[发明专利]一种具有等波纹隔离特性的超宽带第一类切比雪夫多节威尔金森功率分配器建立方法

说明书

本发明公开了一种具有等波纹隔离特性的超宽带第一类切比雪夫多节威尔金森功率分配器建立方法，包括：步骤一、确定所设计电路中所需要的切比雪夫等波纹阶数，并计算出同阶的第一类切比雪夫多项式，同时确定S₁₁、S₃₂的等波纹高度；步骤二、对功率分配器进行偶模分析，根据切比雪夫等波纹阶数及所需要耦合线单元的个数，计算出偶模情况下的ABCD矩阵表达式，计算等效条件，进而求得每段耦合线的Z_ev阻抗值；步骤三、对功率分配器进行奇模分析，使S₃₂与S₁₁的各个零点位置和各个波纹最高点的位置相同，进而求得每段耦合线的Z_od阻抗值和每个隔离电阻的阻抗值；步骤四、根据Z_ev阻抗值、Z_od阻抗值和每个隔离电阻的阻抗值建立最终电路。

技术领域

本发明涉及射频电路微带线器件制造技术领域，尤其涉及一种具有等波纹隔离特性的超宽带第一类切比雪夫多节威尔金森功率分配器建立方法。

背景技术

威尔金森功率分配器被广泛应用与微波电路及系统中。近年来，针对不同的应用许多类型的功率分配器应运而生。对于单频带的功率分配器，应用传输线和耦合线结构去抑制高次谐波并控制功率分配比。自从Monzon于2003年提出双频带的阻抗变换器以来，基于两节传输线或耦合线结构，实现了许多双频带的功率分配器。三频带、多频带、滤波型和可调谐/可重构的功率分配器也被很好的研究了。

在2002年，联邦通信委员会发布了使用超宽带(UWB)无线系统(从3.1到10.6GHz)的信息，这引起了许多研究者的注意。许多超宽带器件，类似于滤波器，巴伦(平衡-不平衡信号转换器，一般用于天线和接收机之间),由传输线和耦合线组成的功分器在近些年来得到了长远的研究。

现有技术中，报道过一种由阶跃阻抗开路短截线和平行耦合传输线组成的超宽带功分器，能够提供带内分离和隔离的性能。同时，也报道过一种特定的环形谐振器结构，它可以产生额外的传输零点并抑制产生的谐波；然而，目前尚未详细分析和讨论多节超宽带功率分配器拓扑中的某些关系，例如超宽带功率分配器的等波纹响应设计方法。

发明内容

本发明设计开发了一种具有等波纹隔离特性的超宽带第一类切比雪夫多节威尔金森功率分配器建立方法，本发明的发明目的是通过建立本发明的分配器使传输函数和隔离函数能同时实现等波纹响应，其中传输函数实现切比雪夫等波纹响应，二者零点位置及波纹最高点位置相同，能够在尺寸较为紧凑的前提下，实现较大的带宽响应和完美的隔离特性。

本发明提供的技术方案为：

一种具有等波纹隔离特性的超宽带第一类切比雪夫多节威尔金森功率分配器建立方法，包括如下步骤：

步骤一、确定所设计电路中所需要的切比雪夫等波纹阶数，并根据所述切比雪夫等波纹阶数计算出同阶的第一类切比雪夫多项式，同时确定反射函数S₁₁、隔离函数S₃₂的等波纹高度；

步骤二、对所述功率分配器进行偶模分析，根据所述切比雪夫等波纹阶数，选择模型，从而计算出偶模情况下的ABCD矩阵表达式，根据所述ABCD矩阵表达式和所述第一类切比雪夫多项式，计算等效条件，使所述设计电路符合切比雪夫多项式的结构，进而求得每段耦合线的Z_ie阻抗值；

步骤三、对所述功率分配器进行奇模分析，使所述隔离函数S₃₂与所述反射函数S₁₁的各个零点位置和各个波纹最高点的位置相同，进而求得每段耦合线的Z_io阻抗值和每个隔离电阻的阻抗值；

步骤四、根据所述Z_ie阻抗值、所述Z_io阻抗值和每个隔离电阻的阻抗值建立最终电路。

优选的是，在所述步骤一中，所述切比雪夫等波纹阶数为耦合线的个数。