CN106797064B - 微带多工器 - Google Patents

Abstract

本发明实施例公开了一种微带多工器，包括：馈电线、多个微带滤波器和信号处理网络；所述多个微带滤波器分别与所述信号处理网络连接，所述信号处理网络连接至所述馈电线；所述多个微带滤波器中的各微带滤波器的输出信号通过所述信号处理网络进行合路后通过所述馈电线输出；和/或，从所述馈电线输入的信号通过所述信号处理网络进行分路后输出至所述各微带滤波器。采用本发明实施例，可以实现将多路宽子带信号合并在一起使用的宽带多工器，且各子带具有良好的频带响应。

Description

微带多工器

技术领域

本发明涉及通信技术领域，尤其涉及一种微带多工器。

背景技术

随着通信技术的发展，通信系统日趋复杂化，通信系统内多收、发信机同时工作的现象也日益普遍。多工器(Multiplexer)是实现多收、发信机共用一副天线同时工作的重要装置，目前已广泛应用在诸多通信系统中。例如：双工器(Duplexer)是一种三端口器件，广泛应用于FDD(Frequency Division Duplexing，频分双工)系统中。

目前，现有的多工器均属于窄带结构，基于现有结构所设计的多工器仅适用于带宽较窄的场合，因此，常见的多工器主要为双工器。由于受其本身结构的影响，基于现有结构难以设计三工器、四工器、五工器等级数更高的多工器或宽带多工器。然而，在通信系统中，经常会碰到多路宽子带信号合并在一起使用的情形，因此，设计一款宽带多工器显得尤为重要。

发明内容

本发明实施例提供一种微带多工器，可以实现将多路宽子带信号合并在一起使用的宽带多工器，且各子带具有良好的频带响应。

第一方面，本发明实施例提供一种微带多工器，包括：

馈电线、多个微带滤波器和信号处理网络；

所述多个微带滤波器分别与所述信号处理网络连接，所述信号处理网络连接至所述馈电线；

所述多个微带滤波器中的各微带滤波器的输出信号通过所述信号处理网络进行合路后通过所述馈电线输出；和/或，从所述馈电线输入的信号通过所述信号处理网络进行分路后输出至所述各微带滤波器。

在第一方面的第一种可能的实现方式中，所述信号处理网络内设有威尔金森功分器，所述多个微带滤波器中的各微带滤波器为交指型微带滤波器。

在第一方面的第二种可能的实现方式中，所述信号处理网络内设有至少一个T型头；

所述T型头包括一个阻抗变换器、第一并联分支线和第二并联分支线，所述第一并联分支线和所述第二并联分支线与所述阻抗变换器呈“T”型连接，所述各微带滤波器分别与所述第一并联分支线或所述第二并联分支线连接，所述至少一个T型头中的一个阻抗变换器连接至所述馈电线；

所述T型头用于实现所述多个微带滤波器与所述馈电线的阻抗匹配。

结合第一方面的第二种可能的实现方式，在第一方面的第三种可能的实现方式中，所述阻抗变换器为四分之一波长阻抗变换器。

结合第一方面的第三种可能的实现方式，在第一方面的第四种可能的实现方式中，所述第一并联分支线和所述第二并联分支线的微带线宽度不等。

结合第一方面的第三种可能的实现方式，在第一方面的第五种可能的实现方式中，所述微带多工器还包括至少一个开路枝节，所述开路枝节的一端与所述T型头连接，所述开路枝节的另一端开路。

结合第一方面的第三种可能的实现方式，在第一方面的第六种可能的实现方式中，所述四分之一波长阻抗变换器的微带线宽度与所述馈电线的宽度不等。

结合第一方面的第二种可能的实现方式，在第一方面的第七种可能的实现方式中，与所述各微带滤波器连接的并联分支线的长度不等于相邻的并联分支线所连接的微带滤波器的中心频率对应的四分之一波长。

结合第一方面的第二种可能的实现方式，在第一方面的第八种可能的实现方式中，所述多个微带滤波器中包括一个冗余的微带滤波器，所述冗余的微带滤波器为具有带通特性的匹配负载。

结合第一方面的第二种至第八种中的任意一种可能的实现方式，在第一方面的第九种可能的实现方式中，所述微带滤波器为交指型微带滤波器。

结合第一方面的第九种可能的实现方式，在第一方面的第十种可能的实现方式中，所述交指型微带滤波器包括至少两个谐振器，所述至少两个谐振器中的各谐振器一端开路，另一端接地，与所述并联分支线连接的谐振器的微带线宽度可调。

结合第一方面或第一方面的上述任意一种可能的实现方式，在第一方面的第十一种可能的实现方式中，所述微带滤波器的引出线的馈电方式包括耦合馈电和抽头馈电。

实施本发明实施例，多个微带滤波器与信号处理网络连接，信号处理网络接收多个微带滤波器的输出信号，并对各路输出信号进行合路后通过所述馈电线输出；和/或，从所述馈电线输入的信号通过所述信号处理网络进行分路后输出至所述各微带滤波器。采用本发明实施例，可以实现将多路宽子带信号合并在一起使用的宽带多工器，且各子带具有良好的频带响应。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例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性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明实施例提供的一种微带多工器的结构示意图；

图2是本发明实施例提供的一种微带多工器的另一结构示意图；

图3是本发明实施例提供的一种微带多工器的又一结构示意图；

图4是图3提供的其中一种微带多工器的频率响应示意图；

图5是本发明实施例提供的一种微带多工器的再一结构示意图；

图6是图5提供的其中一种微带多工器的频率响应示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明实施例提供一种微带多工器，该微带多工器不仅可以将多路窄子带信号合并在一起使用，而且也可以将多路宽子带信号合并在一起使用，是一种宽带多工器。基于本发明实施例，可以设计双工器、三工器、四工器、五工器等多工器或宽带多工器，结构简单，且各子带具有良好的频带响应。具体的，所设计的微带多工器可以应用于高铁场景下的数据回传、电视广播系统、通信系统或其它系统中用于接收或发送数据的各种设备中。下面将结合附图1-附图6对该微带多工器进行详细介绍。

请参见图1，图1是本发明实施例提供的一种微带多工器的结构示意图，在本发明实施例中，该微带多工器包括：馈电线101、信号处理网络102和多个微带滤波器103。本发明实施例中，微带滤波器103的个数为N个，N≥2，具体的个数N可根据实际需要进行设定。例如：设计三工器时，N＝3；设计五工器时，N＝5；值得说明的是，本发明实施例所设计的微带多工器不局限于双工器或三工器，在各微带滤波器不存在寄生频带的情况下，理论上可以设计成任意级数的多工器或宽带多工器。为方便说明，本发明实施例中以N＝4为例来进行说明，因此，在本发明实施例中所述多工器表现为四工器，但本发明实施例并不限制于四工器。

信号处理网络102为多端口器件，包括一个合路端口和多个分路端口；各微带滤波器(1031～1034)分别与信号处理网络102的不同的分路端口连接，信号处理网络102通过合路端口连接至馈电线101，其中，馈电线101上传输用于在各微带滤波器上进行传输的多路子带信号，所述子带信号可以是窄带信号，也可以是宽带信号，馈电线101接入天线或其它处理设备(如基站)等。其中，所述子带信号是指各微带滤波器的通带信号。多个微带滤波器103中的各微带滤波器(1031～1034)输出信号至信号处理网络102，信号处理网络102对各微带滤波器的输出信号进行合路处理，将合路处理后的信号通过馈电线101进行输出；和/或，信号处理网络102将从馈电线101传送过来的输入信号进行分路处理，将分路处理后的多路信号输出至各微带滤波器(1031～1034)，从而，各微带滤波器输出各自通带内的窄带或宽带信号。

作为本发明实施例的一种可行的实施方式，信号处理网络102内设有威尔金森(Wilkinson)功分器，威尔金森功分器是一种功率分配器，用于将一路输入信号的能量分成两路或多路，输出相等或不相等的能量。由于Wilkinson功分器的自身结构特点，Wilkinson功分器具有宽频带、高隔离度、插入损耗小等优点，将Wilkinson功分器作为微带多工器的信号处理网络时，可以设计各种级数的微带多工器或宽带多工器，且各子带具有良好的频带响应，如高隔离度等等，甚至可以处理各微带滤波器的通带有交叠的情形。

作为本发明实施例的另一种可行的实施方式，信号处理网络102可以是设有阻抗变换器的非标准T型结(具体的，请参见附图3或附图5所描述的实施例)，由于非标准T型结中增设有阻抗变换器，该阻抗变换器可以实现各微带滤波器与馈电线的阻抗匹配，当其中一个子带信号反射回来时不会影响其他子带，因此，可以实现多工器的宽带化。其中，阻抗变换器的节数可根据各微带滤波器的阻抗、T型结的并联分支线的特性阻抗进行优化设置，从而，通过多节阻抗变换器可实现微带多工器的宽带宽、高隔离度，保证各子带具有良好的频带响应。

本发明实施例中，微带滤波器可以是平行耦合微带线滤波器、发夹型滤波器、四分之一波长短路短截线滤波器或交指型微带滤波器等。但作为一种优选的实施方式，各微带滤波器为交指型微带滤波器，交指型微带滤波器不仅可以设计得结构紧凑，体积小，且不存在杂散的二次谐波及偶数次谐波，能够有效抑制寄生响应，从而，可以设计更高级数的微带多工器。

在本发明实施例所描述的微带多工器中，多个微带滤波器与信号处理网络连接，信号处理网络接收多个微带滤波器的输出信号，并对各路输出信号进行合路后通过馈电线输出；和/或，从所述馈电线输入的信号通过所述信号处理网络进行分路后输出至各微带滤波器。采用本发明实施例，可以实现将多路宽子带信号合并在一起使用的宽带多工器，且各子带具有良好的频带响应。

请参见图2，图2是本发明实施例提供的一种微带多工器的另一结构示意图，在本发明实施例中，该微带多工器包括：威尔金森(Wilkinson)功分器201和交指型微带滤波器202～205。在本发明实施例中，威尔金森功分器的型号和交指型微带滤波器的个数N(N≥2)根据实际需要进行选择。例如：设计八工器时，N＝8，威尔金森功分器选择八功分的Wilkinson功分器，为方便说明，本发明实施例中以N＝4为例来进行说明，因此，在本发明实施例中所述多工器表现为四工器，但本发明实施例并不限制于四工器。

本发明实施例中，威尔金森功分器201为四功分的Wilkinson功分器，具有四个分路端口和一个合路端口。各交指型微带滤波器(202～205)分别通过不同的分路端口与威尔金森功分器201连接，威尔金森功分器201的合路端口连接至馈电线，其中，馈电线上传输有用于在各微带滤波器上进行传输的多路子带信号，馈电线接入天线或其它处理设备(如基站)等，所述多路子带信号可以是窄带信号也可以是宽带信号。威尔金森功分器结构简单易于设计，且具有端口匹配性好、低损耗、高隔离度等优点；交指型微带滤波器不仅可以设计得结构紧凑、体积小，而且不存在杂散的二次谐波及偶数次谐波，能够有效抑制寄生响应，适用于多子带的多工器设计，使所设计的微带多工器的带宽最大化。

在本发明实施例所描述的微带多工器中，威尔金森功分器可以对输入信号进行功率的合路或分路处理，多个微带滤波器的输出信号进行合路处理后通过馈电线进行输出，和/或，威尔金森功分器将从馈电线传送过来的一路输入信号进行分路处理成多路信号，将所述多路信号分别输出至各微带滤波器。采用本发明实施例，可以实现将多路宽子带信号合并在一起使用的宽带多工器，且各子带具有良好的频带响应。

请参见图3，图3是本发明实施例提供的一种微带多工器的又一结构示意图，在本发明实施例中，该微带多工器包括：馈电线301、至少一个T型头302和多个微带滤波器(303、304)。每个T型头包括一个阻抗变换器、第一并联分支线和第二并联分支线，第一并联分支线和第二并联分支线与阻抗变换器呈“T”型连接，各微带滤波器分别与第一并联分支线或第二并联分支线连接，至少一个T型头中的一个阻抗变换器与馈电线连接；其中，T型头用于实现多个微带滤波器与馈电线的阻抗匹配。

在本发明实施例中，微带滤波器的个数为N个，N≥2，具体的，个数N需根据实际需要进行设定。例如：设计三工器时，N＝3；设计五工器时，N＝5，其中，T型头的个数根据微带多工器的个数进行设置。为方便说明，本发明实施例中以N＝2为例来进行说明，因此，在本发明实施例中所述多工器表现为双工器，T型头的个数为一个，但本发明实施例并不限制于双工器，双工器仅用于描述本发明实施例，属于本发明中的其中一种形式。

T型头302包括一个阻抗变换器3021、第一并联分支线3022和第二并联分支线3023，第一并联分支线3022和第二并联分支线3023与阻抗变换器3021呈“T”型连接，T型头302用于实现多个微带滤波器(303、304)与馈电线301的阻抗匹配。通常，馈电线301由特性阻抗为50欧姆的微带线组成，当然，也可以是特性阻抗为75欧姆或其它阻值的微带线组成，具体的，可根据实际需要进行设定。为方便说明，本发明实施例中以特性阻抗为50欧姆的馈电线为例，但本发明实施例并不对此进行限制。

微带滤波器(303、304)可以是平行耦合微带线滤波器、发夹型滤波器、四分之一波长短路短截线滤波器或交指型微带滤波器等等。具体的，微带滤波器由多个谐振器和引出线组成，其中，谐振器的具体阶数可根据需要设计的微带滤波器的性能参数进行确定，本发明实施例中，为方便说明，以交指型微带滤波器为例，各交指型微带滤波器的谐振器为2阶，但本发明实施例并不对此进行限制。为方便说明，将两个微带滤波器分别称为第一滤波器303和第二滤波器304，如图3所示，第一滤波器303包括：引出线3031、第一级谐振器3032和第二级谐振器3033，第一滤波器303的第一级谐振器3032和第一滤波器303的第二谐振器3033平行排列。第二滤波器304包括：引出线3041、第一级谐振器3042和第二级谐振器3043，第二滤波器304的第一级谐振器3042和第二滤波器304的第二级谐振器3043平行排列。通常，引出线由特性阻抗为50欧姆的微带线组成，微带滤波器的引出线的馈电方式包括耦合馈电和抽头馈电，为方便说明，本发明实施例以抽头馈电的方式为例。第一滤波器303的引出线3031、第二滤波器304的引出线3041和馈电线301具有相同的特性阻抗，如均为50欧姆的特性阻抗，从而，微带线宽度相等。每个谐振器的长度接近滤波器通带内中心频率对应的四分之一波长，并且一端接地，另一端开路，且相邻谐振器的开路端方向相反，其中，各谐振器可以为圆杆也可以为矩形杆，本发明实施例中以矩形杆为例。具体的，每个谐振器的长度、宽度及相邻谐振器间的缝隙宽度根据所要设计的目标微带滤波器的通带带宽、中心频率、Q值、插入损耗、回波损耗等性能参数的约束进行优化设定，另外，由于输入、输出引出线的抽头位置对输入、输出的阻抗有影响，因此，引出线的抽头位置也需要根据已知的性能参数进行优化设定。例如：在交指型微带滤波器中，微带滤波器的带宽影响谐振器的阶数，通常，带宽越宽，谐振器的阶数越大；微带滤波器的插入损耗、互耦系数等决定谐振器间的缝隙宽度；Q值影响谐振器的微带线宽度等。

其中，T型头302与馈电线301连接，第一滤波器303和第二滤波器304分别与T型头302连接。具体可以是，第一滤波器303的第一级谐振器3032和T型头302的第一并联分支线3022垂直连接，第二滤波器304的第一级谐振器3042和T型头302的第二并联分支线3023垂直连接，微带滤波器的引出线(3041、3031)的馈电方式包括耦合馈电和抽头馈电；第一并联分支线3022和第二并联分支线3023与阻抗变换器3021呈“T”型连接，阻抗变换器3021与馈电线301连接。阻抗变换器3021用于实现包括第一并联分支线3022、第一滤波器303的第一支路和第二并联分支线3023、第二滤波器304的第二支路与馈电线301的阻抗匹配，使第一支路和第二支路的并联阻抗与馈电线301的特性阻抗相等，从而，保证最大限度的阻抗匹配和通带隔离。本发明实施例中的T型头为非标准T型结，第一并联分支线3022和第二并联分支线3023的微带线宽度可以相等也可以不等，具体的需根据实际情况进行优化设定。所设计的多工器是一种宽带结构，不仅可以实现多路窄子带滤波器的阻抗匹配，而且可以实现多路宽子带滤波器的阻抗匹配，且具有良好的频带响应。

请参见图4，图4是图3提供的其中一种微带多工器的频率响应示意图，包括插入损耗频率响应{dB(1，2)、dB(1，3)}、回波损耗频率响应dB(1，1)及隔离度dB(2，3)。从图中可以看出，所设计的双工器为宽带多工器，各滤波器的通带带宽为300Mhz左右，且具有良好的频带响应和隔离度，而现有多工器中各滤波器的通带带宽通常较窄，一般在20～80MHz之间，是一种窄带多工器。

在本发明实施例所描述的微带多工器中，T型头中的阻抗变换器可以实现该T型头两臂支路与阻抗变换器所连接的传输线的阻抗匹配，保证最大限度的阻抗匹配和通带隔离。采用本发明实施例，可以实现将多路宽子带信号合并在一起使用的多工器或宽带多工器，且各子带具有良好的频带响应。

请参见图5，图5是本发明实施例提供的一种微带多工器的再一结构示意图，在本发明实施例中，该微带多工器包括：馈电线408、多个T型头(401、402、403)和多个微带滤波器(404、405、406、407)。本发明实施例中，以微带滤波器的个数为4个来进行说明，T型头的个数由微带滤波器的个数确定，相应的，T型头的个数为3个，值得说明的是，本发明实施例并不限制于四工器，凡是基于本发明实施例的微带多工器结构设计的其它级数多工器均属于本发明的保护范围。

为方便说明，将三个T型头分别称为第一级T型头401、第二级T型头402和第三级T型头403；将四个微带滤波器分别称为第一滤波器404、第二滤波器405、第三滤波器406和第四滤波器407。本发明实施例中，所述微带滤波器可以优选为交指型微带滤波器，交指型微带滤波器可以设计成结构紧凑，体积小，且不存在杂散的二次谐波及偶数次谐波，能够有效抑制寄生响应。每个交指型微带滤波器包括至少两个谐振器，谐振器的具体阶数可根据需要设计的目标微带滤波器的性能参数进行优化设置。各谐振器一端接地(图中未示出)，另一端开路，且相邻谐振器的开路端方向相反，各谐振器的长度接近所属滤波器的中心频率对应的四分之一波长，具体的长度可根据滤波器的性能参数进行优化设定，其中，各谐振器可以为圆杆也可以为矩形杆，本发明实施例中以矩形杆为例，谐振器的阶数以四阶为例。具体的，微带滤波器可以根据所要设计的目标微带滤波器的通带、中心频率、插入损耗、回波损耗等性能参数的约束进行优化设计，本发明实施例不再详细阐述。

每个T型头包括一个阻抗变换器和两个并联分支线，为方便说明，将所述两个并联分支线分别称为第一并联分支线和第二并联分支线，每个并联分支线的微带线宽度根据阻抗匹配的需要进行设定，可以相等也可以不等，其中，宽度不等时对应不同的特性阻抗的微带线，执行优化操作前，将第一并联分支线和第二并联分支线的微带线宽度初始化为馈电线的宽度。第一并联分支线、第二并联分支线与对应的阻抗变换器呈“T”型连接，每个T型头中的阻抗变换器用于实现两个并联分支线所在支路与所述阻抗变换器所连接的传输线的阻抗匹配。通常，优化完毕后，第一并联分支线和第二并联分支线的微带线宽度不等，即第一并联分支线和第二并联分支线对应不同特性阻抗的微带线，该特性阻抗不一定是馈电线的特性阻抗，从而实现最大限度的阻抗匹配和通带隔离。

本发明实施例中，所述阻抗变换器可以优选为四分之一波长阻抗变换器，所述四分之一波长阻抗变换器可以是多节阻抗变换器相级联的方式，在多节阶梯式阻抗变换器中，若各阻抗阶梯所产生的反射波彼此抵消，便可以使匹配的频带得以展宽，从而，可以将多工器设计为宽带多工器，实现多路宽子带信号的频分复用。

第一级T型头401包括阻抗变换器4011、第一并联分支线4012和第二并联分支线4013；第二级T型头402包括阻抗变换器4021、第一并联分支线4022和第二并联分支线4023；第三级T型头403包括阻抗变换器4031、第一并联分支线4032和第二并联分支线4033。第一滤波器404包括第一级谐振器4041、第二级谐振器4042、第三级谐振器4043、第四级谐振器4044和引出线4045，第一滤波器404的引出线4045与第一滤波器404的第四级谐振器4044垂直连接；第二滤波器405包括第一级谐振器4051、第二级谐振器4052、第三级谐振器4053、第四级谐振器4054和引出线4055，第二滤波器405的引出线4055与第二滤波器405的第四级谐振器4054垂直连接；第三滤波器406包括第一级谐振器4061、第二级谐振器4062、第三级谐振器4063、第四级谐振器4064和引出线4065，第三滤波器406的引出线4065与第三滤波器406的第四级谐振器4064垂直连接；第四滤波器407包括第一级谐振器4071、第二级谐振器4072、第三级谐振器4073、第四级谐振器4074和引出线4075，第四滤波器407的引出线4075与第四滤波器407的第四级谐振器4074垂直连接。其中，每个谐振器的长度接近滤波器通带内中心频率对应的四分之一波长，具体的，可根据所要设计的微带滤波器的性能参数进行优化设定，各微带滤波器内的相邻谐振器呈耦合关系。各滤波器的引出线的馈电方式包括耦合馈电和抽头馈电，图中所示的各引出线的馈电方式为抽头馈电，具体的抽头位置可以根据滤波器的频率响应特性进行优化。

第一滤波器404的第一级谐振器4041与第二级T型头402的第一并联分支线4022垂直连接，第二滤波器405的第一级谐振器4051与第二级T型头402的第二并联分支线4023垂直连接；第二级T型头402的第一并联分支线4022、第二级T型头402的第二并联分支线4023与第二级T型头402的阻抗变换器4021呈“T”型连接；第三滤波器406的第一级谐振器4061与第三级T型头403的第一并联分支线4032垂直连接，第四滤波器407的第一级谐振器4071与第三级T型头403的第二并联分支线4033连接，第三级T型头403的第一并联分支线4032、第三级T型头403的第二并联分支线4033与第三级T型头403的阻抗变换器4031呈“T”型连接；第二级T型头402的阻抗变换器4021与第一级T型头401的第一并联分支线4012连接，第三级T型头403的阻抗变换器4031与第一级T型头401的第二并联分支线4013连接；第一级T型头401的第一并联分支线4012、第一级T型头401的第二并联分支线4013与第一级T型头401的阻抗变换器4011呈“T”型连接；第一级T型头401的阻抗变换器4011与馈电线408连接。其中，各谐振器的宽度不一定相等，各微带滤波器的谐振器上可以根据需要引入开路枝节产生传输零点，使滤波器在特定频点的输入阻抗为零，改善微带滤波器的近端抑制。

其中，T型头中的阻抗变换器用于实现该T型头的两个并联分支线所在支路与上一级传输线(与该T型头中的阻抗变换器连接的传输线)的阻抗匹配。例如：第一级T型头401的阻抗变换器4011将第一级T型头401的第一并联分支线4012和第二并联分支线4013所在支路的阻抗匹配至馈电线408(与第一级T型头401的阻抗变换器4011连接的传输线为馈电线408)的特性阻抗；第二级T型头402的阻抗变换器4021将第二级T型头402的第一并联分支线4022和第二并联分支线4023所在支路的阻抗匹配至第一级T型头401的第一并联分支线4012(与第二级T型头402的阻抗变换器4021连接的传输线为第一级T型头401的第一并联分支线4012)的特性阻抗；第三级T型头403的阻抗变换器4031将第三级T型头403的第一并联分支线4032和第二并联分支线4033所在支路的阻抗匹配至第一级T型头401的第二并联分支线4013(与第三级T型头403的阻抗变换器4031连接的传输线为第一级T型头401的第二并联分支线4013)的特性阻抗。在阻抗匹配过程中，各级T型头的第一并联分支线和第二并联分支线的微带线宽度可以不等，从而可以实现最大限度的阻抗匹配和通带隔离，并保证具有良好的频率响应。

在一实施例中，四分之一波长阻抗变换器(4011、4021、4031)的微带线宽度与馈电线408的宽度可以不相等，具体的需根据实际情况进行优化设定。通常，由于多个微带滤波器的频率响应各异，为实现阻抗匹配，各阻抗变换器所用的微带线的特性阻抗与馈电线408的特性阻抗不同，从而，阻抗变换器(4011、4021、4031)的微带线宽度与馈电线408的宽度不等，如图5中所描述的四工器，各阻抗变换器的微带线宽度不等。值得说明的是，阻抗变换器的微带线宽度在某些特定情况下也可以与馈电线408的宽度相等。例如：阻抗变换器4011的两个并联分支线所在支路的阻抗分别为100欧姆，馈电线的特性阻抗为50欧姆时，由于两个并联分支线所在支路并联后的阻抗为50欧姆，与馈电线的特性阻抗相等，因此，阻抗变换4011所采用的微带线为特性阻抗是50欧姆的微带线，从而，阻抗变换器4011的微带线宽度与馈电线408的宽度相等。本发明实施例中，各阻抗变换器和各并联分支线可以通过采用不同的特性阻抗的传输线实现阻抗匹配与通带隔离。

在本发明实施例中，各微带滤波器分别与T型头中的一个并联分支线连接，与各微带滤波器连接的并联分支线的长度可以不等于相邻的并联分支线所连接的微带滤波器的中心频率对应的四分之一波长，具体的，可根据实际需要进行设定。例如：请参见图5，可知，第一滤波器404与第二级T型头402的第一并联分支线4022连接，与该第二级T型头402的第一并联分支线4022相邻的并联分支线为第二级T型头402的第二并联分支线4023，与第二级T型头402的第二并联分支线4023连接的是第二滤波器405，第二级T型头402的第一并联分支线4022的长度不一定等于第二滤波器405的中心频率对应的四分之一波长，第二级T型头402的第二并联分支线4023的长度不一定等于第一滤波器404的中心频率对应的四分之一波长；相应的，第三级T型头403的第一并联分支线4032的长度不一定等于第四滤波器407的中心频率对应的四分之一波长，第三级T型头403的第二并联分支线4033的长度不一定等于第三滤波器406的中心频率对应的四分之一波长。具体的，可根据各微带滤波器的频率响应特性等性能参数、馈电线的特性阻抗等进行优化设定，通常，与各微带滤波器连接的并联分支线的长度不等于相邻的并联分支线所连接的微带滤波器的中心频率对应的四分之一波长，以更好的实现阻抗匹配。

在一实施例中，各微带滤波器的第一级谐振器的微带线宽度可调，其中，第一级谐振器是指与T型头中的一个并联分支线相连接的谐振器。例如：请参见图5，第一滤波器404的第一级谐振器4041、第二滤波器405的第一级谐振器4051、第一滤波器406的第一级谐振器4061和第四滤波器407的第一级谐振器4071的微带线宽度可调，在阻抗匹配的优化过程中，各谐振器之间的缝隙宽度也可以一同进行优化，从而，保证第一级谐振器与所连接的并联分支线的匹配。

在另一实施例中，所设计的微带多工器还可以包括至少一个开路枝节，所述开路枝节的一端与T型头连接，另一端开路(图中未示出)，其中，所述开路枝节也可是扇形电容。通过改变开路枝节的长度或不同阻抗的扇形电容引入不同的感抗或容抗，从而更好的实现各级阻抗的阻抗匹配，改善各微带滤波器的频带响应。

值得说明的是，采用本发明实施例设计微带多工器时，为避免其中一个子带的频带响应不理想的情况，可以采用冗余设计的方法进行设计，如采用冗余的微带滤波器作为枝节负载，取代简单的短路开路线作为负载的传统方法，从而实现其它微带滤波器与T型头更佳的阻抗匹配。可选的，可以是微带多工器的多个微带滤波器中包括一个冗余的微带滤波器，该冗余的微带滤波器作为具有带通特性的匹配负载，用于提升T型头的匹配效果，改善其它微带滤波器的频带响应。例如：设计三工器时，采用四个微带滤波器，按照四工器的要求进行设计，将冗余的微带滤波器作为负载，该负载具有带通特性；再例如：若设计五工器，采用六个微带滤波器，将冗余的微带滤波器作为具有带通特性的匹配负载，从而，实现复杂T型头无法达到的匹配效果，改善各微带滤波器的频带响应。

请参见图6，图6是图5提供的其中一种微带多工器的频率响应示意图，包括插入损耗频率响应{dB(1，2)、dB(1，3)、dB(1，4)、dB(1，5)}及回波损耗频率响应dB(1，1)，从图中可以看出，所设计的四工器为宽带多工器，各滤波器的通带带宽为300Mhz左右，且各微带滤波器具有良好的频带响应。

在本发明实施例所描述的微带多工器中，多个微带滤波器与至少一个T型头连接，其中，T型头包括一个阻抗变换器、第一并联分支线和第二并联分支线，第一并联分支线和第二并联分支线与阻抗变换器呈“T”型连接，多个微带滤波器分别与T型头的一个并联分支线连接，其中一个T型头的阻抗变换器与馈电线连接。采用本发明实施例，可以实现将多路宽子带信号合并在一起使用的宽带多工器，且各子带具有良好的频带响应。

值得说明的是，在说明书中所提及的术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。

以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，在不脱离本发明原理的前提下，仍属于本发明所涵盖的范围。

Claims (22)

1.一种微带多工器，包括馈电线，其特征在于，还包括：多个微带滤波器和信号处理网络；

所述多个微带滤波器分别与所述信号处理网络连接，所述信号处理网络连接至所述馈电线；

所述多个微带滤波器中的各微带滤波器的输出信号通过所述信号处理网络进行合路后通过所述馈电线输出；从所述馈电线输入的信号通过所述信号处理网络进行分路后输出至所述各微带滤波器；

所述信号处理网络内设有至少一个T型头；

所述T型头包括一个阻抗变换器、第一并联分支线和第二并联分支线，所述第一并联分支线和所述第二并联分支线与所述阻抗变换器呈“T”型连接，所述多个微带滤波器包括两个分别与所述第一并联分支线和所述第二并联分支线相连的微带滤波器，所述至少一个T型头中的一个阻抗变换器连接至所述馈电线，每个所述T型头中的阻抗变换器用于实现所述第一并联分支线所在的第一支路以及所述第二并联分支线所在的第二支路，与所述阻抗变换器所连接的馈电线的阻抗匹配。

2.如权利要求1所述的微带多工器，其特征在于，所述信号处理网络内设有威尔金森功分器，所述多个微带滤波器中的各微带滤波器为交指型微带滤波器。

3.如权利要求1所述的微带多工器，其特征在于，所述T型头包括的阻抗变换器的节数根据各个所述微带滤波器的阻抗、所述第一并联分支线的特性阻抗以及所述第二并联分支线的特性阻抗进行设置。

4.如权利要求1所述的微带多工器，其特征在于，所述阻抗变换器为四分之一波长阻抗变换器。

5.如权利要求4所述的微带多工器，其特征在于，所述第一并联分支线和所述第二并联分支线的微带线宽度不等。

6.如权利要求4所述的微带多工器，其特征在于，还包括至少一个开路枝节，所述开路枝节的一端与所述T型头连接，所述开路枝节的另一端开路。

7.如权利要求4所述的微带多工器，其特征在于，所述四分之一波长阻抗变换器的微带线宽度与所述馈电线的宽度不等。

8.如权利要求1所述的微带多工器，其特征在于，与所述各微带滤波器连接的并联分支线的长度不等于相邻的并联分支线所连接的微带滤波器的中心频率对应的四分之一波长。

9.如权利要求1所述的微带多工器，其特征在于，所述多个微带滤波器中包括一个冗余的微带滤波器，所述冗余的微带滤波器为具有带通特性的匹配负载。

10.如权利要求1-9任一项所述的微带多工器，其特征在于，所述微带滤波器为交指型微带滤波器。

11.如权利要求10所述的微带多工器，其特征在于，所述交指型微带滤波器包括至少两个谐振器，所述至少两个谐振器中的各谐振器一端开路，另一端接地，与所述并联分支线连接的谐振器的微带线宽度可调。

12.如权利要求1-9任一项所述的微带多工器，其特征在于，所述微带滤波器的引出线的馈电方式包括耦合馈电和抽头馈电。

13.一种微带多工器，包括馈电线，其特征在于，还包括：多个微带滤波器和信号处理网络；

所述多个微带滤波器分别与所述信号处理网络连接，所述信号处理网络连接至所述馈电线；

所述多个微带滤波器中的各微带滤波器的输出信号通过所述信号处理网络进行合路后通过所述馈电线输出；从所述馈电线输入的信号通过所述信号处理网络进行分路后输出至所述各微带滤波器；

所述信号处理网络包括第一级T型头、第二级T型头和第三级T型头；第一级T型头包括阻抗变换器、第一并联分支线和第二并联分支线；所述第二级T型头及第三级T型头分别与所述第一并联分支线及第二并联分支线相连，所述多个微带滤波器分别与所述第二级T型头和第三级T型头相连，所述第一级T型头中的阻抗变换器用于实现所述第一并联分支线所在的第一支路以及所述第二并联分支线所在的第二支路，与所述阻抗变换器所连接的馈电线的阻抗匹配。

14.如权利要求13所述的微带多工器，其特征在于，所述信号处理网络内设有威尔金森功分器，所述多个微带滤波器中的各微带滤波器为交指型微带滤波器。

15.如权利要求13所述的微带多工器，其特征在于，所述第一级T型头包括的阻抗变换器的节数根据各个所述微带滤波器的阻抗、所述第一并联分支线的特性阻抗以及所述第二并联分支线的特性阻抗进行设置。

16.如权利要求13所述的微带多工器，其特征在于，所述阻抗变换器为四分之一波长阻抗变换器。

17.如权利要求16所述的微带多工器，其特征在于，所述第一并联分支线和所述第二并联分支线的微带线宽度不等。

18.如权利要求16所述的微带多工器，其特征在于，还包括至少一个开路枝节，所述开路枝节的一端与所述T型头连接，所述开路枝节的另一端开路。

19.如权利要求16所述的微带多工器，其特征在于，所述四分之一波长阻抗变换器的微带线宽度与所述馈电线的宽度不等。

20.如权利要求13-19任一项所述的微带多工器，其特征在于，所述微带滤波器为交指型微带滤波器。

21.如权利要求20所述的微带多工器，其特征在于，所述交指型微带滤波器包括至少两个谐振器，所述至少两个谐振器中的各谐振器一端开路，另一端接地，与所述并联分支线连接的谐振器的微带线宽度可调。

22.如权利要求13-19任一项所述的微带多工器，其特征在于，所述微带滤波器的引出线的馈电方式包括耦合馈电和抽头馈电。