CN114497943B - 一种超宽带可重构路由网络以及频带分配的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种超宽带可重构路由网络以及使用所述超宽带可重构路由网络进行频带分配的方法。所述超宽带可重构路由网络为由若干WILKINSON功分器和若干频分器组成的N层层级结构，N≥2且N为整数；第n层结构仅由2n‑1个WILKINSON功分器组成或仅由2n‑1个频分器组成，n＝1,2,…,N。本发明基于WILKINSON功分器和频分器来实现超宽带可重构路由网络，那么通过调整频分器的频率分配点，并对WILKINSON功分器进行匹配设计，即可实现电磁波频段内任意的频段分配，从而将超宽带可重构路由网络的各个输出置于天线需要的不同的电磁波频段内。

Description

一种超宽带可重构路由网络以及频带分配的方法
技术领域
本发明涉及微波电路中的超宽带路由网络技术领域，具体而言，涉及一种超宽带可重构路由网络以及频带分配的方法。
背景技术
微波电路中的超宽带路由网络由功分器构成，尤其以多节WILKINSON功分器为主。多节WILKINSON功分器如图1所示，由多节WILKINSON功分器构成的超宽带路由网络如图2所示。
由多节WILKINSON功分器构成的超宽带路由网络，所有输出端均为相同的电磁波频段，无法实现射频可重构功能，即各个输出端口的电磁波频段不同。
国内外现有的超宽带路由网络均由各种类型的功分器构成，虽然不局限于WILKINSON功分器，但具有可重构功能的超宽带路由网络未见专利和文献报道。
发明内容
本发明旨在提供一种超宽带可重构路由网络以及频带分配的方法，以解决目前缺乏具有可重构功能的超宽带路由网络的问题。
本发明提供的一种超宽带可重构路由网络，所述超宽带可重构路由网络为由若干WILKINSON功分器和若干频分器组成的N层层级结构，N≥2且N为整数；第n层结构仅由2n-1个WILKINSON功分器组成或仅由2n-1个频分器组成，n＝1,2,…,N。
进一步的，每层结构交替使用WILKINSON功分器或频分器组成。
进一步的，第2层结构由频分器组成。
在一个实施例中，N＝3；则所述超宽带可重构路由网络为由5个WILKINSON功分器和2个频分器组成的3层层级结构；其中：
第1层结构为1个WILKINSON功分器；
第2层结构为2个频分器；
第3层结构为4个WILKINSON功分器；
第1层结构的1个WILKINSON功分器的输入端作为所述超宽带可重构路由网络的射频信号输入端；第1层结构的1个WILKINSON功分器的输出端分别连接第2层结构的2个频分器的输入端；第2层结构的2个频分器的输出端分别连接第3层结构的4个WILKINSON功分器的输入端；第3层结构的4个WILKINSON功分器的输出端作为所述超宽带可重构路由网络的射频信号输出端。
在一个实施例中，N＝3；则所述超宽带可重构路由网络为由4个WILKINSON功分器和3个频分器组成的3层层级结构；其中：
第1层结构为1个频分器；
第2层结构为2个频分器；
第3层结构为4个WILKINSON功分器；
第1层结构的1个频分器的输入端作为所述超宽带可重构路由网络的射频信号输入端；第1层结构的1个频分器的输出端分别连接第2层结构的2个频分器的输入端；第2层结构的2个频分器的输出端分别连接第3层结构的4个WILKINSON功分器的输入端；第3层结构的4个WILKINSON功分器的输出端作为所述超宽带可重构路由网络的射频信号输出端。
本发明还提供一种使用上述的超宽带可重构路由网络进行频带分配的方法，所述方法包括：
通过调整频分器的频率分配点，并对WILKINSON功分器进行匹配设计，来调整所述超宽带可重构路由网络输出的射频输出信号的频段。
综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：
本发明基于WILKINSON功分器和频分器来实现超宽带可重构路由网络，那么通过调整频分器的频率分配点，并对WILKINSON功分器进行匹配设计，即可实现电磁波频段内任意的频段分配，从而将超宽带可重构路由网络的各个输出置于天线需要的不同的电磁波频段内。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，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相关的附图。
图1为WILKINSON功分器的电路拓扑图。
图2为仅由WILKINSON功分器构成的超宽带路由网络的电路拓扑图。
图3为本发明实施例1的超宽带可重构路由网络的电路拓扑图。
图4为本发明实施例2的超宽带可重构路由网络的电路拓扑图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。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。
本发明提出一种超宽带可重构路由网络，所述超宽带可重构路由网络为由若干WILKINSON功分器和若干频分器组成的N层层级结构，N≥2且N为整数；第n层结构仅由2n-1个WILKINSON功分器组成或仅由2n-1个频分器组成，n＝1,2,…,N。
进一步，第2～N层结构中，每层结构交替使用WILKINSON功分器或频分器组成。
再进一步，第2层结构由频分器组成。
即，本实施例基于WILKINSON功分器和频分器来实现超宽带可重构路由网络，那么通过调整频分器的频率分配点，并对WILKINSON功分器进行匹配设计，即可实现电磁波频段内任意的频段分配，从而将超宽带可重构路由网络的各个输出置于天线需要的不同的电磁波频段内。
由此，使用上述的超宽带可重构路由网络进行频带分配的方法包括：
通过调整频分器的频率分配点，并对WILKINSON功分器进行匹配设计，来调整所述超宽带可重构路由网络输出的射频输出信号的频段。
实施例1
如图3所示，本实施例提出的一种用于0.3GHz～2.0GHz频段分配的超宽带可重构路由网络，即N＝3；则所述超宽带可重构路由网络为由5个WILKINSON功分器和2个频分器组成的3层层级结构；其中：
第1层结构为1个WILKINSON功分器；
第2层结构为2个频分器；
第3层结构为4个WILKINSON功分器；
第1层结构的1个WILKINSON功分器的输入端作为所述超宽带可重构路由网络的射频信号输入端；第1层结构的1个WILKINSON功分器的输出端分别连接第2层结构的2个频分器的输入端；第2层结构的2个频分器的输出端分别连接第3层结构的4个WILKINSON功分器的输入端；第3层结构的4个WILKINSON功分器的输出端作为所述超宽带可重构路由网络的射频信号输出端。
以分配0.3GHz～2.0GHz的超宽带射频信号为例，使用上述的超宽带可重构路由网络进行频带分配的方法包括：
第1层结构的WILKINSON功分器1将输入的0.3GHz～2.0GHz的射频信号一分为二，输出两路射频信号分别进入第2层结构的2个频分器，即频分器6和频分器7；输入频分器6的射频信号为0.3GHz～1.1GHz，输入频分器7的输入信号为1.1GHz～2.0GHz；频分器6和频分器7为WILKINSON功分器1提供了一个50Ω的匹配负载，WILKINSON功分器1的射频输入和射频输出均处于匹配状态；
频分器6继续将射频信号0.3GHz～1.1GHz一分为二，输出两路射频信号分别进入第3层结构的2个WILKINSON功分器，即WILKINSON功分器2和WILKINSON功分器3；输入WILKINSON功分器2的射频信号为0.3GHz～0.7GHz，输入WILKINSON功分器3的射频信号为0.7GHz～1.1GHz；WILKINSON功分器2在0.3GHz～0.7GHz内匹配，WILKINSON功分器3在0.7GHz～1.1GHz内匹配。
频分器7继续将射频信号1.1GHz～2.0GHz一分为二，输出两路射频信号分别进入第3层结构的另外2个WILKINSON功分器，即WILKINSON功分器4和WILKINSON功分器5；输入WILKINSON功分器4的射频信号为1.1GHz～1.4GHz，输入WILKINSON功分器5的射频信号为1.4GHz～2.0GHz；WILKINSON功分器4在1.1GHz～1.4GHz内匹配，WILKINSON功分器5在1.4GHz～2.0GHz内匹配。
至此，该超宽带可重构路由网络将输入的0.3GHz～2.0GHz超宽带射频信号，按天线的要求分配成4个频段：0.3GHz～0.7GHz，0.7GHz～1.1GHz，1.1GHz～1.4GHz和1.4GHz～2.0GHz。
实施例2
如图4所示，本实施例提出的一种用于0.3GHz～2.0GHz频段分配的超宽带可重构路由网络，即N＝3；则所述超宽带可重构路由网络为由4个WILKINSON功分器和3个频分器组成的3层层级结构；其中：
第1层结构为1个频分器；
第2层结构为2个频分器；
第3层结构为4个WILKINSON功分器；
第1层结构的1个频分器的输入端作为所述超宽带可重构路由网络的射频信号输入端；第1层结构的1个频分器的输出端分别连接第2层结构的2个频分器的输入端；第2层结构的2个频分器的输出端分别连接第3层结构的4个WILKINSON功分器的输入端；第3层结构的4个WILKINSON功分器的输出端作为所述超宽带可重构路由网络的射频信号输出端。
以分配0.3GHz～2.0GHz的超宽带射频信号为例，使用上述的超宽带可重构路由网络进行频带分配的方法包括：
第1层结构的频分器11将输入的0.3GHz～2.0GHz的射频信号一分为二，输出两路射频信号分别进入第2层结构的2个频分器，即频分器12和频分器13；输入频分器12的射频信号为0.3GHz～1.1GHz，输入频分器13的输入信号为1.1GHz～2.0GHz；频分器12和频分器13为频分器11提供了一个50Ω的匹配负载，频分器11的射频输入和射频输出均处于匹配状态；
频分器12继续将射频信号0.3GHz～1.1GHz一分为二，输出两路射频信号分别进入第3层结构的2个WILKINSON功分器，即WILKINSON功分器14和WILKINSON功分器15；输入WILKINSON功分器14的射频信号为0.3GHz～0.7GHz，输入WILKINSON功分器15的射频信号为0.7GHz～1.1GHz；WILKINSON功分器14在0.3GHz～0.7GHz内匹配，WILKINSON功分器15在0.7GHz～1.1GHz内匹配。
频分器13继续将射频信号1.1GHz～2.0GHz一分为二，输出两路射频信号分别进入第3层结构的另外2个WILKINSON功分器，即WILKINSON功分器16和WILKINSON功分器17；输入WILKINSON功分器16的射频信号为1.1GHz～1.4GHz，输入WILKINSON功分器17的射频信号为1.4GHz～2.0GHz；WILKINSON功分器16在1.1GHz～1.4GHz内匹配，WILKINSON功分器17在1.4GHz～2.0GHz内匹配。
至此，该超宽带可重构路由网络将输入的0.3GHz～2.0GHz超宽带射频信号，按天线的要求分配成4个频段：0.3GHz～0.7GHz，0.7GHz～1.1GHz，1.1GHz～1.4GHz和1.4GHz～2.0GHz。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种超宽带可重构路由网络，其特征在于，所述超宽带可重构路由网络为由若干WILKINSON功分器和若干频分器组成的N层层级结构，N≥2且N为整数；第n层结构仅由2n-1个WILKINSON功分器组成或仅由2n-1个频分器组成，n＝1,2,…,N；第1层结构由WILKINSON功分器或频分器组成，第2层结构由频分器组成；第2～N层结构中，每层结构交替使用WILKINSON功分器或频分器组成。
2.根据权利要求1所述的超宽带可重构路由网络，其特征在于，N＝3；则所述超宽带可重构路由网络为由5个WILKINSON功分器和2个频分器组成的3层层级结构；其中：
第1层结构为1个WILKINSON功分器；
第2层结构为2个频分器；
第3层结构为4个WILKINSON功分器；
第1层结构的1个WILKINSON功分器的输入端作为所述超宽带可重构路由网络的射频信号输入端；第1层结构的1个WILKINSON功分器的输出端分别连接第2层结构的2个频分器的输入端；第2层结构的2个频分器的输出端分别连接第3层结构的4个WILKINSON功分器的输入端；第3层结构的4个WILKINSON功分器的输出端作为所述超宽带可重构路由网络的射频信号输出端。
3.根据权利要求1所述的超宽带可重构路由网络，其特征在于，N＝3；则所述超宽带可重构路由网络为由4个WILKINSON功分器和3个频分器组成的3层层级结构；其中：
第1层结构为1个频分器；
第2层结构为2个频分器；
第3层结构为4个WILKINSON功分器；
第1层结构的1个频分器的输入端作为所述超宽带可重构路由网络的射频信号输入端；第1层结构的1个频分器的输出端分别连接第2层结构的2个频分器的输入端；第2层结构的2个频分器的输出端分别连接第3层结构的4个WILKINSON功分器的输入端；第3层结构的4个WILKINSON功分器的输出端作为所述超宽带可重构路由网络的射频信号输出端。
4.一种使用权利要求1-3任一项所述的超宽带可重构路由网络进行频带分配的方法，其特征在于，所述方法包括：
通过调整频分器的频率分配点，并对WILKINSON功分器进行匹配设计，来调整所述超宽带可重构路由网络输出的射频输出信号的频段。
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