[发明专利]一种多入多出腔体输出多工器及设计方法

权利要求书

1.一种多入多出腔体输出多工器，其特征在于：包括至少两个多工器腔体，每个多工器腔体均包括多分支波导(111)、与多分支波导(111)耦合的多个通道滤波器(112)，多分支波导(111)设有输入端口(7)；

不同多工器腔体的通道滤波器(112)侧面并靠在一起，不同多工器腔体的需要合路的通道滤波器(112)相对，且相对的需要合路的通道滤波器(112)的输出端口连接同一合路器；

所述通道滤波器(112)包括多个谐振腔体，谐振腔体为带倒角的方形谐振腔体或圆形谐振腔体，谐振腔体间产生耦合窗；

多工器腔体个数为2~5个，从每个通道滤波器的输出端口输出的信号为2~16路，每个所述多工器腔体包含的通道滤波器个数为2~10个；每个合路器连通2~4路的通道滤波器。

2.根据权利要求1所述的一种多入多出腔体输出多工器，其特征在于：所述多工器腔体与合路器之间设有相位垫片(6)。

3.根据权利要求1所述的一种多入多出腔体输出多工器，其特征在于：不同所述多工器腔体的输入信号为互不相关的宽带信号，输入信号频率有交叠或各不相同。

4.根据权利要求1所述的一种多入多出腔体输出多工器，其特征在于：所述多分支波导(111)内设有补偿柱(5)，补偿柱(5)位于多分支波导(111)正对于通道滤波器(112)谐振腔体的侧壁。

5.根据权利要求1所述的一种多入多出腔体输出多工器，其特征在于：相并靠的两个所述多工器腔体分别位于一个结构件的正面和反面。

6.根据权利要求1所述的一种多入多出腔体输出多工器，其特征在于：一端耦合所述多分支波导(111)、一端连接合路器的通道滤波器(112)的输入耦合量与输出耦合量相等。

7.根据权利要求6所述的一种多入多出腔体输出多工器，其特征在于：所述通道滤波器(112)两端口的谐振腔室进行反向失谐，通道滤波器(112)一端的谐振腔室的频率高于通道滤波器(112)的中心频率，通道滤波器(112)另一端的谐振腔室的频率低于通道滤波器(112)的中心频率。

8.根据权利要求7所述的一种多入多出腔体输出多工器，其特征在于：所述通道滤波器(112)两端的谐振腔室的频率低于或高出通道滤波器(112)中心频率的量为变化值，变化值为通道滤波器(112)带宽的30~70%；各路所述通道滤波器(112)的中心频率为3GHz~50GHz。

9.权利要求1-8任一所述的一种多入多出腔体输出多工器的设计方法，其特征在于：包括

S1:通道滤波器的耦合矩阵的输入耦合量等于输出耦合量，并结合滤波器综合方法，获得通道滤波器的输入和输出耦合矩阵；

S2:结合通道滤波器的输入和输出耦合矩阵、通过特征模求解器计算得到通道滤波器的中心频率，根据通道滤波器的中心频率、结合通道滤波器的带宽，对通道滤波器两端口的谐振腔室进行反向失谐，获得通道滤波器两端口的谐振腔的频率；

S3:由本征模求解方式得到通道滤波器的谐振腔体之间的腔间耦合窗，在仿真软件HFSS中建立具有该腔间耦合窗的两腔的模型，通过特征模求解器计算出两腔之间的耦合量，两腔之间的耦合量等于耦合系数与设计带宽的乘积，即：Coup=M_ij×B_w，M_ij为通道滤波器的耦合矩阵第i行第j列的耦合系数；B_w为设计带宽；Coup为两腔之间的耦合量；

利用对应耦合矩阵计算获得通道滤波器的输入输出耦合窗口，调整耦合窗大小，使仿真的群时延与耦合矩阵计算出的群时延相等，得出滤波器的输入输出窗口耦合窗口尺寸；

S4:根据步骤S1-S3的计算结果，对通道滤波器进行整体仿真，根据仿真结果，设计多工器的具体结构；

S5:根据仿真结果，设计出腔体滤波器的物理尺寸，多工器的盖板装在结构件上形成多工器腔体，多工器腔体上设有输入端口和输出端口。