CRLH传输线实现的双频不等分功分器设计

"基于复合左右手传输线的双频不等分功分器设计，采用CRLH TL替代传统四分之一波长阻抗变换器，实现小型化且能同时在1 GHz和2.2 GHz两个频率工作的功分器，解决传统功分器频率局限问题。通过理论分析和CAD仿真优化，设计出功率比为2的双频功分器，输入端匹配良好，输出端隔离，验证了设计的可行性。" 本文主要探讨了如何利用复合左右手传输线（CRLH TL）设计一款双频不等分功率分配器（功分器）。传统功分器通常仅能在特定频率或其奇次谐波处工作，而CRLH TL的引入使得功分器能同时在两个频率上高效运作，为多频通信系统提供了更灵活的选择。在1 GHz和2.2 GHz这两个频率下，设计的功分器具有功率比为2的特点，即其中一个输出端口的功率是另一个的两倍。 首先，文章介绍了不等分功分器的电路结构，包括CRLH TL的特征阻抗Zk1和Zk2，以及端口2和端口3之间的隔离电阻R。四分之一波长的CRLH TL的ABCD参数是设计的关键，用于计算不同端口间的耦合情况。端口1的反射系数可通过计算得到，而S23参数则通过端口1端接负载Z0的Π型等效网络分析得到，确保端口2和端口3的去耦合，达到理想的隔离效果。 接着，文章详细讨论了双频四分之一波长CRLH TL的设计，通过调整集总元件（电感、电容和电阻）的值，使得CRLH TL在两个目标频率下具有不同的阻抗特性，从而实现双频工作。这种设计方法依赖于CRLH TL的双频特性，即在不同频率下，传输线表现出不同的左手或右手特性，进而实现频率选择性功率分配。 设计过程中，理论分析与计算机辅助设计（CAD）软件的仿真优化相结合，确保了设计的精确性和实用性。通过仿真，验证了设计的输入端匹配良好，两个输出端口之间的隔离度满足需求。最终，仿真结果与理论计算趋势一致，证明了所提出方法的有效性。 这篇研究提供了一种创新的双频不等分功分器设计思路，利用CRLH TL的独特性质，实现了小型化和多频工作的结合，这对于现代通信系统中对频率资源利用效率有高要求的场景尤其有价值。未来的研究可能进一步扩展到更多频段或者更复杂的功率分配需求，以适应不断发展的无线通信技术。