[发明专利]一种双频带非均匀传输线阻抗变换器的设计方法及电路

摘要

本发明提供了一种双频带非均匀传输线阻抗变换器的设计方法，通过数学优化模型优化出阻抗变换器的结构尺寸，使阻抗变换器相应的传输线为非均匀传输线，使传输线在纵向方向上的宽度连续变化，从而实现了电磁波信号在传输线上的通畅传输。本发明还提供了一种双频带非均匀传输线阻抗变换器的电路，包括T型阻抗变换器、π型阻抗变换器和H型阻抗变换器，通过所述的设计方法实现的阻抗变换器，反射系数小，谐波抑制大，插损小，带宽大，物理尺寸比传统的均匀传输线阻抗变换器小以及其设计更加灵活。并且，该阻抗变换器无需任何集中电抗元件即可用于任意复数终端阻抗的匹配，资源运用少且应用范围广，经济实惠，性价比高。

主权项

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fj求出输入终端阻抗输入端的反射系数Γin(fj)；S6.构造频率目标函数S7.构造阻抗约束条件Zmin≤Z≤Zmax，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an,bn,cn,...；S10.将步骤S9得到的傅里叶系数an,bn,cn,...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an,bn,cn,...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。