一种双频带非均匀传输线阻抗变换器的设计方法及电路与流程

技术特征：

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；

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；

S5.根据位于双频带中的离散频率f_j求出输入终端阻抗输入端的反射系数Γ_in(f_j)；

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；

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,...；

S10.将步骤S9得到的傅里叶系数a_n,b_n,c_n,...代入所述步骤S5中，分析判定输入终端阻抗输出端的反射系数是否小于预定值，若是，执行步骤S12，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,...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。

2.如权利要求1所述的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：在所述步骤S5中，将两个双频带分别表示为[f_1L,f_1H]和[f_2L,f_2H]，且f_2L＞f_1H，f_j由一系列位于双频带中的离散频率组成，j＝1,2,...M。

3.如权利要求1所述的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：所述步骤S7中的约束条件根据实际中电路加工工艺的精度设定为20Ω<Z<120Ω。

4.如权利要求1所述的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：在步骤S8中，通过最小二乘法最小化所述频率目标函数以构造数学优化模型。

5.一种双频带非均匀传输线阻抗变换器的电路，其特征在于，包括由水平非均匀传输线、开路非均匀传输线与/或短路非均匀传输线、输入终端阻抗、输出终端阻抗连接组成的T型电路、π型电路或H型电路；所述水平非均匀传输线连接于输入终端阻抗输出端与输出终端阻抗输入端之间，所述输入终端阻抗输入端与输出终端阻抗输出端分别连接输入终端阻抗和输出终端阻抗后接地；以所述水平非均匀传输线方向为X轴，所述水平非均匀传输线的垂直平分线为Y轴。

6.如权利要求5所述的一种双频带非均匀传输线阻抗变换器的电路，其特征在于：所述T型电路设有一条水平非均匀传输线、一条开路非均匀传输线和一条短路非均匀传输线；所述开路非均匀传输线的一端与短路非均匀传输线的一端均连接于所述输出终端阻抗输入端。

7.如权利要求5所述的一种双频带非均匀传输线阻抗变换器的电路，其特征在于：所述π型电路，设有一条水平非均匀传输线以及两条并联的开路非均匀传输线或两条并联的短路非均匀传输线；所述两条开路非均匀传输线中的一条连接所述输入终端阻抗输出端，另一条连接所述输出终端阻抗输入端，或所述短路非均匀传输线中的一条连接于所述输入终端阻抗输出端，另一条连接于所述输出终端阻抗输入端；所述π型电路沿Y轴对称。

8.如权利要求5所述的一种双频带非均匀传输线阻抗变换器的电路，其特征在于：所述H型电路，设有一条水平非均匀传输线、两条并联的开路非均匀传输线和两条并联的短路非均匀传输线；所述两条开路非均匀传输线中的一条连接于所述输入终端阻抗输出端，另一条连接于所述输出终端阻抗输入端；所述两条短路非均匀传输线中的一条连接于所述输入终端阻抗输出端，另一条连接于所述输出终端阻抗输入端；所述H型电路沿Y轴对称。

9.如权利要求5所述的一种双频带非均匀传输线阻抗变换器的电路，其特征在于：所述输入终端阻抗和输出终端阻抗为任意复数。

10.如权利要求5所述的一种双频带非均匀传输线阻抗变换器的电路，其特征在于：所述电路工作于双频带。