一种基于介质谐振器的多端口滤波功分器及其构建方法

成果编号：27502

价格：面议

完成单位：南通大学

单位类别：其他高校

完成时间：2020年

成熟程度：小批量生产阶段

服务产业领域：电子信息

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发布人：姚娟离线

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本发明公开了一种基于介质谐振器的多端口滤波功分器及其构建方法，该方法适用于任意的输出端口数以及任意的功分比。同时，滤波阶数的选择与输出端口数的设计相互独立，滤波性能与功率分配的设计也相互独立。方法包括：根据所需的滤波性能指标，选定滤波阶数，求解低通滤波器原型，并计算滤波器输入端和输出端的外部品质因数以及相邻谐振器之间的耦合系数；根据所需的输出端口数和功分比，将单端滤波器的一个输出端口分解为多个输出端口，并计算各个输出端的外部品质因数；输出端口围绕环形介质谐振器堆叠摆放，实现端口的扩展；根据输入端的外部品质因数调整输入端的馈线维度，根据各输出端的外部品质因数分别调整各个输出端的馈线维度，根据耦合系数调整谐振腔之间的耦合窗的宽度，从而实现滤波功分两大功能的集成设计。本发明通过分解滤波器输出端口并调节各输出端口的外部品质因数，可以方便地构建基于介质谐振器的射频多端口滤波功分器，从而满足不同的应用需求。

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成果介绍

科技计划：

成果形式：新技术、新产品

合作方式：技术转让、技术开发、技术咨询、技术服务、技术入股、人才培养、共建载体

参与活动： 2021年高校院所走进镇江产学研合作对接活动首届江苏产学研合作对接大会

专利情况：正在申请 ,其中:发明专利 0 项
已授权专利,其中:发明专利 1 项

成果简介

成果概况

创新要点

近年来学术界对于滤波功分器的融合设计思想表现出了极大的研究热情。对比传统的级联设计方法，融合设计方法可以有效减小电路的整体尺寸和损耗。因此，在过去几年里，出现了不少有关滤波功分器的研究报道。其中的绝大多数是基于威尔金森设计理论的两路滤波功分器。为了迎合未来无线通信系统对于多路信息处理的需求，近几年还出现了一些4路滤波功分器的研究。但它们只能实现等功率分配，且均使用威尔金森设计方法。在奇偶模分析法中，耦合线的阻抗值对于端口的阻抗匹配和耦合强度均有较大影响。对于多端口功分器而言，上述方法受到多方面因素的限制，因此设计过程较为复杂。特别是在设计不等功分比的多端口功分器时，这种弊端非常明显。对于那些由集总原件或微带线构成的谐振电路，由于其无载品质因数较低，导致其通带选择性较差且带内损耗较大，因而限制了其在窄带系统中的应用。介质谐振器的无载品质因数和体积通常介于平面传输线和波导谐振器之间，已经被广泛应用于设计单端和差分滤波电路中。然而，经调查发现，基于介质谐振器的可实现任意分配比的滤波功分器至今未见报道。本发明要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述缺陷，提供一种基于介质谐振器的多端口滤波功分器及其构建方法。本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：构造一种基于介质谐振器的多端口滤波功分器的构建方法，包括：根据所需的滤波性能指标，选定滤波阶数n，求解低通滤波器原型，并计算滤波器输入端和输出端的外部品质因数以及相邻谐振器之间的耦合系数；根据所需的输出端口数和功分比，将滤波器的一个输出端口分解为多个输出端口，并计算各个输出端的外部品质因数；根据输入端的外部品质因数调整输入端的馈线维度，根据各输出端的外部品质因数分别调整各个输出端的馈线维度，根据耦合系数调整谐振腔之间的耦合窗的宽度。

主要技术指标

1. 带内插入损耗优于-1dB 2. 带内回波优于-20dB 3. 端口数可以大规模拓展（>8）

其他说明

本发明通过改变输出端口的外部品质因数，可以实现功率分配比的任意调节，在不增大电路尺寸的同时，通过改变输出端馈线的维度就可以轻松构建基于介质谐振器的射频多端口滤波功分器，从而满足不同的应用需求。

完成人信息

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