CN202759010U - 一种具有谐波抑制功能的Gysel型功分器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种具有谐波抑制功能的Gysel型功分器，该Gysel型功分器包括三个端口、两个谐波抑制单元，四个分支传输线和两个接地负载电阻。本实用新型的Gysel功分器的特点，不仅具有抑制单个或多个谐波频点的能力，克服了传统Gysel功分器奇次倍频处的寄生通带，而且保持原有Gysel功分器在基频处插损小、散热特性高的特点。本实用新型可根据实际应用需求，选择合适的谐波抑制单元类型，结构简单，传输线特性阻抗和电阻阻值动态可调范围大；既能方便取用标准电阻值又能兼顾微带线工艺对传输线特性阻抗的要求，尤其适合微波系统中要求有谐波抑制和功率散热能力的应用。

Description

一种具有谐波抑制功能的Gysel型功分器

技术领域

本实用新型涉及微波及无线通信技术领域，尤其涉及一种具有谐波抑制功能的Gysel型功分器。 

背景技术

在微波通信、雷达系统的功率分配和馈电网络中，功分器被广泛使用。功分器有许多种类，其中Gysel型功分器是常见的一种结构。 

Gysel型功分器具备的优势有：(1)其负载电阻可接出模块并接地，散热能力高，(2)监测输出端口功率失配度的能力。加装合适散热系统，Gysel型功分器可承受L波段上至10kW和S波段上至5kW的连续波(CW)功率。传统的Gysel型功分器结构如图1，图1中Z₀为三个端口特性阻抗， Z₂＝Z₀，Z₃＝Z₀为三个分支线特性阻抗，R_L＝Z₀为接地负载电阻，传输线的电长度θ₀＝90°。传统Gysel型功分器能将端口1输入的功率从端口2、3等分输出，并能在工作频率下，实现三个端口良好的匹配以及两个输出端口间的相互隔离。但是，传统Gysel型功分器具有奇次倍频处的寄生通带，没有谐波抑制能力。 

最近几年，国内外出现关于对Wilkinson功分器、耦合器的谐波抑制设计的报道。K.K.M.Cheng等在文献(″A Novel Power Divider Design With Enhanced Spurious Suppression and Simple Structure，″Microwave Theory and Techniques，IEEE Transactions on，vol.58，pp.3903-3908，2010)提出利用分支线结构在Wilkinson功分器中实现了谐波抑制功能。P Mondal和K.Srisathit等本别在文献(″Harmonic suppression and size reduction of planar rat-race hybrid couplers，″in Microwave Conference，2006.APMC 2006.Asia-Pacific，2006，pp.671-673.和″Miniature Wilkinson Divider and Hybrid，Coupler with Harmonic Suppression，Using T-Shaped Transmission Line，″inMicrowave Conference，2007.APMC 2007.Asia-Pacific，2007，pp.1-4.)中提 出采用对称∏或T型谐波抑制单元对功分器、混合环实现谐波抑制。目前为止，还没有关于Gysel功分器的谐波抑制功能设计的专利或研究报道。 

实用新型内容

(一)要解决的技术问题 

有鉴于此，本实用新型的主要目的在于针对Gysel型功分器具有奇次倍频处寄生通带的缺陷，提出一种具有谐波抑制功能的Gysel型功分器，利用谐波抑制单元在Gysel型功分器中实现谐波抑制功能。 

(二)技术方案 

为达到上述目的，本实用新型提供了一种具有谐波抑制功能的Gysel型功分器，包括负载阻值为Z₀的第一端口9、负载阻值为Z₀的第二端口10、负载阻值为Z₀的第三端口11、第一谐波抑制单元1、第二谐波抑制单元4、特性阻抗为Z₂的第一分支传输线2、特性阻抗为Z₃的第二分支传输线3、特性阻抗为Z₂的第三分支传输线5、特性阻抗为Z₃的第四分支传输线6、阻值为R_L的第一接地负载电阻7和阻值为R_L的第二接地负载电阻8，其中：第一谐波抑制单元1、第一分支传输线2、第二分支传输线3、第四分支传输线6、第三分支传输线5和第二谐波抑制单元4依次首尾相连呈闭合的传输线路，所述第一端口9连接于第一谐波抑制单元1与第二谐波抑制单元4的连接处，所述第二端口10连接于第一谐波抑制单元1与第一分支传输线2的连接处，所述第三端口11连接于第二谐波抑制单元4与第三分支传输线5的连接处，所述第一接地负载电阻7一端连接于第一分支传输线2与第二分支传输线3的连接处，另一端短路接地；所述第二接地负载电阻8一端连接于第三分支传输线5与第四分支传输线6的连接处，另一端短路接地。 

上述方案中，所述第一分支传输线2、第二分支传输线3、第三分支传输线5和第四分支传输线6具有相同的电长度，所述电长度为θ₀。 

上述方案中，在需要抑制一个谐波频点时，所述第一谐波抑制单元1与第二谐波抑制单元4均采用对称T型谐波抑制单元结构。所述对称T型谐波抑制单元结构能够抑制一个谐波频点，包括：特性阻抗为Z_t1、电长度 为θ_t1的T型第一分支传输线12；特性阻抗为Z_t2、电长度为θ_t2的T型第二分支传输线13；特性阻抗为Z_t3、电长度为θ_t3的T型第三分支传输线14；以及端口a和端口b；其中，端口a、T型第一分支传输线12、T型第二分支传输线13和两个端口中的端口b依次相连接；T型第三分支传输线14一端连接于T型第一分支传输线12与T型第二分支传输线13的连接处，另一端悬空。 

上述方案中，在需要抑制两个谐波频点时，所述第一谐波抑制单元1与第二谐波抑制单元4均采用非对称∏型谐波抑制单元结构。所述非对称∏型谐波抑制单元结构能够抑制两个谐波频点，包括：特性阻抗为Z_p1、电长度为θ_p1的∏型第一分支传输线15；特性阻抗为Z_p2、电长度为θ_p2的∏型第二分支传输线16；特性阻抗为Z_p3、电长度为θ_p3的∏型第三分支传输线17；以及端口c和端口d；其中，端口c、∏型第三分支传输线17和端口d依次相连接；∏型第一分支传输线15一端连接于端口c与∏型第三分支传输线17的连接处，另一端悬空；∏型第二分支传输线16一端连接于端口d与∏型第三分支传输线17的连接处，另一端悬空。 

上述方案中，在需要抑制三个谐波频点时，所述第一谐波抑制单元1与第二谐波抑制单元4均采用非对称∏-T混合型谐波抑制单元结构。所述非对称∏-T混合型谐波抑制单元结构能够抑制三个谐波频点，包括：特性阻抗为Z_h1、电长度为θ_h1的∏-T型第一分支传输线18；特性阻抗为Z_h2、电长度为θ_h2的∏-T型第二分支传输线19；特性阻抗为Z_h3、电长度为θ_h3的∏-T型第三分支传输线20；特性阻抗为Z_h4、电长度为θ_h4的∏-T型第四分支传输线21；特性阻抗为Z_h5、电长度为θ_h5的∏-T型第五分支传输线22；以及端口e和端口f；其中，端口e、∏-T型第四分支传输线21、∏-T型第五分支传输线22和端口f依次相连接；∏-T型第一分支传输线18一端连接于端口e与∏-T型第四分支传输线21的连接处，另一端悬空；∏-T型第二分支传输线19一端连接于端口f与∏-T型第五分支传输线22的连接处，另一端悬空；∏-T型第三分支线20一端连接于∏-T型第四分支传输线21与∏-T型第五分支传输线22的连接处，另一端悬空。 

(三)有益效果 

本实用新型的有益效果是：本实用新型的Gysel功分器通过利用谐波抑制单元替换原有的传输线，实现了Gysel功分具有谐波抑制的功能。根据实际应用需求选择不同的谐波抑制单元，可以分别实现单个或多个谐波频点抑制的作用。克服了传统Gysel型功分器奇次倍频处的寄生通带，而且保持原有Gysel在基频处插损小、散热特性高的特点。在工作频率范围内实现三个端口的好的匹配，第二端口和第三端口的好的隔离，第一端口与第二、第三端口功率低损耗传输，同时结构简单紧凑。传输线特性阻抗和电阻阻值动态可调范围大，既能方便取用标准电阻值又能兼顾微带线工艺对传输线特性阻抗的要求，尤其适合微波系统中要求有谐波抑制和功率散热能力的应用。 

附图说明

图1为传统Gysel型功分器的结构示意图； 

图2为依据本实用新型实施例的具有谐波抑制功能的Gysel功分器的结构示意图； 

图3(a)为T型谐波抑制单元的结构示意图，图3(b)∏型谐波抑制单元的结构示意图，图3(c)为∏-T型谐波抑制单元的结构示意图； 

图4(a)依据本实用新型第一实施例的采用T型谐波抑制单元的Gysel功分器示意图，图4(b)为第一端口反射系数、第二端口与第三端口隔离度以及第一端口与第二端口传输系数的频谱特性。 

图5(a)为依据本实用新型第二实施例的采用∏型谐波抑制单元的Gysel功分器示意图，图5(b)为第一端口反射系数、第二端口与第三端口隔离度以及第一端口与第二端口传输系数的频谱特性。 

图6(a)为依据本实用新型第三实施例的采用∏-T型谐波抑制单元的Gysel功分器示意图，图6(b)为第一端口反射系数、第二端口与第三端口隔离度以及第一端口与第二端口传输系数的频谱特性。 

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本实用新型进一步详细说明。 

如图2所示，图2为依据本实用新型实施例的具有谐波抑制功能的Gysel功分器的结构示意图，该Gysel型功分器包括负载阻值为Z₀的第一端口9、负载阻值为Z₀的第二端口10、负载阻值为Z₀的第三端口11、第一谐波抑制单元1、第二谐波抑制单元4、特性阻抗为Z₂的第一分支传输线2、特性阻抗为Z₃的第二分支传输线3、特性阻抗为Z₂的第三分支传输线5、特性阻抗为Z₃的第四分支传输线6、阻值为R_L的第一接地负载电阻7和阻值为R_L的第二接地负载电阻8，其中：第一谐波抑制单元1、第一分支传输线2、第二分支传输线3、第四分支传输线6、第三分支传输线5和第二谐波抑制单元4依次首尾相连呈闭合的传输线路，所述第一端口9连接于第一谐波抑制单元1与第二谐波抑制单元4的连接处，所述第二端口10连接于第一谐波抑制单元1与第一分支传输线2的连接处，所述第三端口11连接于第二谐波抑制单元4与第三分支传输线5的连接处，所述第一接地负载电阻7一端连接于第一分支传输线2与第二分支传输线3的连接处，另一端短路接地；所述第二接地负载电阻8一端连接于第三分支传输线5与第四分支传输线6的连接处，另一端短路接地。 

其中，所述第一分支传输线2、第二分支传输线3、第三分支传输线5和第四分支传输线6具有相同的电长度，所述电长度为θ₀。 

图2所示的具有谐波抑制功能的Gysel功分器，其设计步骤如下： 

步骤a：按照传统Gysel型功分器的相关方程设定参数；包括：工作中心频率为f₀，第一端口、第二端口和第三端口所接负载的阻值Z₀，接地负载R_L，以及第一个端口与第二、三端口间的传输线阻抗Z₁和其它传输线阻抗Z₂，Z₃，各段传输线电长度θ₀。 

步骤b：根据设计需求，选择合适的谐波抑制单元替换传统Gysel型功分器中第一个端口与第二、三端口间的传输线： 

b1：需要抑制一个谐波频点时，采用图3(a)所示的对称T型谐波抑制单元； 

b2：需要抑制两个谐波频点时，采用图3(b)所示的非对称∏型谐波抑制单元； 

b3：需要抑制三个谐波频点时，采用图3(c)所示的非对称∏-T混合型谐波抑制单元。 

上述步骤b1中，在需要抑制一个谐波频点时，所述第一谐波抑制单元1与第二谐波抑制单元4均采用对称T型谐波抑制单元结构。所述对称T型谐波抑制单元结构能够抑制一个谐波频点，包括：特性阻抗为Z_t1、电长度为θ_t1的T型第一分支传输线12；特性阻抗为Z_t2、电长度为θ_t2的T型第二分支传输线13；特性阻抗为Z_t3、电长度为θ_t3的T型第三分支传输线14；以及端口a和端口b；其中，端口a、T型第一分支传输线12、T型第二分支传输线13和两个端口中的端口b依次相连接；T型第三分支传输线14一端连接于T型第一分支传输线12与T型第二分支传输线13的连接处，另一端悬空。 

T型谐波抑制单元结构的参数值计算如下： 

θ_t2＝θ_t1

${\mathrm{\θ}}_{t3}=\left(\frac{\mathrm{\π}}{2}\right)\left(\frac{f_0}{f_s}\right)$

Z_t1＝Z_t2＝Z₁tan(θ₀/2)cot(θ_t1) 

$Z_{t3}=Z_1\tan ({\mathrm{\θ}}_0/2)\tan \left({\mathrm{\θ}}_{t3}\right)\frac{{\cos }^2\left({\mathrm{\θ}}_{t1}\right)}{\cos \left(2{\mathrm{\θ}}_{t1}\right)-\cos \left({\mathrm{\θ}}_0\right)}$

其中f₀是功分器的工作基频，f_s是需要抑制的谐波频点。θ_t1是自定义变量，根据电路具体设计指标，选择适当的θ_t1值，计算出Z_t1，Z_t2，Z_t3。 

上述步骤b2中，在需要抑制两个谐波频点时，所述第一谐波抑制单元1与第二谐波抑制单元4均采用非对称∏型谐波抑制单元结构。所述非对称∏型谐波抑制单元结构能够抑制两个谐波频点，包括：特性阻抗为Z_p1、电长度为θ_p1的∏型第一分支传输线15；特性阻抗为Z_p2、电长度为θ_p2的∏型第二分支传输线16；特性阻抗为Z_p3、电长度为θ_p3的∏型第三分支传输线17；以及端口c和端口d；其中，端口c、∏型第三分支传输线17和端口d依次相连接；∏型第一分支传输线15一端连接于端口c与∏型第三分支传输线17的连接处，另一端悬空；∏型第二分支传输线16一端连接于端口d与∏型第三分支传输线17的连接处，另一端悬空。 

非对称∏型谐波抑制单元结构的参数计算如下： 

${\mathrm{\θ}}_{p1}=\left(\frac{\mathrm{\π}}{2}\right)\left(\frac{f_0}{f_{s1}}\right)$

${\mathrm{\θ}}_{p2}=\left(\frac{\mathrm{\π}}{2}\right)\left(\frac{f_0}{f_{s2}}\right)$

$Z_{p1}=\frac{Z_1\sin \left({\mathrm{\θ}}_0\right)\tan \left({\mathrm{\θ}}_{p1}\right)}{\cos \left({\mathrm{\θ}}_{p3}\right)-\cos \left({\mathrm{\θ}}_0\right)}$

$Z_{p2}=\frac{Z_1\sin \left({\mathrm{\θ}}_0\right)\tan \left({\mathrm{\θ}}_{p2}\right)}{\cos \left({\mathrm{\θ}}_{p3}\right)-\cos \left({\mathrm{\θ}}_0\right)}$

$Z_{p3}=\frac{Z_1\sin \left({\mathrm{\θ}}_0\right)}{\sin \left({\mathrm{\θ}}_{p3}\right)}$

其中f₀是功分器的工作基频，f_s1是需要抑制的第一个谐波频点，f_s2是需要抑制的第二个谐波频点。θ_p3是自定义变量，根据电路具体设计指标，选择适当的θ_p3值，计算出Z_p1，Z_p2，Z_p3。 

上述步骤b3中，在需要抑制三个谐波频点时，所述第一谐波抑制单元1与第二谐波抑制单元4均采用非对称∏-T混合型谐波抑制单元结构。所述非对称∏-T混合型谐波抑制单元结构能够抑制三个谐波频点，包括：特性阻抗为Z_h1、电长度为θ_h1的∏-T型第一分支传输线18；特性阻抗为Z_h2、电长度为θ_h2的∏-T型第二分支传输线19；特性阻抗为Z_h3、电长度为θ_h3的∏-T型第三分支传输线20；特性阻抗为Z_h4、电长度为θ_h4的∏-T型第四分支传输线21；特性阻抗为Z_h5、电长度为θ_h5的∏-T型第五分支传输线22；以及端口e和端口f；其中，端口e、∏-T型第四分支传输线21、∏-T型第五分支传输线22和端口f依次相连接；∏-T型第一分支传输线18一端连接于端口e与∏-T型第四分支传输线21的连接处，另一端悬空；∏-T型第二分支传输线19一端连接于端口f与∏-T型第五分支传输线22的连接处，另一端悬空；∏-T型第三分支线20一端连接于∏-T型第四分支传输线21与∏-T型第五分支传输线22的连接处，另一端悬空。 

非对称∏-T混合型谐波抑制单元结构的参数计算如下： 

${\mathrm{\θ}}_{h1}=\left(\frac{\mathrm{\π}}{2}\right)\left(\frac{f_0}{f_{s1}}\right)$

${\mathrm{\θ}}_{h2}=\left(\frac{\mathrm{\π}}{2}\right)\left(\frac{f_0}{f_{s2}}\right)$

${\mathrm{\θ}}_{h3}=\left(\frac{\mathrm{\π}}{2}\right)\left(\frac{f_0}{f_{s3}}\right)$

θ_h5＝θ_h4

$Z_{h1}=\frac{Z_1\sin \left({\mathrm{\θ}}_0\right)\tan \left({\mathrm{\θ}}_{h1}\right)}{\cos \left({\mathrm{\θ}}_{h0}\right)-\cos \left({\mathrm{\θ}}_0\right)}$

$Z_{h2}=\frac{Z_1\sin \left({\mathrm{\θ}}_0\right)\tan \left({\mathrm{\θ}}_{h2}\right)}{\cos \left({\mathrm{\θ}}_{h0}\right)-\cos \left({\mathrm{\θ}}_0\right)}$

$Z_{h0}=\frac{Z_1\sin \left({\mathrm{\θ}}_0\right)}{\sin \left({\mathrm{\θ}}_{h0}\right)}$

Z_h4＝Z_t5＝Z_h0tan(θ_h0/2)cot(θ_h4) 

$Z_{h3}=Z_{h0}\tan ({\mathrm{\θ}}_{h0}/2)\tan \left({\mathrm{\θ}}_{h3}\right)\frac{{\cos }^2\left({\mathrm{\θ}}_{h4}\right)}{\cos \left(2{\mathrm{\θ}}_{h4}\right)-\cos \left({\mathrm{\θ}}_{h0}\right)}$

其中f₀是功分器的工作基频，f_s1是需要抑制的第一个谐波频点，f_s2是需要抑制的第二个谐波频点，f_s3是需要抑制的第三个谐波频点。θ_h0是中间自定义变量，θ_h4是自定义变量，根据电路具体设计指标，选择适当的θ_h0，θ_h4值，计算出Z_h1，Z_h2，Z_h3，Z_h4，Z_h5。 

本实用新型提供的具有谐波抑制功能的Gysel功分器，可直接印制在高频PCB印制板上，其中的传输线线长及线宽等根据使用频率及PCB板材的不同而不同。依照本实用新型实施例的具有谐波抑制功能的Gysel功分器，采用高频PCB板材是Taconic TLX-8，介电常数2.55，厚度0.787mm。图4(a)、图4(b)、图5(a)、图5(b)、图6(a)和图6(b)分别是本实用新型实施例采用不同谐波抑制单元的Gysel型功分器的结构示意图和S参数频谱特性。3个实施例所用的工作点都为1GHz，端口负载阻抗均均为Z₀＝50Ω。图4(a)和图4(b)所示的实施例采用T型谐波抑制单元，抑制第3次谐波；图5(a)和图5(b)所示的实施例采用∏型谐波抑制单元，抑制第2、3次谐波；图6(a)和图6(b)所示的实施 例采用∏-T型谐波抑制单元，抑制第2、3、4次谐波。 

依照本实用新型实施例的具有谐波抑制功能的Gysel功分器，其设计具体执行步骤为： 

步骤a1：设定传统的Gysel型功分器参数，包括：工作中心频率为f₀＝1GHz(各段传输线电长度θ₀＝90°)，第一端口、第二端口和第三端口所接负载的阻值Z₀＝50Ω，接地负载R_L＝50Ω，以及第一个端口与第二、三端口间的传输线阻抗Z₁＝70.7Ω和其它传输线阻抗Z₂＝50Ω，Z₃＝50Ω。 

步骤b1：如采用对称T型谐波抑制单元，能抑制一个谐波频点，实施例设计抑制第3次谐波(即f_s＝3GHz)。T型谐波抑制单元参数值计算如下： 

设定自由变量θ_t2＝θ_t1＝37° 

Z_t1＝Z_t2＝Z₁tan(θ₀/2)cot(θ_t1)＝94Ω 

$Z_{t3}=Z_1\tan ({\mathrm{\θ}}_0/2)\tan \left({\mathrm{\θ}}_{t3}\right)\frac{{\cos }^2\left({\mathrm{\θ}}_{t1}\right)}{\cos \left(2{\mathrm{\θ}}_{t1}\right)-\cos \left({\mathrm{\θ}}_0\right)}=94\mathrm{\Ω}$

步骤b2：如采用非对称∏型谐波抑制单元，能抑制两个谐波频点，实施例设计抑制第2、3次谐波(即f_s1＝2GHz，f_s2＝3GHz)。∏型谐波抑制单元参数值计算如下： 

设定自由变量θ_p3＝66° 

$Z_{p1}=\frac{Z_1\sin \left({\mathrm{\θ}}_0\right)\tan \left({\mathrm{\θ}}_{p1}\right)}{\cos \left({\mathrm{\θ}}_{p3}\right)-\cos \left({\mathrm{\θ}}_0\right)}=174\mathrm{\Ω}$

$Z_{p2}=\frac{Z_1\sin \left({\mathrm{\θ}}_0\right)\tan \left({\mathrm{\θ}}_{p2}\right)}{\cos \left({\mathrm{\θ}}_{p3}\right)-\cos \left({\mathrm{\θ}}_0\right)}=100\mathrm{\Ω}$

$Z_{p3}=\frac{Z_1\sin \left({\mathrm{\θ}}_0\right)}{\sin \left({\mathrm{\θ}}_{p3}\right)}=77\mathrm{\Ω}$

步骤b3：如采用非对称∏-T型谐波抑制单元，能抑制三个谐波频点，实施例设计抑制第2、3、4次谐波(即f_s1＝2GHz，f_s2＝3GHz，f_s3＝4GHz)。∏-T型谐波抑制单元参数值计算如下： 

设定中间自由变量θ_h0＝66° 

设定自由变量θ_h5＝θ_h4＝27° 

$Z_{h1}=\frac{Z_1\sin \left({\mathrm{\θ}}_0\right)\tan \left({\mathrm{\θ}}_{h1}\right)}{\cos \left({\mathrm{\θ}}_{h0}\right)-\cos \left({\mathrm{\θ}}_0\right)}=174\mathrm{\Ω}$

$Z_{h2}=\frac{Z_1\sin \left({\mathrm{\θ}}_0\right)\tan \left({\mathrm{\θ}}_{h2}\right)}{\cos \left({\mathrm{\θ}}_{h0}\right)-\cos \left({\mathrm{\θ}}_0\right)}=100\mathrm{\Ω}$

$Z_{h0}=\frac{Z_1\sin \left({\mathrm{\θ}}_0\right)}{\sin \left({\mathrm{\θ}}_{h0}\right)}=77\mathrm{\Ω}$

Z_h4＝Z_t5＝Z_h0tan(θ_h0/2)cot(θ_h4)＝99Ω 

$Z_{h3}=Z_{h0}\tan ({\mathrm{\θ}}_{h0}/2)\tan \left({\mathrm{\θ}}_{h3}\right)\frac{{\cos }^2\left({\mathrm{\θ}}_{h4}\right)}{\cos \left(2{\mathrm{\θ}}_{h4}\right)-\cos \left({\mathrm{\θ}}_{h0}\right)}=91\mathrm{\Ω}$

步骤c1：根据计算出的传输线阻抗值和相移值以及所用板材特性综合出实际传输线线宽和线长。 

如图4(a)、图4(b)、图5(a)、图5(b)、图6(a)和图6(b)所 示，3个实施例功分器的端口负载阻抗均为50Ω，第一端口反射系数为S11，第二、三端口的隔离度为S23，第一、二端口的传输系数S21的频谱特性。对于3个实施例在基频附近第一端口反射系数S11和第二、三端口的隔离度为S23，均小于-30dB，有好的端口匹配和隔离特性。第一端口到第二端口的传输系数S21，均高于-3.4dB，有好的功率分配特性和低传输损耗特性。且如图4所示，在第3谐波处S21有良好的衰减特性；如图5所示，在第2、3谐波处S21有良好的衰减特性；如图6所示，在第2、3、4谐波处S21有良好的衰减特性。 

以上所述的具体实施例，对本实用新型的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本实用新型的具体实施例而已，并不用于限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。 

Claims (9)

1.一种具有谐波抑制功能的Gysel型功分器，其特征在于，该Gysel型功分器包括负载阻值为Z₀的第一端口(9)、负载阻值为Z₀的第二端口(10)、负载阻值为Z₀的第三端口(11)、第一谐波抑制单元(1)、第二谐波抑制单元(4)、特性阻抗为Z₂的第一分支传输线(2)、特性阻抗为Z₃的第二分支传输线(3)、特性阻抗为Z₂的第三分支传输线(5)、特性阻抗为Z₃的第四分支传输线(6)、阻值为R_L的第一接地负载电阻(7)和阻值为R_L的第二接地负载电阻(8)，其中：

第一谐波抑制单元(1)、第一分支传输线(2)、第二分支传输线(3)、第四分支传输线(6)、第三分支传输线(5)和第二谐波抑制单元(4)依次首尾相连呈闭合的传输线路，所述第一端口(9)连接于第一谐波抑制单元(1)与第二谐波抑制单元(4)的连接处，所述第二端口(10)连接于第一谐波抑制单元(1)与第一分支传输线(2)的连接处，所述第三端口(11)连接于第二谐波抑制单元(4)与第三分支传输线(5)的连接处，所述第一接地负载电阻(7)一端连接于第一分支传输线(2)与第二分支传输线(3)的连接处，另一端短路接地；所述第二接地负载电阻(8)一端连接于第三分支传输线(5)与第四分支传输线(6)的连接处，另一端短路接地。

2.根据权利要求1所述的具有谐波抑制功能的Gysel型功分器，其特征在于，所述第一分支传输线(2)、第二分支传输线(3)、第三分支传输线(5)和第四分支传输线(6)具有相同的电长度。

3.根据权利要求2所述的具有谐波抑制功能的Gysel型功分器，其特征在于，所述电长度为θ₀。

4.根据权利要求1所述的具有谐波抑制功能的Gysel型功分器，其特征在于，在需要抑制一个谐波频点时，所述第一谐波抑制单元(1)与第二谐波抑制单元(4)均采用对称T型谐波抑制单元结构。

5.根据权利要求4所述的具有谐波抑制功能的Gysel型功分器，其特征在于，所述对称T型谐波抑制单元结构能够抑制一个谐波频点，包括：

特性阻抗为Z_t1、电长度为θ_t1的T型第一分支传输线(12)；

特性阻抗为Z_t2、电长度为θ_t2的T型第二分支传输线(13)；

特性阻抗为Z_t3、电长度为θ_t3的T型第三分支传输线(14)；以及

端口a和端口b；

其中，端口a、T型第一分支传输线(12)、T型第二分支传输线(13)和两个端口中的端口b依次相连接；T型第三分支传输线(14)一端连接于T型第一分支传输线(12)与T型第二分支传输线(13)的连接处，另一端悬空。

6.根据权利要求1所述的具有谐波抑制功能的Gysel型功分器，其特征在于，在需要抑制两个谐波频点时，所述第一谐波抑制单元(1)与第二谐波抑制单元(4)均采用非对称∏型谐波抑制单元结构。

7.根据权利要求6所述的具有谐波抑制功能的Gysel型功分器，其特征在于，所述非对称∏型谐波抑制单元结构能够抑制两个谐波频点，包括：

特性阻抗为Z_p1、电长度为θ_p1的∏型第一分支传输线(15)；

特性阻抗为Z_p2、电长度为θ_p2的∏型第二分支传输线(16)；

特性阻抗为Z_p3、电长度为θ_p3的∏型第三分支传输线(17)；以及

端口c和端口d；

其中，端口c、∏型第三分支传输线(17)和端口d依次相连接；∏型第一分支传输线(15)一端连接于端口c与∏型第三分支传输线(17)的连接处，另一端悬空；∏型第二分支传输线(16)一端连接于端口d与∏型第三分支传输线(17)的连接处，另一端悬空。

8.根据权利要求1所述的具有谐波抑制功能的Gysel型功分器，其特征在于，在需要抑制三个谐波频点时，所述第一谐波抑制单元(1)与第二谐波抑制单元(4)均采用非对称∏-T混合型谐波抑制单元结构。

9.根据权利要求8所述的具有谐波抑制功能的Gysel型功分器，其特征在于，所述非对称∏-T混合型谐波抑制单元结构能够抑制三个谐波频点，包括：

特性阻抗为Z_h1、电长度为θ_h1的∏-T型第一分支传输线(18)；

特性阻抗为Z_h2、电长度为θ_h2的∏-T型第二分支传输线(19)；

特性阻抗为Z_h3、电长度为θ_h3的∏-T型第三分支传输线(20)；

特性阻抗为Z_h4、电长度为θ_h4的∏-T型第四分支传输线(21)；

特性阻抗为Z_h5、电长度为θ_h5的∏-T型第五分支传输线(22)；以及

端口e和端口f；

其中，端口e、∏-T型第四分支传输线(21)、∏-T型第五分支传输线(22)和端口f依次相连接；∏-T型第一分支传输线(18)一端连接于端口e与∏-T型第四分支传输线(21)的连接处，另一端悬空；∏-T型第二分支传输线(19)一端连接于端口f与∏-T型第五分支传输线(22)的连接处，另一端悬空；∏-T型第三分支线(20)一端连接于∏-T型第四分支传输线(21)与∏-T型第五分支传输线(22)的连接处，另一端悬空。

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