[发明专利]合路器公共端阻抗匹配结构及其公共端口阻抗匹配方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种合路器公共端口阻抗匹配的方法及其结构，具体是一种关于应用于基站腔体合路器公共端口阻抗匹配的方法，通过这个方法可以迅速判断合路器的公共端阻抗是否匹配，避免了不必要的重复性工作。

背景技术

合路器又称频分器，主要用于实现不同信号的分离或者合成。合路器可以看作是多个具有特定通带的滤波器的并联或串联，但是它又绝非简单的连接。一组滤波器直接相连，由于相互之间的作用，将严重影响它们的性能，甚至不能工作，如图1所示。其原因就在于公共端输入阻抗变得不匹配了。

目前合路器的设计方法主要包括使用功分器连接，环形器连接，或者用一定长度传输线来连接，但不管是哪种方法，要实现公共端口的阻抗匹配，都需要在实践过程中经过大量的尝试，这时因为合路器公共端口处的各通道间相互影响较大，不能忽略。

发明内容

本发明的目的在于提供一种快速有效的合路器公共端口阻抗匹配方法，便于指导实际生产调试。同时提供一种根据前述方法而制作的易于实现的合路器公共端口匹配结构。

本发明的所采用的技术方案是：一种合路器公共端口阻抗匹配方法，其特征在于：首先，通过对合路器多端口网络耦合矩阵优化消园，得到代表了各个谐振器之间的耦合系数和端口与谐振器的耦合关系的耦合矩阵，从该耦合矩阵中能得出公共端口与相邻各谐振器的耦合系数m_0,1 – m_0,i；其次，根据滤波器网络综合设计公式：                                                得到滤波器的外部Q值和耦合系数之间的关系，并建立反射群时延与外部Q值的关系；

进一步地，所述反射群时延与外部Q值的关系建立为：通过计算得到实现理想阻抗匹配状态下的反射群时延的值，通过电磁场仿真软件对合路器公共端口阻抗匹配的具体实现方式优化仿真，使仿真获得的反射群时延值去逼近与理论计算值。

本发明还提供了一种合路器公共端阻抗匹配结构，其特征在于：是由导电材料与各通道的谐振器相连，再通过上下挡板间的小孔与合路器的公共端口相连。

本发明的优点在于：与现有技术相比，该合路器公共端口阻抗匹配方法原理清晰，操作简单，且由于端口的反射群时延可以通过电磁仿真获得，从而建立起理论计算与实践生产的直接关系，所以可以通过计算仿真对合路器公共端口阻抗匹配的实现方式和位置做出较准确的预测。

附图说明

下面结合附图对本发明进一步说明。

图1是滤波器简单组合后的特性曲线。

图2是交叉耦合电路等效电路模型。

图3是耦合矩阵的消元顺序。

图4是多端口耦合网络的拓扑结构。

图5是多端口网络的耦合矩阵。

图6是图1优化后的特性曲线。

图7是合路端公共端口匹配结构。

图8是采用公共端阻抗匹配方法实现的三频合路器特性曲线。

具体实施方式

根据A. E. Atia在1972年提出的交叉耦合滤波器的电路模型，如图2所示，可以知道，对于电耦合、磁耦合以及电磁混合耦合，都可得到统一的耦合矩阵形式：。其中耦合矩阵M中的元素代表了各个谐振器之间的耦合系数，耦合矩阵再通过旋转法消元，最终可以得到需要的耦合矩阵。其旋转法消元的具体步骤如下：

以一个以8阶滤波器为例，给出其耦合矩阵的结构和消元顺序，如图3所示。耦合矩阵具有对称性，故只给出了上半部的元素，其余的可以根据对称性得到。图中s表示谐振频率的偏移，m为腔间相邻耦合，c为交叉耦合。表示矩阵的消元顺序。消元的顺序总是沿着行的右边至左边，列的上边至下边，行列交错进行。