一种t型枝节加载的天线内置合路器的制造方法
【专利摘要】本发明涉及一种T型枝节加载的天线内置合路器，所述合路器包含有高频段带通滤波器和低频段带通滤波器，所述高频段带通滤波器和低频段带通滤波器均由非谐振单元和通过平行线耦合方式耦合连接于其两侧的T型枝节加载谐振器构成，且高频段带通滤波器和低频段带通滤波器分别通过两个输入端口输入，通过同一端口输出。本发明一种T型枝节加载的天线内置合路器，结构简单，整体尺寸小且性能好。
【专利说明】—种T型枝节加载的天线内置合路器
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种微波合路器，尤其是涉及一种采用新型谐振单元耦合产生的具有传输零点的天线内置合路器，属于微波通信设备【技术领域】。
【背景技术】
[0002]目前，实现天线内置合路器的小型化是现代微波通信系统设计的一个重要课题，作为通信系统中的一个关键器件，微波合路器的小型化设计成为其中的关键技术；
通常，可以采用微带形式、腔体结构、波导结构及电缆结构实现合路器；但是这些方式均存在不足一1、腔体体结构和波导结构的体积较大，设计困难，并且不易集成，一般不会用来设计天线内置合路器；2、电缆结构的合路器可以用在天线系统中，但其损耗较大，重量就重；3、微带结构，由于其成本低、体积小，重量轻，设计简单，易于集成被广泛应用到天线内置合路器的设计中；
因此天线内置合路器主要采用的微带形式有平行耦合线形式、阶梯阻抗形式、开路耦合环形式；1、平行耦合线形式的微带合路器相对于其他两种形式的微带合路器，设计和调试较简单，但其尺寸最大；2、阶梯阻抗形式的微带合路器其体积较小，但是阶梯阻抗谐振器的杂散频率较难控制，其中一个阶梯阻抗的谐波频率可能会对合路器的另一个频段产生干扰，这就增加了设计的难度；3、开路耦合环形式的合路器其尺寸是三种形式的合路器中最小的，但是开路耦合环之间的耦合很难控制；
为此，华东大学研发了一种专利号为ZL201310206676.1 “一种基于T型枝节加载阶梯阻抗谐振器的三通带高温超导滤波器”，其提出的T型枝节谐振器对微型化微波合路器具有启示作用，本专利即着重研究如何在微波合路器上应用T型枝节加载谐振器。
【发明内容】
[0003]本发明的目的在于克服上述不足，提供一种结构简单且性能好的一种T型枝节加载的天线内置合路器。
[0004]本发明的目的是这样实现的:一种T型枝节加载的天线内置合路器，其特征在于:所述合路器包含有高频段带通滤波器和低频段带通滤波器，所述高频段带通滤波器和低频段带通滤波器均由非谐振单元和通过平行线耦合方式耦合连接于其两侧的T型枝节加载谐振器构成，且高频段带通滤波器和低频段带通滤波器分别通过两个输入端口输入，通过同一输出端口输出。
[0005]本发明一种T型枝节加载的天线内置合路器，所述高频段带通滤波器包含有非谐振单元，所述非谐振单元的左右两侧通过平行线耦合方式对称耦合连接有高频段T型枝节加载谐振器，且位于左侧的高频段T型枝节加载谐振器通过平行线耦合方式与输出端口的输出馈线相耦合连接，位于右侧的高频段T型枝节加载谐振器通过平行线耦合方式与高频输入端口的输入馈线相耦合连接，
所述低频段带通滤波器包含有非谐振单元，所述非谐振单元的左右两侧通过平行线耦合方式对称耦合连接有低频段T型枝节加载谐振器，且位于左侧的高频段T型枝节加载谐振器通过平行线耦合方式与输出端口的输出馈线相耦合连接，位于右侧的高频段T型枝节加载谐振器通过平行线耦合方式与低频输入端口的输入馈线相耦合连接。
[0006]本发明一种T型枝节加载的天线内置合路器，所述高频段T型枝节加载谐振器和低频段T型枝节加载谐振器均由一弯折的半波长传输线和一弯折的T型枝节构成。
[0007]与现有技术相比，本发明的有益效果是:
本发明T型枝节加载的谐振器设计简单，性能优良，且T型枝节加载的谐振器的枝节谐振，会在滤波器的阻带产生一个传输零点，并且该零点可控，而由该形式的滤波器构成的天线合路器其隔离特性优异，特别适合应用于F/A天线系统的设计中。更为关键的是，在实现同样性能的条件下，由T型枝节加载的谐振器构成的合路器的滤波结构的尺寸比由传统的由单个谐振器构成的滤波结构的尺寸减小一半，因此由T型枝节加载谐振器构成的合路器的尺寸其他三种传统形式的微带合路器的尺寸要小。
[0008]同时，本发明提出一种将T型枝节加载谐振器结构用于微波天线内置合路器，所得到的合路器的不同频段的带宽不但可以控制，而且由T型枝节谐振，结构中采用的平行线耦合方式均会在合路器滤波结构的阻带产生的传输零点能有效地改善合路器的隔离特性。
[0009]并且本发明在不增加电路面积和加工复杂度前提下，采用T型枝节谐振器可以在很大程度上减小天线内置合路器的尺寸；采用平行线耦合结构的合路器可以实现对其不同频段带宽的控制；利用T型谐振器的枝节谐振，采用反向平行耦合线结构在合路器的滤波结构的阻带实现几个传输零点，有效地改善合路器的特性；且本发明设计简单，易于集成，电路加工方便。
【专利附图】
【附图说明】
[0010]图1为本发明一种T型枝节加载的天线内置合路器的结构示意图。
[0011]图2为本发明一种T型枝节加载的天线内置合路器的高频段带通滤波器的结构示意图。
[0012]图3为本发明一种T型枝节加载的天线内置合路器的低频段带通滤波器的结构示意图。
[0013]图4为本发明一种T型枝节加载的天线内置合路器的非谐振单元(N1、N2)的结构示意图。
[0014]图5为本发明一种T型枝节加载的天线内置合路器的高频段T型枝节加载谐振器(1、2)的结构示意图。
[0015]图6为本发明一种T型枝节加载的天线内置合路器的低频段T型枝节加载谐振器(3,4)的结构示意图。
[0016]图7为本发明一种T型枝节加载的天线内置合路器的高频段T型枝节加载谐振器(1、2)在弱耦合情况下的仿真结果图。
[0017]图8为本发明一种T型枝节加载的天线内置合路器的ADS仿真结果图。
[0018]其中:
高频段T型枝节加载谐振器1、2 ; 低频段T型枝节加载谐振器3、4 ;
非谐振单元N1、N2。
【具体实施方式】
[0019]参见图f 8，本发明涉及的一种T型枝节加载的天线内置合路器，所述合路器包含有高频段带通滤波器和低频段带通滤波器，
所述高频段带通滤波器包含有非谐振单元NI，所述非谐振单元NI的左右两侧通过平行线耦合方式对称耦合连接有高频段T型枝节加载谐振器1、2，且位于左侧的高频段T型枝节加载谐振器I通过平行线耦合方式与输出端口 Portl的输出馈线相耦合连接，位于右侧的高频段T型枝节加载谐振器2通过平行线耦合方式与高频输入端口 Port2的输入馈线相耦合连接，
所述低频段带通滤波器包含有非谐振单元N2，所述非谐振单元N2的左右两侧通过平行线耦合方式对称耦合连接有低频段T型枝节加载谐振器3、4，且位于左侧的高频段T型枝节加载谐振器3通过平行线耦合方式与输出端口 Portl的输出馈线相耦合连接，位于右侧的高频段T型枝节加载谐振器4通过平行线耦合方式与低频输入端口 Port3的输入馈线相耦合连接，
上述高频段T型枝节加载谐振器1、2和低频段T型枝节加载谐振器3、4均由一弯折的半波长传输线和一弯折的T型枝节构成，半波长传输线和T型枝节弯折的目的在于减小合路器的尺寸；
本发明中，T型枝节加载谐振器(高频段T型枝节加载谐振器1、2和低频段T型枝节加载谐振器3、4)具有双频特性，具有两个谐振频率，即为两个谐振模式，奇模和偶模，由谐振器构成的滤波器的中心频率由谐振器的半波长传输线的长度来控制，零点的位置由T型枝节的长度控制。
[0020]在图f 3中，输出端口 Portl与高频段T型枝节加载谐振器I之间传输线的长度为9，输出端口 Portl与低频段T型枝节加载谐振器3之间的传输线长度为10，通过调整距离9和距离10来改变构成合路器的两个滤波器的相互干扰；
图1和图2中输出端口 Portl和高频输入端口 Port2的平行耦合馈线的长度分别为5和6，图1和图3中低频输入端口 Port3和输出端口 Portl的平行耦合馈线的长度分别为8和7，通过改变距离5，6或7，8及平行耦合馈线与谐振器之间的距离可以控制构成合路器两个频段滤波器的带宽；而谐振器间的内部耦合通过非谐振单元加强。
[0021]本实施例的T型枝节加载的天线内置合路器，采用如图2所示的高频段带通滤波器结构和如图3所示低频段带通滤波器结构结构；两路不同频段的信号分别由高频输入端口 Port2和低频输入端口 Port3输入，分别由平行耦合线结构馈电到高频段T型枝节加载谐振器2和低频段T型枝节加载谐振器4，然后又通过非谐振单元NI和N2耦合到高频段T型枝节加载谐振器I和低频段T型枝节加载谐振器3，最后通过平行耦合线耦合到输出端口Portl ；
合路器采用的谐振器单元为T型枝节加载的双模谐振器，由该谐振器构成的合路器的尺寸比传统的由带通形式的微带合路器的尺寸减小一半，双模谐振器的T型枝节谐振会在构成合路器的滤波结构的边带产生一个传输零点，且该零点可控。天线内置合路器的输入和输出均采用平行耦合线的馈电方式，通过调整平行耦合线的长度，与谐振器的间隙宽度可以控制合路器两个频带的宽带，同时，平行耦合线的与谐振器间的耦合，会在构成合路器的滤波结构的阻带产生传输零点，提高了合路器的隔离特性。
[0022]需要注意的是:上述实施方式仅为本专利的最优化方案，本领域技术人员针对上述方案所做的任何改动或改进均在本专利的保护范围之内。
【权利要求】
1.一种T型枝节加载的天线内置合路器，其特征在于:所述合路器包含有高频段带通滤波器和低频段带通滤波器，所述高频段带通滤波器和低频段带通滤波器均由非谐振单元和通过平行线耦合方式耦合连接于其两侧的T型枝节加载谐振器构成，且高频段带通滤波器和低频段带通滤波器分别通过两个输入端口输入，通过同一输出端口输出。
2.如权利要求1所述一种T型枝节加载的天线内置合路器，其特征在于:所述高频段带通滤波器包含有非谐振单元(NI)，所述非谐振单元(NI)的左右两侧通过平行线耦合方式对称耦合连接有高频段T型枝节加载谐振器(1、2 )，且位于左侧的高频段T型枝节加载谐振器(I)通过平行线耦合方式与输出端口(Portl)的输出馈线相耦合连接，位于右侧的高频段T型枝节加载谐振器(2)通过平行线耦合方式与高频输入端口(Port2)的输入馈线相耦合连接， 所述低频段带通滤波器包含有非谐振单元(N2)，所述非谐振单元(N2)的左右两侧通过平行线耦合方式对称耦合连接有低频段T型枝节加载谐振器(3、4)，且位于左侧的高频段T型枝节加载谐振器(3)通过平行线耦合方式与输出端口(Portl)的输出馈线相耦合连接，位于右侧的高频段T型枝节加载谐振器(4)通过平行线耦合方式与低频输入端口(Port3)的输入馈线相稱合连接。
3.如权利要求1或2所述一种T型枝节加载的天线内置合路器，其特征在于:所述高频段T型枝节加载谐振器(1、2)和低频段T型枝节加载谐振器(3、4)均由一弯折的半波长传输线和一弯折的T型枝节构成。
【文档编号】H01P1/213GK103825075SQ201410034304
【公开日】2014年5月28日 申请日期:2014年1月24日 优先权日:2014年1月24日
【发明者】王晓艳, 刘小琴, 王雅冰 申请人:张家港保税区国信通信有限公司