[发明专利]一种多级全模式分解巴伦结构及线缆特性测试端接电路

说明书

本发明涉及一种多级全模式分解巴伦结构及基于该结构构建的线缆特性测试端接电路。多级全模式分解巴伦结构基于共差模分解单元(CDU)的并联和级联构建，能够连接由多个线对构成的线缆，分解和保留其全部模式并输出；在此基础上增加自动选通结构可构建线缆特性测试终端电路，实现由数字电平选择和控制各模式输出与仪器端口的连通情况。

技术领域

本发明涉及一种多级全模式分解巴伦结构及基于该结构的线缆特性测试端接电路。

背景技术

线缆中电磁波的传播特性可以分解为不同模式进行表征。见诸报导较多者为对称的平行线对或双绞线对，其可以分解为两个模式，即共模和差模[1][2]；而对于多导体线，同样可以进行模式的分解，其模式的数目由导体数目决定[2]；以两对双绞线构成的线缆束为例，其可分解为四个模式[3]。当线缆与线缆或者线缆与其他终端结构(如天线、电路板等)连接时，若其两边平衡状态不相同，则会产生不同模式之间的耦合，导致性能下降。此时必须通过平衡-不平衡转换结构(即巴伦结构)进行连接[4]。

传统的巴伦结构多用于同轴线-偶极子天线端接和电路板差分-单端转换，其设计目的在于对两边双导体结构的差模进行正确的连接，同时对共模进行抑制，以保证系统正常工作。针对由多个线对构成的线缆，只能分别为每个线对端接传统巴伦结构，从而保留每个线对的差模信号，而对其他模式进行抑制和消除，会导致一半的模式信息损失。以四对双绞线构成的线缆为例，其全模式共有八个，而传统巴伦仅能够保留四个。然而，在涉及多导体线缆测试、多模式信号传输等领域，其他模式信号同样有重要意义，必须进行分离和保留，传统巴伦难以应用。

因此，本发明设计了一种多级全模式分解巴伦结构，对于多个线对构成的线缆系统，能够提供其多个线端的同时接入，对其包含的全部传输模式进行分解和保留并分别提供输出端口，在线缆特性测试分析、多模式通信等领域具有应用价值。

为了实现多线对线缆的自动测量，在本发明多级全模式分解巴伦结构的基础上增加了自动选通结构，设计一种线缆特性测试端接电路，可实现各模式输出端口与仪器端口的数控自动选通功能，为自动化测试系统开发提供硬件基础，提升测试效率。由于目前行业内对多线对线缆的多模式测量关注较少，未有同类电路设计见诸报导。

[1]Clayton R.Paul.电磁兼容导论(第2版)[M].闻映红等译.北京:人民邮电出版社,2007.9:253-278.

[2]Clayton R.Paul.多导体传输线分析(第二版)[M].杨晓宪,郑涛译.北京:中国电力出版社,2013.2.

[3]J.Wang,X.Song,D.Su and B.Li.Near-Field Radiation Calculation ofIrregular Wiring Twisted-Wire Pairs Based on Mode Decomposition[J].IEEETransactions on Electromagnetic Compatibility,2017,59(2):600-608.

[4]John D.Kraus,Ronald J.Marhefka.天线(第三版)(下册)[M].章文勋译.北京:电子工业出版社,2018.1:248-262.

发明内容

本发明技术解决问题：克服现有技术的不足，提供一种多级全模式分解巴伦结构，对于多个线对构成的线缆系统，能够提供其多个线端的同时接入，对其包含的全部传输模式进行分解和保留并分别提供输出端口，在线缆特性测试分析、多模式通信等领域具有应用价值；在此基础上，增加自动选通结构，设计一种线缆特性测试端接电路，实现各模式输出端口与仪器端口的数控自动选通功能，为自动化测试系统开发提供硬件基础，提升测试效率。

本发明技术解决方案：