低通带通高通并联网络的无反射三工器

本发明属于微波滤波器，具体地说，是一种低通带通高通并联网络的无反射三工器。

背景技术：

1、多工器是一种根据电磁波信号的频率进行路径分配的电子元件，在射频收发系统中有大量应用。根据预先设计的频率信道，多工器可以将宽带电磁波信号根据工作频率一一分配至指定的接收机。多工器和合路器是同一类型的器件，区别在于信号传播的方向不同。

2、对多工器而言，公共端口的反射系数是重要的参数。最常见的多工器为双工器，对双工器的无反射化改造技术近年来非常热门。这类技术的共同特点在于通过设计两个响应互补的低通和高通网络，利用元件和拓扑的优化，实现公共端口的全频段无反射化特性。上述技术只适用于2个输出端口的双工器设计，不符合现代通信技术对多频段同时工作的要求。

3、综上所述，如何设计制作具有无反射化的三工器乃至多工器，是微波射频领域中一个亟需解决的问题。

技术实现思路

1、本发明旨在解决传统无反射双工器分配端口较少的问题。

2、为了达到上述目的，本发明披露了一种低通带通高通并联网络的无反射三工器，具体技术方案如下：

3、一种低通带通高通并联网络的无反射三工器，包括一个公共输入端口，一个低通输出端口，一个带通输出端口，一个高通输出端口，一个二端口低通滤波网络，一个二端口带通滤波网络，一个二端口高通滤波网络，一个十字型结。

4、在上述技术方案中，公共输入端口通过十字型结分别与二端口低通滤波网络、二端口带通滤波网络和二端口高通滤波网络的输入端实现并联电气连接；低通输出端口与二端口低通滤波网络的输出端相连；带通输出端口与二端口带通滤波网络的输出端相连；高通输出端口与二端口高通滤波网络的输出端相连。公共输入端口反射系数在全频段为零时，低通输出端口和高通输出端口的阻抗与公共输入端口的阻抗相同，且带通输出端口的阻抗与公共输入端口的阻抗不相同；上述阻抗差值与二端口带通滤波网络的相对带宽有关。二端口低通、高通和带通滤波网络均由电感元件和电容元件构成；上述电感元件和电容元件可以是集总参数型，半集总参数型和传输线型。二端口低通滤波网络与二端口高通滤波网络的网络拓扑相同，元件类型对偶；在采用归一化频率和归一化参考阻抗约束时，二端口低通滤波网络与二端口高通滤波网络的对应对偶元件取值互为倒数。

5、当输入输出信号的方向相反时，上述三工器可用作合路器；通过低通-低通频率变换，上述无反射三工器原型拓扑可以实现任意中心频率和任意带宽的三工器；通过低通-带通频率变换，上述无反射三工器原型拓扑可以双频段三工器；通过网络对偶变换，可实现串联形式的无反射三工器。

6、本发明的进一步改进，三工器采用二阶的滤波网络，元件还包括公共输入端口、低通输出端口、带通输出端口、高通输出端口、低通滤波网络串联电感、低通滤波网络并联电容、带通滤波网络串联支路电感、带通滤波网络串联支路电容、带通滤波网络并联支路电感、带通滤波网络并联支路电容、高通滤波网络串联电容、高通滤波网络并联电感；公共输入端口与低通滤波网络串联电感、带通滤波网络串联支路电感、高通滤波网络串联电容相连，低通滤波网络串联电感与低通滤波网络并联电容、低通输出端口依次相连，构成低通支路，带通滤波网络串联支路电感与带通滤波网络串联支路电容、带通滤波网络并联支路电感、带通滤波网络并联支路电容、带通输出端口依次相连，构成带通支路，高通滤波网络串联电感与高通滤波网络并联电容、高通输出端口依次相连，构成高通支路。

7、有益效果：本发明与传统无反射双工器相比，具有以下技术效果：输出端口数量增加1个，支持更多频段同时工作的同时保持了公共端口无反射的特点。

技术特征：

1.一种低通带通高通并联网络的无反射三工器，其特征在于，该三工器设置有一个公共输入端口、一个低通输出端口、一个带通输出端口、一个高通输出端口、一个二端口低通滤波网络、一个二端口带通滤波网络、一个二端口高通滤波网络、一个十字型结，所述公共输入端口通过十字型结分别与所述二端口低通滤波网络、二端口带通滤波网络和二端口高通滤波网络的输入端实现并联电气连接，所述低通输出端口与所述二端口低通滤波网络的输出端相连，所述带通输出端口与所述二端口带通滤波网络的输出端相连，所述高通输出端口与所述二端口高通滤波网络的输出端相连。

2.根据权利要求1所述的低通带通高通并联网络的无反射三工器，其特征在于，所述公共输入端口反射系数在全频段为零时，所述低通输出端口和所述高通输出端口的阻抗与所述公共输入端口的阻抗相同，且所述带通输出端口的阻抗与所述公共输入端口的阻抗不相同。

3.根据权利要求1所述的低通带通高通并联网络的无反射三工器，其特征在于，所述无反射三工器的中心工作频率设定为所述二端口带通滤波网络的通带中心频率，所述二端口低通滤波网络与所述二端口高通滤波网络的传输响应关于所述无反射三工器的中心工作频率对偶。

4.根据权利要求1所述的低通带通高通并联网络的无反射三工器，其特征在于，所述二端口低通滤波网络、二端口高通滤波网络和二端口带通滤波网络均由电感元件和电容元件构成，所述电感元件和电容元件为集总参数型或半集总参数型或传输线型。

5.根据权利要求1所述的低通带通高通并联网络的无反射三工器，其特征在于，所述二端口低通滤波网络与所述二端口高通滤波网络的网络拓扑相同，元件类型对偶；在采用归一化频率和归一化参考阻抗约束时，所述二端口低通滤波网络与所述二端口高通滤波网络的对应对偶元件取值互为倒数。

6.根据权利要求1-5任一项所述的低通带通高通并联网络的无反射三工器，其特征在于，所述三工器采用二阶的滤波网络。

7.根据权利要求6所述的低通带通高通并联网络的无反射三工器，其特征在于，所述三工器元件还包括公共输入端口、低通输出端口、带通输出端口、高通输出端口、低通滤波网络串联电感、低通滤波网络并联电容、带通滤波网络串联支路电感、带通滤波网络串联支路电容、带通滤波网络并联支路电感、带通滤波网络并联支路电容、高通滤波网络串联电容、高通滤波网络并联电感；所述公共输入端口与低通滤波网络串联电感、带通滤波网络串联支路电感、高通滤波网络串联电容相连，所述低通滤波网络串联电感与低通滤波网络并联电容、低通输出端口依次相连，构成低通支路，所述带通滤波网络串联支路电感与带通滤波网络串联支路电容、带通滤波网络并联支路电感、带通滤波网络并联支路电容、带通输出端口依次相连，构成带通支路，所述高通滤波网络串联电感与高通滤波网络并联电容、高通输出端口依次相连，构成高通支路。

技术总结
本发明属于微波滤波器技术领域，具体说，是一种低通带通高通并联网络的无反射三工器，包括一个公共输入端口、一个低通输出端口、一个带通输出端口、一个高通输出端口、一个二端口低通滤波网络、一个二端口带通滤波网络、一个二端口高通滤波网络、一个十字型结，所述公共输入端口通过十字型结分别与所述二端口低通滤波网络、二端口带通滤波网络和二端口高通滤波网络的输入端实现并联电气连接，所述低通输出端口与所述二端口低通滤波网络的输出端相连，所述带通输出端口与所述二端口带通滤波网络的输出端相连，所述高通输出端口与所述二端口高通滤波网络的输出端相连。本发明由于兼顾了无反射和三个输出端口的特性，更适应现代通信电子线路的需求。

技术研发人员：金秀华,张配天,金志昊,邵文渊,黄晓东
受保护的技术使用者：南京邮电大学
技术研发日：
技术公布日：2024/1/14