[发明专利]一种具有低插入损耗和平坦负群时延特性的宽带微波电路

说明书

本发明提供一种具有低插入损耗和平坦负群时延特性的宽带微波电路,包括：输入端口、微带线、并联枝节和输出端口。其中，微带线包括从左到右依次连接的输入微带线、连接微带线和输出微带线；并联枝节包括结构和尺寸均相同的第一并联枝节和第二并联枝节；第一并联枝节包括短路传输线、开路传输线、串联传输线、吸收电阻、二分之一波长传输线和四分之一波长传输线；本发明提供的宽带微波电路能够实现宽带平坦负群时延特性，而且具有插入损耗较小，群时延波动小以及输入输出端口良好匹配等优点。本发明的技术方案解决了插入损耗过大、输入输出端口匹配性能差、负群时延带宽内群时延值波动较大等问题。

技术领域

本发明涉及微波电路，具体而言，尤其涉及一种具有低插入损耗和平坦负群时延特性的宽带微波电路。

背景技术

目前负群时延电路引起了越来越多的学者关注并且已经应用于许多电路中，例如与放大器结合以增强效率、补偿串联馈电天线阵的波束斜视、作为非福斯特元件应用以及与其他电路元件级联来均衡系统的群时延等等。

由于负群时延电路具有广泛的应用前景，近年来为了获得高性能的负群时延电路，学者们提出了许多新的技术，例如信号干涉技术、滤波理论技术和无耗传输线加载电阻、基于有耗传输线或分布式放大器等方法来设计负群时延电路。但是这些电路产生的负群时延在中心频率处是不平坦的，无法满足实际应用的需求。

为了得到平坦的负群时延特性，有学者提出将两个工作在不同频率的负群时延电路级联在一起的方法，但这种方式所实现的平坦负群时延带宽较窄，衰减较大，而且多级结构也会导致电路尺寸的增加。之后有学者利用双频负群时延电路的特性，通过将两个工作频率靠近来实现平坦的群时延。还有学者提出了将平坦负群时延特性与功分器或耦合器相结合的方法。虽然这些电路都能够实现平坦负群时延特性，但衰减比较大。

发明内容

根据上述提出的技术问题，提供一种具有低插入损耗和平坦负群时延特性的宽带微波电路。本发明能够实现宽带平坦负群时延特性，而且具有插入损耗较小，群时延波动小以及输入输出端口良好匹配等优点。

本发明采用的技术手段如下：

一种具有低插入损耗和平坦负群时延特性的宽带微波电路，包括：输入端口、微带线、并联枝节和输出端口；其中：

所述微带线包括从左到右依次连接的输入微带线、连接微带线和输出微带线；所述输入微带线一端与输入端口连接，另一端与连接微带线连接；所述输出微带线一端与连接微带线连接，另一端与输出端口连接；

所述并联枝节包括结构和尺寸均相同的第一并联枝节和第二并联枝节；所述第一并联枝节接于输入微带线与连接微带线的连接处；所述第二并联枝节接于输出微带线与连接微带线的连接处；

所述第一并联枝节包括短路传输线、开路传输线、串联传输线、吸收电阻、二分之一波长传输线和四分之一波长传输线；所述短路传输线与开路传输线并联之后与串联传输线相连接，经吸收电阻与二分之一波长传输线串联，最终与四分之一波长传输线连接。

进一步地，所述微带线的特性阻抗为Z₄，所述短路传输线的特性阻抗和开路传输线的特性阻抗相等，均为Z₁，所述串联传输线的特性阻抗和二分之一波长传输线的特性阻抗相等，均为Z₂，所述吸收电阻的阻值为R，所述四分之一波长传输线的特性阻抗为Z₃。

进一步地，所述宽带微波电路实现低插入损耗与平坦负群时延的条件，如下：

所述短路传输线和开路传输线的长度为中心频率所对应波长的八分之三；

所述串联传输线和四分之一波长传输线的长度为中心频率所对应波长的四分之一；

所述二分之一波长传输线的长度为中心频率所对应波长的二分之一；