[发明专利]功分器设计方法

摘要

功分器/合路器是通信或雷达系统中的重要器件。本发明提供了一种N等分功分器(N为自然数，且N≥2)设计方法，包括两步：第一步，根据功分器的传输特性要求，先综合出一个传输网络TN(可由多个传输网络TN₁、TN₂、…、TN_n级联而成)，使其满足端口0与端口k(k＝1、2、…、N)之间的传输特性要求。第二步，将N个传输网络TN的左端合并，作为功分器的端口0，其余端口分别作为功分器的端口k，并选择恰当的匹配网络MN₁、MN₂、…、MN_m接入，按照功分器的奇模等效电路，调整匹配网络MN₁、MN₂、…、MN_m中的元件值，进而改变奇模反射系数Γ_o，使其逼近偶模反射系数Γ_e(理想情况是Γ_o＝Γ_e)，从而保证端口k的回波损耗及其它端口之间的隔离度满足要求。整个方法简单准确。

主权项

一种N等分功分器设计方法，整个方法包括两步：第一步，假设N等分功分器的端口0处的特征阻抗为R₀，端口k处的特征阻抗为R₁；根据N等分功分器的传输特性要求包括带宽、通带内波动、端口0的回波损耗、带外抑制、相位或群时延，先综合出一个传输网络TN，传输网络TN由多个传输网络TN₁、TN₂、…、TN_n级联而成，其中n为大于1的自然数，使其满足端口0与其它端口k之间的传输特性，其中k＝1、2、…、N；在传输网络TN中，在端口0处的特征阻抗为N·R₀，在端口k处的特征阻抗为R₁；传输网络TN的散射矩阵[S]_TN可以表示成下面的形式：${\[S\]}_{TN}=\left[\begin{array}{cc}{S}_{0,0}^e& S_{0,k}^e\\ S_{k,0}^e& S_{k,k}^e\end{array}\right]$其中，和皆是针对二端口网络定义的散射参数，都可以表示成两个实系数多项式之比，这两个实系数多项式以复数角频率变量s为自变量；第二步，将N个传输网络TN的左端合并，作为N等分功分器的端口0，其余端口分别作为N等分功分器的端口k，并选择恰当的匹配网络MN₁、MN₂、…、MN_m接入到端口k与端口j之间，其中m为大于1的自然数，k＝1、2、…、N，j＝1、2、…、N，且j≠k；N等分功分器的散射矩阵中的散射参数为：其中k＝0、1、…、N；其中j＝0、1、…、N，k＝0、1、…、N，且j≠k；调整匹配网络MN₁、MN₂、…、MN_m，进而改变功分器的奇模等效电路所对应的奇模反射系数Γ_o，使其逼近功分器的偶模等效电路所对应的偶模反射系数Γ_e，理想情况是Γ_o＝Γ_e，从而满足端口k的回波损耗要求及端口k与端口j之间的隔离度要求。