[发明专利]一种基于槽线的双频功分器及其设计方法

权利要求书

1.一种双频功分器，包括输入端口(1)和输出端口(2、3、…、N+1)，其特征在于，还包括N条第一传输线，N条第二传输线，以及一条以上的短截线，所述短截线以并联形式加载于输入端口(1)处；所述的每一个输出端口均通过一段所述的第一传输线与输入端口(1)相连，在每一段第一传输线与输出端口相连处还连接有一条所述的第二传输线，所述的第二传输线的另一端记为第二传输线末端，所述N条第二传输线末端均连接于一个公共节点；在每一条第二传输线末端对应的接地面上还设有一条与相应第二传输线呈正交放置的槽线，在所述槽线上与对应的第二传输线在垂直方向上投影的交点即为对应双频谐振的激励位置，通过在槽线上选取双频工作频段均能谐振的激励位置实现各个输出端口之间的双频段隔离。 

2.根据权利要求1所述的一种双频功分器，其特征在于，所述的N条第一传输线和N条第二传输线的电长度均相同。 

3.根据权利要求1所述的一种双频功分器，其特征在于，所述槽线的基本谐振频率等于所述双频功分器的两个中心频率中较低频段的中心频率，且所述槽线的长度为其基本谐振频率对应的二分之一波导波长。 

4.一种如权利要求1至3任意一项所述的双频功分器的设计方法，其特征在于，所述设计方法在功分器的输入端引入一条以上的短截线，输入端口与输出端口之间通过一段第一传输线连接，在每一段第一传输线与输出端口相连处还连接有一条第二传输线，所述第二传输线的另一端记为第二传输线末端，所述N条第二传输线末端均连接于一个公共节点，由此实现双频功分；在每一条第二传输线末端对应的接地面上还设有一条与相应第二传输线呈正交放置的槽线，实现输出端口之间在两个频段上的隔离功能，所述设计方法包括以下步骤： 

步骤a:确定功分器的两个给定的工作频段； 

步骤b:在中心频率上计算所述的第一传输线、第二传输线及传输线枝节的电长度和特征阻抗； 

步骤c:确定槽线的长度及其激励位置。 

5.根据权利要求4所述的一种双频功分器的设计方法，其特征在于，所述第一传输线、第二传输线的电长度均相同并记为θ，具体由以下方程确定： 

其中，f₁和f₂是所述双频功分器的两个中心工作频率，且f₂>f₁。 

6.根据权利要求5所述的一种双频功分器的设计方法，其特征在于，所述的短截线为开路，则其电长度为θ。 

7.根据权利要求5所述的一种双频功分器的设计方法，其特征在于，所述的短截线为短 路，则其电长度为2θ。 

8.根据权利要求5所述的一种双频功分器的设计方法，其特征在于，所述的第一传输线、第二传输线和短截线向端口负载Z₀作归一化后的归一化特征阻抗分别为z₀₁、z₀₂、z₀₃，具体由以下方程确定： 

其中，N为所述双频功分器的输出端口总数，M为所述双频功分器中加载于输入端口的短截线数量。 

9.根据权利要求4所述的一种双频功分器的设计方法，其特征在于，所述步骤c中槽线的电长度具体为所述双频功分器较低频段工作频率对应的二分之一波导波长，且所述槽线的激励位置由以下方法确定： 

由空穴理论可推得槽线模式的特征函数如下： 

其中m为模式阶数，l为槽线长度，x表示槽线沿x轴放置；通过所述的模式特征函数得到槽线的不同谐振模式随槽线长度变化的分布图，在确定双频工作的中心频率后，通过对比不同的模式分布图，找到槽线在所需双频工作频段均能谐振的相应特征函数值所对应的横坐标，该横坐标即为槽线在所述双频功分器两个给定工作频率处谐振的激励位置。