[发明专利]一种能实现高功分比且宽隔离带宽的宽带滤波功分器

说明书

本发明公开了一种能实现高功分比且宽隔离带宽的宽带滤波功分器，包括置于功分节点前的多模谐振器、置于功分节点后并联的阻抗转换网络和跨接两个功分支路间的隔离电阻。多模谐振器有多个谐振点，在回损响应中引入多个传输极点，在隔离响应中引入多个近似匹配点，提高功分器的功分带宽与隔离带宽；与后续阻抗转换网络融合设计，实现滤波与高功分比。阻抗转换网络，用于与多模谐振器共同构成各宽带滤波功分支路，共同实现宽带范围内的滤波和功率分配。隔离电阻用于实现输出端口间的宽带范围内的隔离。本发明能实现同时具有功分比高、功分与隔离带宽宽、隔离电阻少、滤波功分植入等优点，可扩展为多路高功分比滤波功分器，用于阵列天线的馈电网络中。

技术领域

本发明属于涉及功分器技术领域，特别涉及一种能实现高功分比且宽隔离带宽的宽带滤波功分器。

背景技术

馈电网络是大多数天线阵列的组成部分，用于以所需的功率分配和相位分布将能量从馈电端口传输并分配到每个天线元件。在馈电网络的设计中，不等功分器常用来提高天线阵列的性能，如降低副瓣。

受限于加工精度，常规功分器可实现的功分比很有限。许多学者致力于提升功分器的功分比，典型的设计方法包括使用短路耦合线、改变传输线电长度以及引入耦合结构等；但是这些技术仅适用于窄带不等功分器的设计。对于带宽提升方面，宽带不等功分器常用方法有多节四分之一波长线或三线耦合等强耦合结构，但是采用这些方法设计的宽带功分器的功分比都不超过3:1。而对于隔离方面，传统的宽带功分器隔离度的改善往往需要跨接多个隔离电阻，尺寸较大。

综上所述，不等功分器是一种应用较广泛的微波器件，已经有了一定的发展。但具有高功分比且宽隔离带宽的宽带不等功分器仍然是研究热点。

发明内容

本发明的目的在于提供一种能实现高功分比宽隔离带宽的宽带滤波功分器，以解决现有不等功分器的功分带宽窄、功分比受限、隔离带宽窄、隔离电阻多的问题。

实现本发明目的的技术解决方案为：一种能实现高功分比且宽隔离带宽的宽带滤波功分器，包括两路滤波功分支路，以及跨接于两路滤波功分支路间的一个隔离电阻，所述两路滤波功分支路具体包括：设置于功分节点前的多模谐振器、设置于功分节点后的并联的两个阻抗转换网络，每个阻抗转换网络与所述多模谐振器构成各路滤波功分支路；

所述多模谐振器，包括多个谐振点，在回损响应中引入多个传输极点，在隔离响应中引入多个近似匹配点；与后续阻抗转换网络融合设计，实现滤波与高功分比；

所述阻抗转换网络，与上述多模谐振器共同构成各滤波功分支路，实现宽带范围内的滤波和功率分配；

所述隔离电阻，用于实现功分器输出端口间的宽带范围内的隔离。

进一步地，所述多模谐振器与阻抗转换网络在结构上包括一个或多个λ/4传输线和一个或多个λ/4短路线。

本发明与现有技术相比，其显著优点：(1)引入多模谐振器，同时提高了功分器的带宽(包括功分带宽与隔离带宽)和功分比，使所设计的功分器具有带宽宽、功分比高的优点；(2)由于多模谐振器的引入，隔离网络只需引入一个隔离电阻就能得到较宽的隔离带宽，设计方法简单有效；(3)融合了滤波功能，能采用宽带滤波器综合方法进行综合设计，能根据指定带宽、回损、功分比等性能指标直接计算得到物理参数，不需要反复优化。

下面结合附图对本发明作进一步详细描述。

附图说明

图1为本发明能实现高功分比且宽隔离带宽的宽带滤波功分器的原理示意图。

图2为实施例1中本发明宽带滤波功分器的等效电路结构图。

图3为实施例1中本发明宽带滤波功分器的功分电路结构图。

图4为实施例1中本发明4:1宽带滤波功分器理想电路仿真结果图。