[发明专利]一种双频带非均匀传输线阻抗变换器的设计方法及电路

权利要求书

1.一种双频带非均匀传输线阻抗变换器的设计方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1.将阻抗变换器每条非均匀传输线的特性阻抗用截断的傅里叶展开并得到归一化表达式

其中，i为不同电路的区别下标，A～E为一个电路中每条非均匀传输线的区别下标，Z₀为源阻抗，Z_Ai、Z_Bi、Z_Ci、Z_Di、Z_Ei分别为第A～第E条非均匀传输线的特性阻抗，分别为对应于Z_Ai、Z_Bi、Z_Ci、Z_Di、Z_Ei的归一化特性阻抗，x、y为所述非均匀传输线的横、纵坐标值，l_Ai、l_Bi、l_Ci、l_Di、l_Ei分别表示第A～第E非均匀传输线的长度值；

S2.将每条非均匀传输线按照长度均等分成至少两段；

S3.求出每条非均匀传输线的传输矩阵；

S4.求出整个阻抗变换器的传输矩阵[ABCD]，其中A、D为无量纲参数，C为导纳，B为阻抗；

S5.根据位于双频带中的离散频率f_j求出输入终端阻抗的输入端的反射系数其中Z_L(f_j)为负载阻抗，Z₀为源阻抗，Z₀^*表示Z₀的共轭复数，B(f_j)表示在离散频率f_j处所述传输矩阵[ABCD]中参数B的值；

S6.构造频率目标函数

S7.构造阻抗约束条件Z_min≤Z≤Z_max，Z为阻抗变换器中非均匀传输线任意点处的特性阻抗，Z_min和Z_max分别表示非均匀传输线任意点处的最小特性阻抗和最大特性阻抗；

S8.基于所述阻抗约束条件最小化所述频率目标函数，并构造数学优化模型

S9.得到傅里叶系数a_n,b_n,c_n,d_n,e_n,g_n,h_n,k_n,p_n,q_n；

S10.将步骤S9得到的傅里叶系数a_n,b_n,c_n,d_n,e_n,g_n,h_n,k_n,p_n,q_n代入所述步骤S5中的反射系数Γ_in(f_j)中，分析判定输入终端阻抗的输入端的反射系数是否小于预定值，若是，执行步骤S11，若不是，则返回到步骤S2；

S11.将所述步骤S9中得到的傅里叶系数a_n,b_n,c_n,d_n,e_n,g_n,h_n,k_n,p_n,q_n代入所述步骤S1中每条非均匀传输线的特性阻抗的归一化表达式中，求出每条非均匀传输线的特性阻抗；

S12.根据传输线综合方法由所述步骤S11中得到的每条非均匀传输线的特性阻抗求出每条非均匀传输线的物理尺寸；

S13.将所述步骤S12中的每条非均匀传输线分别与输入终端阻抗和输出终端阻抗连接的电路进行三维电磁仿真检验阻抗变换器的阻抗匹配效果。