求时，完成频率选择合路宽带功分器模型的设计。
[0042]进一步地，所述设计方法还包括：基于最终的频率选择合路宽带功分器模型进行PCB的绘制，将制板文件发给制板厂进行PCB加工，得到设计的功分器实物。
[0043]基于同一构思，本专利技术还提供一种具有频率选择功能的合路宽带功分器，所述合路宽带功分器采用如上所述的设计方法进行设计。
[0044]有益效果
[0045]与现有技术相比，本专利技术的优点在于：
[0046]本专利技术将设计的频率选择滤波器与功分器采用直接连接的方式结合在一起，将频率选择滤波器最后一级谐振微带传输线删除，在公共连接端添加微带传输线，利用公共连接端的微带传输线一方面调节频率选择滤波器的谐振，另一方面调节滤波器与功分器连接处的阻抗，实现阻抗匹配，达到了不使用合路器也能实现合路的效果，减少了设计尺寸；相对于传统调试时先调试滤波器本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种具有频率选择功能的合路宽带功分器的设计方法，其特征在于，所述设计方法包括以下步骤：根据工作频率范围和通带带宽要求设计功分器；设计第一频率选择滤波器和第二频率选择滤波器，使其在所述工作频率范围内性能良好；将所述第一频率选择滤波器的输出端、第二频率选择滤波器的输出端与所述功分器的输入端对接，且在对接时将所述第一频率选择滤波器中靠近第一频率选择滤波器输出端的谐振微带传输线删除、将所述第二频率选择滤波器中靠近第二频率选择滤波器输出端的谐振微带传输线删除、在所述第一频率选择滤波器和第二频率选择滤波器的输出端与所述功分器的输入端之间添加一与该对接处并联的微带传输线，得到频率选择合路宽带功分器模型；对所述频率选择合路宽带功分器模型进行调试和仿真，得到最终的频率选择合路宽带功分器模型。2.根据权利要求1所述的具有频率选择功能的合路宽带功分器的设计方法，其特征在于，所述工作频率范围为1500～7240MHz。3.根据权利要求1所述的具有频率选择功能的合路宽带功分器的设计方法，其特征在于，所述根据工作频率范围和通带带宽要求设计功分器的具体实现过程包括：确定阻抗变换线的节数，并采用偶模电路设计法确定每节阻抗变换线的阻抗和电长度；采用奇模电路设计法确定每节阻抗变换线需添加的隔离电阻的阻值；构建功分器电路原理图，将每节阻抗变换线的阻抗和电长度、隔离电阻的阻值代入到所述功分器电路原理图中，对所述功分器电路原理图进行验证；当验证通过后，根据每节阻抗变换线的阻抗和电长度计算出对应节四分之一波长阻抗变换线的线长和线宽；根据所述功分器电路原理图、四分之一波长阻抗变换线的线长和线宽构建功分器布局图。4.根据权利要求3所述的具有频率选择功能的合路宽带功分器的设计方法，其特征在于，采用偶模电路设计法确定每节阻抗变换线的阻抗和电长度的具体实现过程为：构建由n节阻抗变换线串联组成的偶模电路，并在偶模电路中添加输入端口和输出端口；设置输入端口和输出端口的阻抗，将每节阻抗变换线的阻抗和电长度均设为变量；添加输入驻波曲线和输出驻波曲线，设置优化目标；计算所述偶模电路的输入驻波曲线和输出驻波曲线，当所述偶模电路的输入驻波曲线和输出驻波曲线达到优化目标时，记录每节阻抗变换线的阻抗和电长度。5.根据权利要求3所述的具有频率选择功能的合路宽带功分器的设计方法，其特征在于...
【专利技术属性】
技术研发人员：周鑫龙，
申请(专利权)人：浙江宜通华盛科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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