[发明专利]不等分功分器设计方法

摘要

功分器/合路器是通信或雷达系统中的重要器件。本发明提供了一种不等分功分器设计方法，包括两步：第一步，根据功分器的传输特性要求，先综合出传输网络TN'和TN”(可由多个传输网络级联而成)，使其满足端口0与端口1和端口2之间的传输特性要求。第二步，将传输网络TN'和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1和2，并选择恰当的匹配网络MN₁、MN₂、…、MN_m接入，调整匹配网络中的元件值，进而改变功分器的奇模等效电路的奇模反射系数Γ_o，使其逼近偶模反射系数Γ_e(理想情况是Γ_o＝Γ_e)，从而保证各个输出端口的回波损耗及输出端口之间的隔离度满足要求。整个方法简单准确。

主权项

一种不等分功分器的设计方法，其指标要求为：当功率为(1+k²)P的信号从端口0输入时，从端口1输出功率为P的信号，从端口2输出功率为k²P的信号，即功分器的功分比为k²；并且，端口0处的特征阻抗为R₀，端口1处的特征阻抗为R₁，端口2处的特征阻抗为R₂；其特征在于，设计方法包括两步：第一步，根据两路输出的不等分功分器的传输特性要求，首先综合出传输网络TN'，其由多个传输网络TN'₁、TN'₂、…、TN'_n级联而成，其左端端口处的特征阻抗为R₀₁＝(1+k²)R₀，右端端口处的特征阻抗为R₁，使其满足端口0与端口1之间的传输特性要求；接着综合出传输网络TN”，其由多个传输网络TN”₁、TN”₂、…、TN”_n级联而成，其左端端口处的特征阻抗为右端端口处的特征阻抗为R₂，使其满足端口0与端口2之间的传输特性要求；第二步，将传输网络TN'和传输网络TN”的左端合并，作为功分器的端口0；将传输网络TN'的右端口作为端口1；将传输网络TN”的右端口作为端口2；并选择恰当的补偿网络MN₁、MN₂、…、MN_m接入到端口1与端口2之间，构成功分器；功分器的散射参数表示成下面的形式：$S_{11}=\frac{{\mathrm{\Γ}}_e+k^2{\mathrm{\Γ}}_o}{1+k^2}$$S_{12}=\frac{k}{1+k^2}({\mathrm{\Γ}}_e-{\mathrm{\Γ}}_o)$$S_{21}=\frac{k}{1+k^2}({\mathrm{\Γ}}_e-{\mathrm{\Γ}}_o)$$S_{22}=\frac{k^2{\mathrm{\Γ}}_e+{\mathrm{\Γ}}_o}{1+k^2}$按照功分器的奇模等效电路，调整补偿网络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1和端口2的回波损耗要求及端口1与端口2之间的隔离度要求。