一種基于微帶饋電縫隙耦合的單腔三模帶通雙工器的制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種基于微帶饋電縫隙耦合的單腔三模帶通雙工器，包括矩形腔體、第一介質(zhì)基板及第二介質(zhì)基板，所述矩形腔體由第一及第二矩形腔體并聯(lián)構(gòu)成，所述第一介質(zhì)基板覆蓋在第一及第二矩形腔體的頂面，所述第二介質(zhì)基板覆蓋在第一及第二矩形腔體的底面，所述第一介質(zhì)基板的下表面分別開有第一及第二縫隙，所述第一介質(zhì)基板上印制用于微帶饋電的第一銅片及第二銅片，所述第二介質(zhì)基板的下表面有第三及第四縫隙，所述第二介質(zhì)基板上表面印制有用于微帶饋電的第三銅片及第四銅片。本實(shí)用新型具有選擇性高、功率容量大等特點(diǎn)。
【專利說(shuō)明】
一種基于微帶饋電縫隙耦合的單腔三模帶通雙工器
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本實(shí)用新型涉及無(wú)線通訊領(lǐng)域，具體涉及一種基于微帶饋電縫隙耦合的單腔三模 帶通雙工器。
【背景技術(shù)】
[0002] 隨著通信技術(shù)的不斷發(fā)展，頻譜資源變得越來(lái)越稀缺，為了能夠更加有效地利用 有限的頻譜資源，對(duì)分隔頻率的要求也就越來(lái)越高，微波濾波器作為一種重要的微波選頻 無(wú)源器件，其發(fā)展也越來(lái)受到越來(lái)越多的重視。
[0003] 從二十世紀(jì)七十年代開始，矩形諧振腔就被用來(lái)設(shè)計(jì)微波濾波器和雙工器，因其 具有選擇性高、損耗低、功率容量大等優(yōu)點(diǎn)而廣泛用于軍事、衛(wèi)星、數(shù)字電視廣播、基站等現(xiàn) 代通信中。采用矩形諧振腔來(lái)設(shè)計(jì)濾波器和雙工器的原理主要是利用諧振腔里的多模特 性，也即是ΤΕΠΚΤΕ01和TM11這三個(gè)模式，因此單腔設(shè)計(jì)出來(lái)的濾波器在通帶內(nèi)一般都具有 三個(gè)極點(diǎn)。所以，利用矩形諧振腔來(lái)設(shè)計(jì)微波濾波器的關(guān)鍵問題是怎樣激勵(lì)出腔體里的三 個(gè)模式，具體來(lái)說(shuō)主要涉及到濾波器的饋電方式和腔體內(nèi)模式間的耦合。就饋電方式而言， 最常見的是波導(dǎo)饋電和同軸線饋電；就腔體內(nèi)模式間的耦合方式上，常見的方法有切邊框、 加枝節(jié)、設(shè)置非諧振器等，這些方法要么改變了腔體的結(jié)構(gòu)，增加了制作成本，要么結(jié)構(gòu)比 較復(fù)雜，不利于大規(guī)模生產(chǎn)。
[0004] 波導(dǎo)和同軸線饋電不僅制作成本高，而且不易與其他微波器件連接，采用微帶饋 電結(jié)構(gòu)的實(shí)例很少，且大都結(jié)構(gòu)復(fù)雜。 【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0005] 為了克服現(xiàn)有技術(shù)存在的缺點(diǎn)與不足，本實(shí)用新型提供一種基于微帶饋電縫隙耦 合的單腔三模帶通雙工器。
[0006] 通過微帶饋電，在兩個(gè)腔體濾波器內(nèi)形成兩個(gè)通帶，通帶兩側(cè)具有一對(duì)傳輸零點(diǎn)， 具有選擇性高、功率容量大等特點(diǎn)，能夠滿足現(xiàn)代通信技術(shù)的要求。
[0007] 本實(shí)用新型采用如下技術(shù)方案：
[0008] 一種基于微帶饋電縫隙耦合的單腔三模帶通雙工器，包括矩形腔體、第一介質(zhì)基 板及第二介質(zhì)基板，所述矩形腔體由第一及第二矩形腔體并聯(lián)構(gòu)成，所述第一介質(zhì)基板覆 蓋在第一及第二矩形腔體的頂面，所述第二介質(zhì)基板覆蓋在第一及第二矩形腔體的底面， 所述第一介質(zhì)基板的下表面分別開有第一及第二縫隙，所述第一介質(zhì)基板的上表面印制用 于微帶饋電的第一銅片及第二銅片，所述第二介質(zhì)基板的下表面開有第三及第四縫隙，所 述第二介質(zhì)基板的上表面印制有用于微帶饋電的第三銅片及第四銅片。
[0009] 所述第一銅片的一端與第一縫隙中心點(diǎn)相對(duì)應(yīng)，其另一端與第一矩形腔體的邊緣 連接;所述第二銅片的一端與第二縫隙中心點(diǎn)相對(duì)應(yīng)，其另一端與第二矩形腔體的邊緣連 接。
[0010]所述第三銅片橫向放置在第一與第二矩形腔體的連接處，所述第三銅片的兩端分 別與第三及第四縫隙的中心點(diǎn)對(duì)應(yīng)，所述第四銅片縱向放置，位于兩個(gè)矩形腔的連接處，一 端與第三銅片的中點(diǎn)對(duì)應(yīng)，另一端與兩個(gè)矩形腔的連接處邊緣連接。
[0011]所述第一及第二縫隙中心點(diǎn)在同一直線上，所述第三縫隙中心點(diǎn)與第一縫隙中心 點(diǎn)在同一豎直直線上，所述第四縫隙中心點(diǎn)與第二縫隙中心點(diǎn)在同一豎直直線上。
[0012] 所述第一及第二銅片橫向放置在第一介質(zhì)基板上。
[0013] 第一、第二銅片、第三及第四銅片為矩形。
[0014] 矩形腔體內(nèi)部充滿空氣，第一及第二矩形腔體的中心頻率不同。
[0015] 所述第一及第二銅片及第四銅片的寬度相等。
[0016] 所述第一、第二、第三及第四縫隙為矩形。
[0017] 第一縫隙及第三縫隙分別與X軸的夾角互為相反，所述第二縫隙與第四縫隙分別 與X軸的夾角互為相反。
[0018] 本實(shí)用新型首先采用基片介質(zhì)板上標(biāo)準(zhǔn)的50 Ω微帶線饋電，通過介質(zhì)板底面的槽 線將能量耦合到介質(zhì)板下面的矩形腔體之中，激勵(lì)出腔體里的三個(gè)模式，形成通帶，再通過 相同的基本介質(zhì)板結(jié)構(gòu)輸出。然后將兩個(gè)不同中心頻率的濾波器組合在一起，實(shí)現(xiàn)一個(gè)一 端口輸入，兩個(gè)端口輸出的三端口雙工器。
[0019] 本實(shí)用新型的有益效果：
[0020] (1)本實(shí)用新型采用了一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單的微帶線來(lái)進(jìn)行饋電，不僅降低了成本，而且 易于與其他器件集成；
[0021] (2)本實(shí)用新型微帶線的作用不僅僅在于饋電，更通過微帶底面的槽線結(jié)構(gòu)激勵(lì) 出了腔體里的三個(gè)模式，這保證了矩形腔體的完整性，使濾波器能夠繼承傳統(tǒng)矩形諧振腔 選擇性高、功率容量大等優(yōu)點(diǎn)；
[0022] (3)通過微帶饋電，在兩個(gè)腔體濾波器內(nèi)形成兩個(gè)通帶，通帶兩側(cè)具有一對(duì)傳輸零 點(diǎn)，具有選擇性高、功率容量大等特點(diǎn)，能夠滿足現(xiàn)代通信技術(shù)的要求；
[0023] (4)本實(shí)用新型克服傳統(tǒng)微帶寬帶濾波器損耗大、Q值低的缺點(diǎn)；
[0024] (5)本實(shí)用新型不用加工任何切角或者開槽，加工簡(jiǎn)單，解決了其復(fù)雜的加工問 題。
【附圖說(shuō)明】
[0025]圖1是本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)圖；
[0026] 圖2是圖1的俯視圖；
[0027] 圖3是本實(shí)施例的實(shí)物結(jié)構(gòu)圖；
[0028]圖4是本實(shí)用新型實(shí)施例的仿真不意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0029] 下面結(jié)合實(shí)施例及附圖，對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步地詳細(xì)說(shuō)明，但本實(shí)用新型的實(shí) 施方式不限于此。
[0030] 實(shí)施例
[0031] 如圖1、圖2及圖3所示，一種基于微帶饋電縫隙耦合的單腔三模帶通雙工器，包括 矩形腔體、第一介質(zhì)基板及第二介質(zhì)基板，所述矩形腔體由第一及第二矩形腔體并聯(lián)構(gòu)成， 所述兩個(gè)矩形腔體的中心頻率不同，所述第一介質(zhì)基板覆蓋在第一及第二矩形腔體的頂 面，所述第二介質(zhì)基板覆蓋在第一及第二矩形腔體的底面，介質(zhì)基板為PCB板，所述第一介 質(zhì)基板的下表面分別開有第一及第二縫隙5、6,所述第一介質(zhì)基板上表面印制用于微帶饋 電的第一銅片及第二銅片1、2,所述第二介質(zhì)基板開有第三及第四縫隙7、8,通過調(diào)整縫隙 的長(zhǎng)寬和角度，實(shí)現(xiàn)縫隙耦合。所述第二介質(zhì)基板上印制有用于微帶饋電的第三銅片及第 四銅片3、4。
[0032] 本實(shí)施例的具體加工方法為:第一及第二縫隙開在第一介質(zhì)板的下表面，分別位 于第一、第二矩形腔體的頂面，第一及第二銅片印制在第一介質(zhì)板的上表面，同樣位于第 一、第二矩形腔體的頂面，所述第三及第四縫隙開在第二介質(zhì)板的下表面，位于第一、第二 矩形腔體的底面，所述第三及第四銅片印制在第二介質(zhì)板的上表面，所述第一介質(zhì)基板的 下表面及第二介質(zhì)基板的下表面均為面向矩形腔體的一面。
[0033] 所述第一銅片1的邊緣引出端口P〇rt2,第二銅片2的邊緣引出端口port3,第四銅 片的邊緣引出端口portl。
[0034] 所述第一銅片的一端與第一縫隙5中心點(diǎn)相對(duì)應(yīng)，其另一端與第一矩形腔體的邊 緣連接;所述第二銅片的一端與第二縫隙6中心點(diǎn)相對(duì)應(yīng)，其另一端與第二矩形腔體的邊緣 連接。
[0035]所述第一及第二縫隙中心點(diǎn)在同一直線上，所述第三縫隙中心點(diǎn)與第一縫隙中心 點(diǎn)在同一豎直直線上，所述第四縫隙中心點(diǎn)與第二縫隙中心點(diǎn)在同一豎直直線上。
[0036]所述第三銅片3橫向跨接在第一與第二矩形腔體的連接處，所述第三銅片的兩端 分別與第三及第四縫隙的中心點(diǎn)對(duì)應(yīng)，所述第四銅片4縱向放置，位于兩個(gè)矩形腔的連接 處，一端與第三銅片的中點(diǎn)對(duì)應(yīng)，另一端與兩個(gè)矩形腔的連接處邊緣連接。所述第四銅片的 位置可調(diào)。
[0037]所述第一及第二銅片橫向放置在第一介質(zhì)基板上，所述橫向?yàn)榕cX軸平行。
[0038]第一、第二銅片、第三銅片及第四銅片均為矩形，所述第一及第二銅片寬度及第四 銅片相等。
[0039]所述第一、第二、第三及第四縫隙為矩形。
[0040]第一縫隙及第三縫隙分別與X軸的夾角互為反角，例如第一縫隙與X軸成30度角， 則第三縫隙與X軸成-30度角，所述第二縫隙與第四縫隙分別與X軸的夾角互為反角。
[0041 ]本實(shí)用新型首先采用基片介質(zhì)板上標(biāo)準(zhǔn)的50 Ω微帶線饋電，在port 1將能量輸入， 并分成兩路通過與X軸有角度的縫隙進(jìn)入分別兩個(gè)矩形腔體。在一個(gè)矩形腔體中，如果縫隙 平行于X軸，只能產(chǎn)生一個(gè)模式，如果縫隙中心位于原點(diǎn)且與X軸有夾角，則能產(chǎn)生兩個(gè)模 式，如果與X軸有夾角的縫隙偏移了原點(diǎn)，則能激勵(lì)出三個(gè)模，三個(gè)模式形成通帶，再通過尺 寸相同，夾角反向的槽線輸出，通過P〇rt2輸出低頻通帶，通過port3輸出高頻通帶。這樣就 實(shí)現(xiàn)一個(gè)一端口輸入，兩個(gè)端口輸出的三端口雙工器。銅片為微帶結(jié)構(gòu)的上層，寬度根據(jù)微 帶的50歐姆標(biāo)準(zhǔn)（即介質(zhì)板的厚度和介電常數(shù))來(lái)選擇，長(zhǎng)度可調(diào)?？p隙影響腔體的外部Q 值，長(zhǎng)度和寬度，位置，與X軸的夾角均可調(diào)。同一個(gè)腔體的兩條槽線是相同的，夾角相反。矩 形腔體的頻率由其長(zhǎng)寬高控制，這個(gè)腔體激勵(lì)的三個(gè)模式是TEm，TEon，ΤΜηο.這三個(gè)模式 的計(jì)算公式如下，a代表矩形腔體長(zhǎng)，b代表矩形腔體寬，c代表矩形腔體高。
[0042] (.^mi)z = 〇2 + 〇2 ⑴
[0043]
[0044]
[0045] 本實(shí)用新型最大的優(yōu)勢(shì)就是腔體內(nèi)部沒有任何的東西，無(wú)切角，無(wú)探針，無(wú)調(diào)諧螺 釘，保證了模式的原始和完整性。
[0046] 如圖4所示為本實(shí)用新型的仿真示意圖，通過微帶饋電，在兩個(gè)腔體濾波器內(nèi)形成 兩個(gè)通帶，通帶兩側(cè)具有傳輸零點(diǎn)，具有選擇性高、功率容量大等特點(diǎn)，能夠滿足現(xiàn)代通信 技術(shù)的要求。
[0047] 上述實(shí)施例為本實(shí)用新型較佳的實(shí)施方式，但本實(shí)用新型的實(shí)施方式并不受所述 實(shí)施例的限制，其他的任何未背離本實(shí)用新型的精神實(shí)質(zhì)與原理下所作的改變、修飾、替 代、組合、簡(jiǎn)化，均應(yīng)為等效的置換方式，都包含在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種基于微帶饋電縫隙耦合的單腔三模帶通雙工器，其特征在于，包括矩形腔體、第 一介質(zhì)基板及第二介質(zhì)基板，所述矩形腔體由第一及第二矩形腔體并聯(lián)構(gòu)成，所述第一介 質(zhì)基板覆蓋在第一及第二矩形腔體的頂面，所述第二介質(zhì)基板覆蓋在第一及第二矩形腔體 的底面，所述第一介質(zhì)基板的下表面分別開有第一及第二縫隙，所述第一介質(zhì)基板的上表 面印制用于微帶饋電的第一銅片及第二銅片，所述第二介質(zhì)基板的下表面開有第三及第四 縫隙，所述第二介質(zhì)基板的上表面印制有用于微帶饋電的第三銅片及第四銅片。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的單腔三模帶通雙工器，其特征在于，所述第一銅片的一端與第 一縫隙中心點(diǎn)相對(duì)應(yīng)，其另一端與第一矩形腔體的邊緣連接;所述第二銅片的一端與第二 縫隙中心點(diǎn)相對(duì)應(yīng)，其另一端與第二矩形腔體的邊緣連接。3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的單腔三模帶通雙工器，其特征在于，所述第三銅片橫向放置在 第一與第二矩形腔體的連接處，所述第三銅片的兩端分別與第三及第四縫隙的中心點(diǎn)對(duì) 應(yīng)，所述第四銅片縱向放置，位于兩個(gè)矩形腔的連接處，一端與第三銅片的中點(diǎn)對(duì)應(yīng)，另一 端與兩個(gè)矩形腔的連接處邊緣連接。4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的單腔三模帶通雙工器，其特征在于，所述第一及第二縫隙中心 點(diǎn)在同一直線上，所述第三縫隙中心點(diǎn)與第一縫隙中心點(diǎn)在同一豎直直線上，所述第四縫 隙中心點(diǎn)與第二縫隙中心點(diǎn)在同一豎直直線上。5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的單腔三模帶通雙工器，其特征在于，所述第一及第二銅片橫向 放置在第一介質(zhì)基板上。6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的單腔三模帶通雙工器，其特征在于，第一、第二、第三及第四銅 片為矩形。7. 根據(jù)權(quán)利要求1-6任一項(xiàng)所述的單腔三模帶通雙工器，其特征在于，矩形腔體內(nèi)部充 滿空氣，第一及第二矩形腔體的中心頻率不同。8. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的單腔三模帶通雙工器，其特征在于，所述第一及第二銅片及第 四銅片的寬度相等。9. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的單腔三模帶通雙工器，其特征在于，所述第一、第二、第三及第 四縫隙為矩形。10. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的單腔三模帶通雙工器，其特征在于，第一縫隙及第三縫隙分 別與X軸的夾角互為相反，所述第二縫隙與第四縫隙分別與X軸的夾角互為相反。
【文檔編號(hào)】H01P1/207GK205621825SQ201620233348
【公開日】2016年10月5日
【申請(qǐng)日】2016年3月23日
【發(fā)明人】王世偉, 郭在成, 林景裕, 褚慶昕
【申請(qǐng)人】華南理工大學(xué)