一种三频负群时延微波电路

技术领域

本发明涉及微波电路设计技术领域，尤其涉及一种三频负群时延微波电路。

背景技术

现代无线通信正朝着多功能和多频带方向发展，许多无线电系统标准都要求支持多频带的工作模式，这就需要使用多频微波电路以减小系统的尺寸、重量和成本，因此多频负群时延微波电路的研究具有重要的意义。第一个双频负群时延微波电路由四分之一波长的复合左右手传输线构成，设计较为复杂。之后产生了一种有源双频负群时延电路，补偿了信号的衰减。为了减小尺寸，许多学者提出了小型化的电路结构。但是这些负群时延微波电路仅能实现双频带特性，仅可以代替两个单频带电路。为了满足三频带系统的应用需求和进一步减少电路尺寸，有必要对三频负群时延微波电路进行探究。目前，已有的三频负群时延微波电路是将三个工作在不同频率的负群时延单元进行简单组合的方式构成的，无法保证三个频带输入输出端口阻抗都匹配的条件下，实现相同的负群时延值，且工作频率比可实现范围较小，不能覆盖实际的无线电系统工作频带。有鉴于此，确有必要提出一种满足多频无线电系统应用的三频负群时延微波电路。

发明内容

基于此，为解决现有技术存在的不足，特提出了一种满足多频无线电系统应用的三频负群时延微波电路。

基于上述目的，本发明的技术方案是：

一种三频负群时延微波电路，其特征在于，包括：输入端口、微带线、输出端口、吸收电阻、匹配电阻和并联单元；所述微带线包括位于所述匹配电阻两侧的输入微带线和输出微带线，所述输入端口通过输入微带线经匹配电阻与输出微带线连接，之后与输出端口连接构成上支路；所述吸收电阻包括串联的第一吸收电阻和第二吸收电阻，所述输入端口连接所述第一吸收电阻，其与并联单元并联后与所述第二吸收电阻连接后与所述输出端口连接构成下支路；所述并联单元位于第一吸收电阻和第二吸收电阻之间，其包括串联的第一传输线、第二传输线和第三传输。

可选的，在其中一个实施例中，所述第一传输线、第二传输线和第三传输线的长度都为第二工作频率所对应波长的四分之一，所述第二工作频率按照实际需求给定。

可选的，在其中一个实施例中，所述输入微带线和输出微带线的长度都为第二工作频率所对应波长的二分之一。

可选的，在其中一个实施例中，所述三频负群时延微波电路的传输系数S

所述三频负群时延微波电路的群时延τ的计算公式为：

其中，X

X

X

X

X′

X′

X′

X′

Z′

其中，z

实施本发明实施例，将具有如下有益效果：

本发明提供了一种满足多频无线电系统应用的三频负群时延微波电路，解决了现有技术中无法同时实现输入输出阻抗匹配和工作频率比不可以任意改变的矛盾问题，本发明的三频负群时延微波电路能够实现三频带的负群时延特性，而且具有工作频率比任意、输入输出端口阻抗匹配良好等特点，其在第二工作频率确定的条件下，第三工作频率和第一工作频率之比值的可实现范围可达3.4～11.2，且各负群时延频带内回波损耗均可达到12dB以上。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

其中：

图1是本发明一种三频负群时延微波电路的原理图；

图2是本发明一种三频负群时延微波电路的群时延曲线图；

图3是本发明一种三频负群时延微波电路的S参数曲线图；

图中：1、并联单元，11、第一传输线，12、第二传输线，13、第三传输线，2、吸收电阻，21、第一吸收电阻，22、第二吸收电阻，3、微带线，31、输入微带线，32、输出微带线，4、匹配电阻，5、输入端口，6、输出端口。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在限制本发明。可以理解，本发明所使用的术语“第一”、“第二”等可在本文中用于描述各种元件，但这些元件不受这些术语限制。这些术语仅用于将第一个元件与另一个元件区分。举例来说，在不脱离本申请的范围的情况下，可以将第一元件称为第二元件，且类似地，可将第二元件为第一元件。第一元件和第二元件两者都是元件，但其不是同一元件。

在本实施例中，特提出了一种三频负群时延微波电路，如图1所示，其特征在于包括：输入端口5、微带线3、输出端口6、吸收电阻2、匹配电阻4和并联单元1；所述微带线3包括位于所述匹配电阻4两侧的输入微带线31和输出微带线32，所述输入端口5通过输入微带线31经匹配电阻4与输出微带线32连接，之后与输出端口6连接构成上支路；所述吸收电阻2包括串联的第一吸收电阻21和第二吸收电阻22，所述输入端口5连接所述第一吸收电阻21与并联单元1并联后与所述第二吸收电阻22连接后与所述输出端口6连接构成下支路；所述并联单元1位于第一吸收电阻21和第二吸收电阻22之间，其包括串联的第一传输线11、第二传输线12和第三传输线13。

在其中一个实施例中，所述第一传输线11、第二传输线12和第三传输线13的长度都为第二工作频率所对应波长的四分之一，所述第二工作频率按照实际需求给定。

在其中一个实施例中，所述输入微带线31和输出微带线32的长度都为第二工作频率所对应波长的二分之一。

在其中一个实施例中，所述三频负群时延微波电路的传输系数S

所述三频负群时延微波电路的群时延τ的计算公式为：

其中，X

X

X

X

X′

X′

X′

X′

Z′

其中，z

可知，虽然本案在初始设计时所述第一工作频率、第二工作频率和第三工作频率按照实际需求给定即已知三个工作频率时，基于上述设计方案，首先根据第二工作频率确定各传输线的长度后，再调节各传输线的特性阻抗，使第一和第三工作频率移到所需要的工作频率即可使得本电路工作在所需的三个频率处；同时本案所对应的电路结构可以按照实际需求进行工作频率比调节，即在第二工作频率不改变的时候，通过调整各传输线的特性阻抗，改变第一和第三工作频率，进而实现在保证输入输出端口阻抗匹配良好条件下，工作频率比可任意调节，以适合更多的各种三频系统的工作需求。

例如，本例通过增大所述第一传输线11和第二传输线12的特性阻抗，减小第三传输线13的特性阻抗，即可以实现减小本电路的第一工作频率同时增大第三工作频率；同时可以通过增大微带线3的特性阻抗，来增大第一工作频率和第三工作频率处的负群时延值。且在第二工作频率给定时，本电路的第三工作频率和第一工作频率之比值的可实现范围是3.4～11.2。

为了对本发明所提供的一种三频负群时延微波电路做进一步说明，下面以本发明技术方案为前提下进行实施的具体实例进行详细说明，但本发明的保护范围不限于下述的实施例，下述实施例中所用方法如无特别说明均为常规方法。

具体实例(1)：本实例列举所述满足多频无线电系统应用的三频负群时延微波电路在其第一工作频率为1.2GHz、第二工作频率为3.5GHz、第三工作频率为5.8GHz时的情况进行说明。

如图2所示，本发明所述的三频负群时延微波电路，实验证实其在第一工作频率1.2GHz处的群时延值为-1.08ns，第二工作频率3.5GHz处的群时延值为-1.19ns，第三工作频率5.8GHz处的群时延值为-1.09ns，实现了三频负群时延特性。如图3所示，实验证明在1.2GHz频率处，本发明所述三频负群时延微波电路的信号衰减为16.38dB，输入输出端口的回波损耗达到了16.09dB，并且在1.102GHz～1.251GHz频率范围内输入输出端口的回波损耗大于12.1dB，这说明说明输入输出端口在第一负群时延工作频率范围内获得了良好的匹配性能；在3.5GHz频率处，本发明所述三频负群时延微波电路的信号衰减为24.58dB，输入输出端口的回波损耗达到了17.6dB，并且在3.351GHz～3.652GHz频率范围内输入输出端口的回波损耗大于14.7dB，说明输入输出端口在第二负群时延工作频率范围内也获得了良好的匹配性能；在5.8GHz频率处，本发明所述新型的三频负群时延微波电路的信号衰减为18.9dB，输入输出端口的回波损耗达到了16.4dB，并且在5.694GHz～5.902GHz频率范围内输入输出端口的回波损耗大于13.2dB，说明输入输出端口在第三负群时延工作频率范围内仍获得了良好的匹配性能。

综上所述，本发明所述的一种三频负群时延微波电路实现了三频负群时延特性，并且在三个负群时延工作频率范围内输入输出端口阻抗匹配都良好，同时本发明的设计电路的方法简单实用等特点，非常适合多频无线电系统的应用。

以上所述实施例仅表达了本申请的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本申请专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本申请的保护范围。因此，本申请专利的保护范围应以所附权利要求为准。