微波三工器電路網(wǎng)絡(luò)的設(shè)計分析

張根會

[摘 要]傳統(tǒng)三工器各個通道濾波器單獨(dú)設(shè)計，通道間通帶如相隔較近，工作中會相互影響，電路性能差。為解決這一弊端，我們在對濾波器特征多項(xiàng)式進(jìn)行推導(dǎo)基礎(chǔ)上對三工器反射多項(xiàng)式根重新進(jìn)行排布，綜合分析下獲得濾波各通道的散射參數(shù)，利用這些散射參數(shù)排列耦合。三工器內(nèi)濾波器在這樣參數(shù)耦合式下不會互相影響。

[關(guān)鍵詞]微波三工器 電路網(wǎng)絡(luò) 設(shè)計分析

中圖分類號：TM 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1009-914X（2016）10-0081-02

三工器在現(xiàn)代通信內(nèi)應(yīng)用越來越廣泛。對于三工器來講，傳統(tǒng)設(shè)計要對各個通道濾波器單獨(dú)設(shè)計，最后對接頭處電長度進(jìn)行優(yōu)化，通道間通帶如相隔較近，工作中會相互影響，影響使用性能[1]。之所以出現(xiàn)這種情況同三工器設(shè)計中對濾波器通路影響考慮不到有主要關(guān)系，本文將此當(dāng)作切入點(diǎn)，在對濾波器特征多項(xiàng)式進(jìn)行推導(dǎo)基礎(chǔ)上對三工器反射多項(xiàng)式根重新進(jìn)行排布，對三工器電路進(jìn)行重新設(shè)計，獲得了良好效果。

1 微波三工器電路原理

此次微波三工器我們選擇的是矩形波導(dǎo)E 面T型，其等效圖如圖1所示。

圖2是微波三工器模型，3個通道濾波器分別同J1，J2，J3三個波導(dǎo)T型結(jié)連接[2]，按照微波三項(xiàng)式理論我們可以將J1，J2，J3三個波導(dǎo)T型結(jié)分別用圖1所示等效電路進(jìn)行替換，病利用網(wǎng)絡(luò)參數(shù)得到微波三工器多項(xiàng)式的綜合散射參數(shù)，推導(dǎo)過程如下：

在對圖2進(jìn)行簡單推導(dǎo)后可以得到輸入端口輸入導(dǎo)納，見公式（1-1）：：

對上面公式進(jìn)行求解，并將所求得的左邊平方根按照虛部遞增順序順次排列。按照各通道階數(shù)，從求得根中選擇適合根對多項(xiàng)式SiC進(jìn)行重新求解。

（6）對收斂性進(jìn)行判斷。用給定精度對多項(xiàng)式SiC根差的矢量范數(shù)進(jìn)行對比，如果兩個連續(xù)多項(xiàng)式根差矢量范數(shù)同給定精度相比較數(shù)值小的話，迭代結(jié)束。否則會返回公式（1-2），將當(dāng)前多項(xiàng)式SiC當(dāng)作初始的多項(xiàng)式繼續(xù)進(jìn)行迭代。

（7）對多項(xiàng)式DiC進(jìn)行計算。獲得多項(xiàng)式DiC（最小插二乘值法下）后，在其所對應(yīng)的通道濾波器的階數(shù)減去1，所得到的數(shù)值就是此多項(xiàng)式的最高項(xiàng)次數(shù)[6]。

（8）通過SiC，DiC 兩個多項(xiàng)式對濾波器的特征多項(xiàng)式進(jìn)行求取?？衫酶鱾€通道濾波器傳輸零點(diǎn)直接獲得EiC FiC，PiC。

通過上述分析我們能夠獲得微波三工器各個通道濾波器的散射參數(shù)，利用這些參數(shù)，按照經(jīng)典耦合矩陣進(jìn)行排列就能夠得到相應(yīng)濾波器的耦合矩陣。

2 計算實(shí)例

通過計算分析我們能夠獲得微波三工器各個通道濾波器耦合矩陣，為驗(yàn)證結(jié)果是否精準(zhǔn)，此設(shè)計下的微波三工器網(wǎng)絡(luò)性能是否良好，我們通過下面實(shí)例進(jìn)行實(shí)際計算。

實(shí)驗(yàn)中三工器指標(biāo)如表1所示。

按照上面綜合分析法能夠獲得三工器耦合矩陣同外部的Q值，之后再AWR軟件下對三工器電路進(jìn)行仿真，將所獲得所有響應(yīng)進(jìn)行歸一，得到的歸一化響應(yīng)如圖3所示。我們對所求取的歸一化散射參數(shù)進(jìn)行均勻性的抽樣，并在相應(yīng)方法下對有理模型進(jìn)行提取，所提取后的響應(yīng)圖參照圖2 內(nèi)的星點(diǎn)標(biāo)記。從圖中可以看出所提取的響應(yīng)與原始響應(yīng)相對比擁有良好的吻合性，證明這種綜合分析法下所得到的微波三工器電路網(wǎng)絡(luò)性能良好。

3 結(jié)束語

在微波三工器設(shè)計中在對濾波器特征多項(xiàng)式進(jìn)行推導(dǎo)基礎(chǔ)上對三工器反射多項(xiàng)式根重新進(jìn)行排布，可以獲得濾波各通道的散射參數(shù)，利用這些散射參數(shù)排列耦合，三工器內(nèi)濾波器在這樣參數(shù)耦合式下不會互相影響，且能將損耗同相位加載的效應(yīng)不良影響避免。通過提取實(shí)例證明這種分析法安全有效，此種方法下所設(shè)計的三工器性能優(yōu)良。

參考文獻(xiàn)

[1] 林興錦，楊陽，黃卡瑪.一種新型同軸微波化學(xué)反應(yīng)器的仿真分析[J]. 化學(xué)研究與應(yīng)用，2014（5）：771-776.