一種寬帶濾波型功分器的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種寬帶的濾波型功分器，包括第一濾波單元及與其結(jié)構(gòu)對稱的第二濾波單元。濾波單元由輸入平行耦合線、中間開路枝節(jié)和輸出平行耦合線構(gòu)成。濾波單元本身具有選頻、濾波的功能。通過調(diào)整輸入平行耦合線和輸出平行耦合線與輸入輸出端口的阻抗匹配，濾波功分器即可工作。本發(fā)明可用于微波毫米波通信系統(tǒng)，其優(yōu)點是設(shè)計簡單、重量輕、低成本、易于集成、加工周期快。
【專利說明】
一種寬帶濾波型功分器
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明屬于微波毫米波無源器件技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及微波毫米波無源器件中的功分器。
【背景技術(shù)】
[0002]功分器和濾波器均是無線通信系統(tǒng)中的關(guān)鍵器件，功分器具有功率分配和功率合成的作用，濾波器具有頻帶選擇的功能?，F(xiàn)代無線通信系統(tǒng)的快速發(fā)展，對微波毫米波無源器件的尺寸、性能和成本提出了越來越高的要求。多功能、小型化和低成本已成為微波毫米波器件的發(fā)展趨勢。將濾波器與功分器的功能合成到一個器件中，即實現(xiàn)了二者的功能，同時又保持了結(jié)構(gòu)的小型化，是實現(xiàn)器件的多功能、小型化的有效手段。
[0003]為了同時實現(xiàn)濾波和功分的功能，XiuYin Zhang等人公開了一種基于諧振器的濾波功分器(Xiu Yin Zhang,Ka1-Xu Wang and Bin-Jie Hu, “Compact Filtering PowerDivider With Enhanced Second-Harmonic Suppress1n，，，IEEE Microwave andWireless Components Letters，voI.23，pp.483-485,2013)。但是這種結(jié)構(gòu)存在相對帶寬比較小，帶外抑制比較低的缺點。
[0004]Sh1-Fong Chao等人公開了一種寬帶的濾波型功分器(Sh1-Fong Chao,and We1-Cheng Lin，“Filtering Power Divider With Good Isolat1n Performance,”Electronics Letters ,voI.50，pp.815-817,2014)，通過在傳統(tǒng)的Wilkinson功分器的輸出端口加載枝節(jié)來提高性能。雖然該結(jié)構(gòu)的相對帶寬并不窄，但是該結(jié)構(gòu)的帶外選擇性還有待提尚O

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的在于克服上述現(xiàn)有技術(shù)較寬相對帶寬與高帶外抑制度不能同時存在的缺點，提供一種寬帶的濾波型功分器，在實現(xiàn)相對帶寬較寬的前提下，同時具有帶外抑制度高的優(yōu)點。
[0006]為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案是:一種寬帶濾波型功分器，包括帶金屬地的介質(zhì)基板以及印制在介質(zhì)基板上的寬帶濾波型功分器印刷電路和隔離電阻；其特征在于:所述寬帶濾波型功分器印刷電路由輸入端口、輸出端口、第一濾波單元、第二濾波單元構(gòu)成;第一濾波單元由輸入平行耦合線、中間開路枝節(jié)和輸出平行耦合線構(gòu)成。輸入平行耦合線和輸出平行耦合線連接在中間開路枝節(jié)的同一端;為減小尺寸，輸入平行耦合線(231)彎折成“弓”字形;為了抑制二次諧波，輸入平行耦合線的右側(cè)線在中間部分彎折成“幾”字形；中間開路枝節(jié)的末端的一部分被拆分為上下對稱的兩條L型并聯(lián)開路枝節(jié);為避免交叉耦合，輸出平行耦合線向外旋轉(zhuǎn)一定的角度。所述第二濾波單元與第一濾波單元對左右稱。
[0007]進一步的，所述輸入平行耦合線和輸出平行耦合線的電長度在寬帶濾波型功分器中心頻率處的電長度均為九十度，中間開路枝節(jié)總的電長度在中心頻率處為一百八十度。
[0008]進一步的，所述輸入平行耦合線在總的電長度為九十度不變的前提下，彎折后各個部分的電長度是任意的。
[0009]進一步的，所述中間開路枝節(jié)末端被拆分為上下對稱的兩條L型并聯(lián)開路枝節(jié)，其電長度是在零到一百八十度之內(nèi)的任意值。
[0010]本發(fā)明技術(shù)方案的原理是:該濾波型功分器中的兩個濾波單元都是寬帶濾波器，該濾波器能夠抑制二次諧波，所以具有較寬的阻帶。功分器在偶模激勵時，隔離電阻不工作，該結(jié)構(gòu)中只有兩個寬帶的濾波器，只要功分器的輸入端與兩個濾波器輸入端的阻抗匹配，此時，濾波型功分器就可以工作。在奇模激勵時，功分器的輸入端等效于接地。只要適當(dāng)調(diào)整隔離電阻的阻值，該電路就能實現(xiàn)很好的隔離。由此，該電路就可以兼顧功分器和濾波器的功能。
[0011]本發(fā)明的優(yōu)點和有益效果:
[0012](I)本發(fā)明相對帶寬較寬。該濾波型功分器的濾波單元具有較寬的通帶，所以該濾波型功分器也有較寬的通帶。
[0013](2)本發(fā)明具有帶外抑制度高的優(yōu)點。該濾波型功分器的濾波單元具有帶外抑制度高的優(yōu)點，所以該濾波型功分器也有較高的帶外抑制度。
[0014](3)本發(fā)明具有寬阻帶的優(yōu)點。該濾波型功分器的濾波單元具有四個傳輸零點，所以具有較寬的阻帶。
【附圖說明】
[0015]圖1是本發(fā)明的總體結(jié)構(gòu)示意圖
[0016]圖2是本發(fā)明的一個具體實施例仿真與實測得到的S21，S31以及Sn參數(shù)
[0017]圖3是本發(fā)明的一個具體實施例仿真與實測得到的S22S33以及S23參數(shù)
【具體實施方式】
[0018]下面結(jié)合附圖和具體實施例對本發(fā)明做進一步說明:如圖1所示，一種中心頻率為3GHz的寬帶濾波型功分器，包括介質(zhì)基片I，以及印制在介質(zhì)基片上的電路2和隔離電阻3。介質(zhì)基片I使用厚0.508mm，介電常數(shù)為3.5，損耗正切角為0.0018，銅層厚度為0.018mm的RF35介質(zhì)基片，尺寸為32*28mm;輸入平行耦合線的寬度和間隙均為0.1mm。中間開路枝節(jié)的寬度分別為2.4111111和0.84111111，長度分別為13.87111111、6.1111111、8111111。輸出平行耦合線的寬度為
0.2mm和0.1mm，間隙為0.1mm，長度為17.4mm。圖2為本具體實施例的仿真以及實測結(jié)果，圖3是本發(fā)明的一個具體實施例仿真與實測得到的s22，s33以及S23參數(shù)。從其測試結(jié)果可知，該帶通濾波器的中心頻率為3GHz，對應(yīng)的3dB帶寬為1.86GHz。在中心頻率處的插入損耗為3.72dB。到2.67fo處，高頻抑制度大于31.4dB。
[0019]本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員將會意識到，這里所述的實施例是為了幫助讀者理解本發(fā)明的原理，應(yīng)被理解為本發(fā)明的保護范圍并不局限于這樣的特別陳述和實施例。本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員可以根據(jù)本發(fā)明公開的這些技術(shù)啟示做出各種不脫離本發(fā)明的其它各種具體變形和組合，這些變形和組合仍然在本發(fā)明的保護范圍內(nèi)。
【主權(quán)項】
1.一種寬帶濾波型功分器，包括帶金屬地的介質(zhì)基板(I)以及印制在介質(zhì)基板(I)上的寬帶濾波型功分器印刷電路(2)和隔離電阻(3);其特征在于:所述寬帶濾波型功分器印刷電路(2)由輸入端口(21)、輸出端口(22)、第一濾波單元(23)、第二濾波單元(24)構(gòu)成;第一濾波單元(23)由輸入平行耦合線(231)、中間開路枝節(jié)(232)和輸出平行耦合線(233)構(gòu)成。輸入平行耦合線(231)和輸出平行耦合線(233)連接在中間開路枝節(jié)(232)的同一端;為減小尺寸，輸入平行耦合線(231)彎折成“弓”字形;為了抑制二次諧波，輸入平行耦合線(231)的右側(cè)線在中間部分彎折成“幾”字形；中間開路枝節(jié)(232)的末端的一部分被拆分為上下對稱的兩條L型并聯(lián)開路枝節(jié);為避免交叉耦合，輸出平行耦合線(233)向外旋轉(zhuǎn)一定的角度。所述第二濾波單元(24)與第一濾波單元(23)對左右稱。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種寬帶濾波型功分器，其特征在于:所述輸入平行耦合線(231)和輸出平行耦合線(233)的電長度在寬帶濾波型功分器中心頻率處的電長度均為九十度，中間開路枝節(jié)(232)總的電長度在中心頻率處為一百八十度。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種寬帶濾波型功分器，其特征在于:所述輸入平行耦合線(231)在總的電長度為九十度不變的前提下，彎折后各個部分的電長度是任意的。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種寬帶濾波型功分器，其特征在于:所述中間開路枝節(jié)(232)末端被拆分為上下對稱的兩條L型并聯(lián)開路枝節(jié)，其電長度是在零到一百八十度之內(nèi)的任意值。
【文檔編號】H01P5/16GK105932392SQ201610319397
【公開日】2016年9月7日
【申請日】2016年5月13日
【發(fā)明人】林先其, 唐聰, 聶麗瑛, 黃登祥, 許冬冬, 梅鵬, 王豹, 樊勇
【申請人】電子科技大學(xué)