[发明专利]高阶全通二端口网络及其构建方法

说明书

本发明揭示了一种高阶全通二端口网络及其构建方法，所述高阶全通二端口网络为k阶，k≥3，其半结构在奇偶模式下的拓扑电路包括：k为奇数时，偶模式下的拓扑电路包括k‑1阶偶模式下的拓扑电路及与其并联的感性元件jX_k，奇模式下的拓扑电路包括k‑1阶奇模式下的拓扑电路及与其串联的容性元件jB_k；k为偶数时，偶模式下的拓扑电路包括k‑1阶偶模式下的拓扑电路及与其串联的容性元件jB_k，奇模式下的拓扑电路包括k‑1阶奇模式下的拓扑电路及与其并联的感性元件jX_k。本发明的高阶全通二端口网络能够获得更优的匹配带宽、频率及时延性能；网络构建采用递归式的方法，易于实施，可适用于阶数大于2的全通网络的综合。

技术领域

本发明属于网络通信技术领域，具体涉及一种高阶全通二端口网络及其构建方法。

背景技术

全通二端口网络主要用于模拟与射频电路系统中，主要作用是调节信号的时延特性。特别的，在宽带相控阵天线领域，由于信号带宽很宽，传统采用移相器的相控单元会使得各个通路的信号产生随频率变化的时延，无法实现精确的波束赋形。因而全通二端口网络被广泛的应用于带宽宽度要求较高的相控阵天线系统中。

传统全通网络可以利用传输线来实现，理想传输线对于信号来说是全通的，即幅度不受随频率变化的衰减，只对信号产生时延效果。然而传输线尺寸巨大，经济性较差。另一类传统时延电路网络一般采用集总元件构成的人工传输线形式，其匹配特性随频率变化而改变，匹配频率范围与构成人工传输线的基本网络单元元件值大小成反比，无法应用于超宽带、高时延的应用场景。

采用全通二端口网络作为基本单元的时延电路网络在理想情况下能够获得无限的匹配频率范围，并且其具有二阶响应形式的群延时特性能够获得更宽泛的平坦时延频率范围。但全通二端口网络具有以下缺点：

采用传输线形式的，占用面积达，对工艺要求高，成本高；

常采用集总元件的人工传输线形式的，匹配带宽受限，无法扩展应用频宽；

采用二阶全通网络形式的，单位单元产生的信号时延有限，信号时延产生效率低。

因此，针对上述技术问题，有必要提供一种高阶全通二端口网络及其构建方法。

发明内容

本发明的目的在于提供一种高阶全通二端口网络及其构建方法，以解决现有技术中信号时延等问题。

为了实现上述目的，本发明一实施例提供的技术方案如下：

一种高阶全通二端口网络，所述高阶全通二端口网络为k阶，k≥3，其半结构在奇偶模式下的拓扑电路包括：

k为奇数时，偶模式下的拓扑电路包括k-1阶偶模式下的拓扑电路及与其并联的感性元件jX_k，奇模式下的拓扑电路包括k-1阶奇模式下的拓扑电路及与其串联的容性元件jB_k；

k为偶数时，偶模式下的拓扑电路包括k-1阶偶模式下的拓扑电路及与其串联的容性元件jB_k，奇模式下的拓扑电路包括k-1阶奇模式下的拓扑电路及与其并联的感性元件jX_k。

一实施例中，所述高阶全通二端口网络中，感性元件jX_k和容性元件jB_k满足X_k为感性元件的电抗值，B_k为容性元件的电纳值，Z₀为端口匹配阻抗。

一实施例中，二阶全通二端口网络半结构在奇偶模式下的拓扑电路包括：

偶模式下包括串联设置的感性元件jX₁和容性元件jB₂；