一种使用多枝节线加载匹配网络的双频双工器的制造方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种使用多枝节线加载匹配网络的双频双工器，使用微带线结构进行实现，以印刷电路板的方式制作在双面覆铜微带板上，包括信号输入馈线端口port1、信号输出馈线端口port2及port3、四个通道滤波器和多枝节线加载匹配网络，该匹配网络由两条短路传输线和两条开路传输线构成。使用多枝节线加载匹配网络的双频双工器，能够在任一组谐振器工作时，另一组谐振器均处于开路状态，提高了通道之间的抑制效果；同时该匹配网络体积小，设计简单，可根据理论设计公式进行设计，改变传输线的长度值和阻抗值，适用范围更广更灵活。
【专利说明】—种使用多枝节线加载匹配网络的双频双工器
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及本实用新型涉及频分双工的【技术领域】，特别涉及一种使用多枝节线加载匹配网络的双频双工器。
【背景技术】
[0002]由于无线通信技术的迅速发展以及人们对无线通信的需要日益增加，当今市场2G、3G、4G网络并存，许多无线终端，比如移动电话、平板电脑等，在设计时都希望能兼容多个通信标准，这就可以让终端用户同时享受不同运营商提供的服务。
[0003]通信工业中常见的FDD技术，要求具有两个通信通道:一个上行通道和一个下行通道。此时，通信系统中就必须使用双工器。传统的双工器仅能工作于一组上下行频率，对于多种通信标准共存的市场，这样的双工器不能满足要求。
[0004]双频双工器，即四通道双工器，可以同时工作于两组上下行频率，大大降低通信系统的体积和成本。现已有多个学者提出不同的四通道双工器结构。双工器的设计主要在于匹配网络。本实用新型的核心创新之处在于提出一个适用于四通道双工器的新型多枝节线加载匹配网络结构。多通带的双工器要求多个通带之间有较好的隔离效果，同时要求器件尺寸尽可能小。
[0005]资料显示的一种分支结构的高隔离度微带双工器，该双工器的结构图如图1所示，具体请参考“专利申请号:201310547087.X，专利名称:分支结构的高隔离度微带双工器，专利权人:中国计量学院”。其使用的匹配网络如图1中5和11所示，该匹配网络仅使用两条简单的均匀传输线，因此，仅能满足二通道双工器对隔离度的要求，却难以满足四通道的双工器的隔离度要求。
[0006]资料显示的另一种基于电磁混合耦合的微带双工器，该双工器的结构图如图2所示，具体请参考“专利申请号:201310582773.0，专利名称:一种基于电磁混合耦合的微带双工器，专利权人:华南理工大学”。其使用的匹配网络为T型接头，如图2中8所示。虽然本专利的技术方案中使用T型接头作为匹配网络，同样仅能满足双通道双工器的隔离度要求，却难以满足四通道的双工器的隔离度要求。
[0007]资料显示的又一种四通带的双工器，该双工器的结构图如图3所示，具体请参考Hung-ffei ffu, Shih-Hua Huang和 Yu_Fu Chen在本【技术领域】顶级期刊〃IEEE MICROWAVE ANDWIRELESS COMPONENTS LETTERS〃上发表题为 “Design of New Quad-Channel DiplexerWith Compact Circuit Size”的文章。该双工器由两组谐振器(①②为一组,③④为一组)和一个匹配网络组成，匹配网络使用的是T型接头，如图3中的L3、L4所示。这样的匹配网络，在其中一组谐振器工作时，无法保证另一组谐振器处于开路状态，因此难以实现四个通道均得到较好的隔离效果。
实用新型内容
[0008]本实用新型的目的在于克服现有技术的缺点与不足，提供一种使用多枝节线加载匹配网络的双频双工器，本实用新型的双工器中公开了一种多枝节线加载的新型匹配网络，能满足二通道、四通道双工器的隔离度要求，填补现有技术关于双频双工器匹配网络设计的空白。
[0009]本实用新型的目的通过下述技术方案实现:
[0010]一种使用多枝节线加载匹配网络的双频双工器，以印刷电路板的方式制作在双面履铜微带板上，所述双面覆铜微带板的同一面上分别制作有信号输入馈线端口 portl、信号输出馈线端口 port2、信号输出馈线端口 port3、第一通道滤波器、第二通道滤波器、第三通道滤波器、第四通道滤波器第一短路传输线、第二短路传输线、第一开路传输线、第二开路传输线、第一输出馈线、第二输出馈线、第三输出馈线、第四输出馈线，该双面覆铜微带板的另一面为覆铜接地板；第一输出馈线的底端与信号输出馈线端口 port2的底端垂直连接呈反向L型，第二输出馈线与信号输出馈线端口 port2的底端水平连接，同时与第一输出馈线的底端垂直连接，并且第一输出馈线与第二输出馈线构成一个输出馈线网络；第三输出馈线的底端与信号输出馈线端口 port3的底端垂直连接呈L型，第四输出馈线与信号输出馈线端口 port3的底端水平连接，同时与第三输出馈线的底端垂直连接，并且第三输出馈线与第四输出馈线构成一个输出馈线网络；第一短路传输线与第二短路传输线底端连接构成U字型，位于第一输出馈线与第三输出馈线之间，该U字型的下端中间与馈线端口 portl垂直连接，第一开路传输线与第一短路传输线垂直连接呈反向L型，第二开路传输线与第二短路传输线垂直连接呈L型，并且第二输出馈线、第一开路传输线、第二开路传输线、第四输出馈线同时横向设置且位于同一水平线上，第二输出馈线与第一开路传输线的一端相邻存在耦合间隙，第二开路传输线与第四输出馈线的一端相邻存在耦合间隙；所述第一通道滤波器、第二通道滤波器位于第一输出馈线与第一短路传输线之间，其中第一通道滤波器位于第二输出馈线和第一开路传输线的正上方，第二通道滤波器位于第二输出馈线和第一开路传输线的正下方；所述第三通道滤波器、第四通道滤波器位于第三输出馈线与第二短路传输线之间，其中第三通道滤波器位于第二开路传输线与第四输出馈线的正上方，第四通道滤波器位于第二开路传输线与第四输出馈线的正下方。
[0011]优选的，所述双面覆铜微带板的同一面上还制作有第五接地短路过孔以及第六接地短路过孔；所述第一通道滤波器由第一微带、第二微带、第三微带、第四微带、第五微带、第六微带、第七微带、第八微带组成，其中第一微带、第三微带、第六微带、第八微带是横向水平的，平行于第二输出馈线和第一开路传输线，第二微带、第四微带、第五微带、第七微带是纵向的，平行于第一输出馈线与第一短路传输线，横向的第三微带的两端与纵向的第二微带、第四微带的顶端连接构成倒U字型，横向的第六微带的两端与纵向的第五微带、第七微带的顶端连接构成倒U字型，第四微带和第五微带之间存在耦合间隙，并且第四微带和第五微带的底端通过第五接地短路过孔连接，其中第五接地短路过孔位于第二输出馈线与第一开路传输线之间的耦合间隙的正上方，第一微带与第二微带的底端垂直连接构成反向L型，第八微带与第七微带的底端垂直连接构成L型；
[0012]所述第三通道滤波器由第九微带、第十微带、第十一微带、第十二微带、第十三微带、第十四微带、第十五微带、第十六微带组成，其中第九微带、第十一微带、第十四微带、第十六微带是横向水平的，平行于第二开路传输线和第四输出馈线，第十微带、第十二微带、第十三微带、第十五微带是纵向的，平行于第三输出馈线与第二短路传输线，横向的第十一微带的两端与纵向的第十微带、第十二微带的顶端连接构成倒U字型，横向的第十四微带的两端与纵向的第十三微带、第十五微带的顶端连接构成倒U字型，第十二微带和第十三微带之间存在耦合间隙，并且第十二微带和第十三微带的底端通过第六接地短路过孔连接，其中第六接地短路过孔位于第二开路传输线和第四输出馈线之间的耦合间隙的正上方，第九微带与第十微带的底端垂直连接构成反向L型，第十六微带与第十五微带的底端垂直连接构成L型。
[0013]优选的，所述第二通道滤波器由第十七微带、第十八微带、第十九微带、第二十微带、第二十一微带、第二十二微带组成，其中第十七微带、第十九微带、第二十微带、第二十二微带是横向水平的，平行于第二开路传输线和第四输出馈线，第二十四微带、第二十七微带是纵向的，平行于第一输出馈线与第一短路传输线，纵向的第十八微带的两端与横向的十七微带、第十九微带的底端连接构成向左翻倒状的U字型，纵向的第二十一微带的两端与横向的二十微带、第二十二微带的底端连接构成向右翻倒状的U字型，上述两个U字型背对设置，第十八微带与第二十一微带之间存在耦合间隙，位于第二输出馈线与第一开路传输线之间的耦合间隙的正下方。
[0014]所述第四通道滤波器由第二十三微带、第二十四微带、第二十五微带、第二十六微带、第二十七微带、第二十八微带组成，其中第二十三微带、第二十五微带、第二十六微带、第二十八微带是横向水平的，平行于第二输出馈线和第一开路传输线，第十八微带、第二十一微带是纵向的，平行于第三输出馈线与第二短路传输线，纵向的第二十四微带的两端与横向的二十三微带、第二十五微带的底端连接构成向左翻倒状的U字型，纵向的第二十七微带的两端与横向的二十六微带、第二十八微带的底端连接构成向右翻倒状的U字型，上述两个U字型背对设置，第二十四微带与第二十七微带之间存在耦合间隙，位于第二开路传输线和第四输出馈线之间的耦合间隙的的正下方。
[0015]优选的，所述第一短路传输线、第二短路传输线、第一开路传输线和第二开路传输线共同构成多枝节线加载匹配网络，并且上述四条传输线采用的微波传输结构包括微带线、带状线、同轴线以及槽线。
[0016]优选的，所述第一短路传输线的(Υ1; θ^、第一开路传输线的(Υ2，θ2)、第二短路传输线的(γ3，θ3)以及第二开路传输线的(Υ4，Θ4)由方程组
[0017]-jY^ot (r3 Θ j) + jY2tan (r3 Θ 2) =0
[0018]-jY^ot (r4 Θ j) + jY2tan (r4 Θ 2) =0
[0019]-jY3cot ( Θ 3) +jY4tan ( Θ 4) = 0
[0020]-jY3cot (r2 Θ 3) +jY4tan (r2 Θ 4) = 0
[0021]确定，方程组中f1; f2，f3，f4分别表示第一通道滤波器、第二通道滤波器、第三通道滤波器、第四通道滤波器的通带中心频率，令r2 = f2/fv r3 = f3/fi, r4 = ?Α/?ν上述Y:、θ !分别为第一短路传输线的特征导纳和电长度，\、92分别为第一开路传输线的特征导纳和电长度，Υ3、Θ 3分别为第二短路传输线的特征导纳和电长度，Υ4、Θ 4分别为传输线4的特征导纳和电长度。
[0022]优选的，所述双面覆铜微带板的同一面上还制作有第一接地短路过孔、第二接地短路过孔、第三接地短路过孔、第四接地短路过孔，其中第一接地短路过孔与第一输出馈线顶端连接，第二接地短路过孔与第一短路传输线顶端连接，第三接地短路过孔与第二短路传输线顶端连接，第四接地短路过孔与第三输出馈线顶端连接。
[0023]本实用新型相对于现有技术具有如下的优点及效果:
[0024]1、本实用新型使用的多枝节线加载的匹配网络的双频双工器，能够在任一组谐振器工作时，另一组谐振器均处于开路状态，提高了通道之间的抑制效果。
[0025]2、本实用新型提出的匹配网络体积小，使用该匹配网络的双工器的尺寸几乎仅取决于滤波器尺寸，匹配网络仅增加了少量的体积。
[0026]3.本实用新型提出的匹配网络设计过程简单，且设计与滤波器结构无关，均可根据提出的理论设计公式进行设计，因此该匹配网络适用范围广。
【专利附图】
【附图说明】
[0027]图1是现有技术中一种分支结构的高隔离度微带双工器的结构示意图；
[0028]图2是现有技术中一种基于电磁混合稱合的微带双工器的结构不意图；
[0029]图3是现有技术中一种四通带的双工器的结构示意图；
[0030]图4是本实用新型提出的双工器设计中的多枝节线加载匹配网络的结构图；
[0031]图5是本实用新型提出的一种双频双工器设计的结构示意图；
[0032]图6是本实用新型提出的一种双频双工器设计的仿真结果示意图；
[0033]图中，附图标记为:1-第一短路传输线，2-第一开路传输线，3-第二短路传输线,4-第二开路传输线，5-第一通道滤波器,5-1-第一微带,5-2-第二微带,5-3-第三微带，5-4-第四微带，5-5-第五微带，5-6-第六微带，5-7-第七微带，5-8-第八微带，6-第二通道滤波器，6-1-第十七微带，6-2-第十八微带，6-3-第十九微带，6-4-第二十微带，6-5-第二i^一微带，6-6-第二十二微带，7-第三通道滤波器，7-1-第九微带，7-2-第十微带，7-3-第十一微带，7-4-第十二微带，7-5-第十三微带，7-6-第十四微带，7-7-第十五微带,7-8-第十六微带，8-第四通道滤波器，8-1-第二十二微带，8-2-第二十四微带，8-3-第二十五微带，8-4-第二十六微带，8-5-第二十七微带，8-6-第二十八微带，9-第一输出馈线，10-第二输出馈线，11-第二输出馈线，12-第四输出馈线，13-第一接地短路过孔，14-第二接地短路过孔，15-第三接地短路过孔，16-第四接地短路过孔，17-第五接地短路过孔，18-第六接地短路过孔，19-信号输入馈线端口 portl，20-信号输出馈线端口 port2，21_信号输出馈线端口 port3。
【具体实施方式】
[0034]下面结合实施例及附图对本实用新型作进一步详细的描述，但本实用新型的实施方式不限于此。
[0035]实施例
[0036]本实用新型提出的一种使用多枝节线加载匹配网络的双频双工器的结构图如图5所示，以印刷电路板的方式制作在双面履铜微带板上，所述双面覆铜微带板的同一面上分别制作有信号输入馈线端口 portl、信号输出馈线端口 port2、信号输出馈线端口 port3 (分别对应图中标记19、20、21)、第一通道滤波器5、第二通道滤波器6、第三通道滤波器7、第四通道滤波器8、第一短路传输线1、第二短路传输线3、第一开路传输线2、第二开路传输线4、第一输出馈线9、第二输出馈线10、第三输出馈线11、第四输出馈线12,该双面覆铜微带板的另一面为覆铜接地板。
[0037]第一输出馈线9的底端与信号输出馈线端口 port2的底端垂直连接呈反向L型，第二输出馈线10与信号输出馈线端口 port2的底端水平连接，同时与第一输出馈线9的底端垂直连接，并且第一输出馈线9与第二输出馈线10构成一个输出馈线网络；
[0038]第三输出馈线11的底端与信号输出馈线端口 port3的底端垂直连接呈L型，第四输出馈线12与信号输出馈线端口 port3的底端水平连接，同时与第三输出馈线11的底端垂直连接，并且第三输出馈线11与第四输出馈线12构成一个输出馈线网络；
[0039]第一短路传输线1与第二短路传输线3底端连接构成U字型，位于第一输出馈线9与第三输出馈线11之间，该U字型的下端中间与馈线端口 portl垂直连接，第一开路传输线2与第一短路传输线1垂直连接呈反向L型，第二开路传输线4与第二短路传输线3垂直连接呈L型，并且第二输出馈线10、第一开路传输线2、第二开路传输线4、第四输出馈线12同时横向设置且位于同一水平线上，第二输出馈线10与第一开路传输线2的一端相邻存在耦合间隙，第二开路传输线4与第四输出馈线12的一端相邻存在耦合间隙；
[0040]所述第一通道滤波器5、第二通道滤波器6位于第一输出馈线9与第一短路传输线1之间，其中第一通道滤波器5位于第二输出馈线10和第一开路传输线2的正上方，第二通道滤波器6位于第二输出馈线10和第一开路传输线2的正下方；所述第三通道滤波器
7、第四通道滤波器8位于第三输出馈线11与第二短路传输线3之间，其中第三通道滤波器7位于第二开路传输线4与第四输出馈线12的正上方，第四通道滤波器8位于第二开路传输线4与第四输出馈线12的正下方。
[0041]所述双面覆铜微带板的同一面上还制作有第五接地短路过孔(17)以及第六接地短路过孔18 ；
[0042]所述第一通道滤波器5由第一微带5-1、第二微带5-2、第三微带5_3、第四微带5-4、第五微带5-5、第六微带5-6、第七微带5-7、第八微带5_8组成，其中第一微带、第三微带、第六微带、第八微带是横向水平的，平行于第二输出馈线10和第一开路传输线2，第二微带、第四微带、第五微带、第七微带是纵向的，平行于第一输出馈线9与第一短路传输线1，横向的第三微带的两端与纵向的第二微带、第四微带的顶端连接构成倒U字型，横向的第六微带的两端与纵向的第五微带、第七微带的顶端连接构成倒U字型，第四微带和第五微带之间存在耦合间隙，并且第四微带和第五微带的底端通过第五接地短路过孔连接，其中第五接地短路过孔位于第二输出馈线10与第一开路传输线2之间的耦合间隙的正上方，第一微带与第二微带的底端垂直连接构成反向L型，第八微带与第七微带的底端垂直连接构成L型；
[0043]所述第三通道滤波器7由第九微带7-1、第十微带7-2、第十一微带7_3、第十二微带7-4、第十三微带7-5、第十四微带7-6、第十五微带7-7、第十六微带7-8组成，其中第九微带、第十一微带、第十四微带、第十六微带是横向水平的，平行于第二开路传输线4和第四输出馈线12，第十微带、第十二微带、第十三微带、第十五微带是纵向的，平行于第三输出馈线11与第二短路传输线3，横向的第十一微带的两端与纵向的第十微带、第十二微带的顶端连接构成倒U字型，横向的第十四微带的两端与纵向的第十三微带、第十五微带的顶端连接构成倒U字型，第十二微带和第十三微带之间存在耦合间隙，并且第十二微带和第十三微带的底端通过第六接地短路过孔连接，其中第六接地短路过孔位于第二开路传输线4和第四输出馈线12之间的耦合间隙的正上方，第九微带与第十微带的底端垂直连接构成反向L型，第十六微带与第十五微带的底端垂直连接构成L型。
[0044]所述第二通道滤波器6由第十七微带6-1、第十八微带6-2、第十九微带6_3、第二十微带6-4、第二十一微带6-5、第二十二微带6-6组成，其中第十七微带、第十九微带、第二十微带、第二十二微带是横向水平的，平行于第二开路传输线4和第四输出馈线12，第二十四微带、第二十七微带是纵向的，平行于第一输出馈线9与第一短路传输线1，纵向的第十八微带的两端与横向的十七微带、第十九微带的底端连接构成向左翻倒状的U字型，纵向的第二十一微带的两端与横向的二十微带、第二十二微带的底端连接构成向右翻倒状的U字型，上述两个U字型背对设置，第十八微带与第二十一微带之间存在耦合间隙，位于第二输出馈线10与第一开路传输线2之间的耦合间隙的正下方。
[0045]所述第四通道滤波器8由第二十三微带8-1、第二十四微带8-2、第二十五微带8-3、第二十六微带8-4、第二十七微带8-5、第二十八微带8-6组成，其中第二十三微带、第二十五微带、第二十六微带、第二十八微带是横向水平的，平行于第二输出馈线10和第一开路传输线2，第十八微带、第二十一微带是纵向的，平行于第三输出馈线11与第二短路传输线3，纵向的第二十四微带的两端与横向的二十三微带、第二十五微带的底端连接构成向左翻倒状的U字型，纵向的第二十七微带的两端与横向的二十六微带、第二十八微带的底端连接构成向右翻倒状的U字型，上述两个U字型背对设置，第二十四微带与第二十七微带之间存在耦合间隙，位于第二开路传输线4和第四输出馈线12之间的耦合间隙的的正下方。
[0046]所述双面覆铜微带板的同一面上还制作有第一接地短路过孔13、第二接地短路过孔14、第三接地短路过孔15、第四接地短路过孔16，其中第一接地短路过孔与第一输出馈线顶端连接，第二接地短路过孔与第一短路传输线顶端连接，第三接地短路过孔与第二短路传输线顶端连接，第四接地短路过孔与第三输出馈线顶端连接。
[0047]所述第一短路传输线1、第二短路传输线3、第一开路传输线2和第二开路传输线4共同构成多枝节线加载匹配网络，并且上述四条传输线采用的微波传输结构包括微带线、带状线、同轴线以及槽线。本实用新型提出的双工器设计中的多枝节线加载匹配网络的结构图如图4所示。
[0048]该匹配网络的设计方法具体如下:
[0049]令f\，f2，f3，f4分别表示第一通道滤波器、第二通道滤波器、第三通道滤波器、第四通道滤波器的通带中心频率，令r2 = f2/fv r3 = fjf!, r4 = fVA，所述第一短路传输线的(Υ1； θ^、第一开路传输线的(γ2，θ2)、第二短路传输线的(γ3，θ3)以及第二开路传输线的(Υ4，Θ 4)由方程组
[0050]-jY^ot (r3 Θ j) + jY2tan (r3 Θ 2) =0 (1)
[0051]-jY^ot (r4 Θ j) + jY2tan (r4 Θ 2) =0 (2)
[0052]-jY3cot ( Θ 3) +jY4tan ( Θ 4) = 0 (3)
[0053]-jY3cot (r2 Θ 3) +jY4tan (r2 Θ 4) = 0 (4)
[0054]确定，方程组中f1; f2，f3，f4分别表示第一通道滤波器、第二通道滤波器、第三通道滤波器、第四通道滤波器的通带中心频率，令r2 = f2/fv r3 = f3/fi, r4 = ?Α/?ν上述Y:、θ !分别为第一短路传输线的特征导纳和电长度，\、92分别为第一开路传输线的特征导纳和电长度，Υ3、θ 3分别为第二短路传输线的特征导纳和电长度，Υ4、Θ 4分别为传输线4的特征导纳和电长度。
[0055]在该双频双工器中，当通道带通滤波器5或者通道带通滤波器6工作时，第二短路传输线3和第二开路传输线4组成的网络均处于开路状态，因此通道带通滤波器7和通道带通滤波器8不工作；同样的，当通道带通滤波器7或者通道带通滤波器8工作时，第一短路传输线1和第一开路传输线2组成的网络均处于开路状态，因此通道带通滤波器3和通道带通滤波器4不工作。所以，相比于常用的Τ型接头匹配网络或者其他现有技术，由传输线1、2、3、4组成的多枝节线加载匹配网络可以更好地满足四通道双工器的隔离度要求。
[0056]该双频双工器的工作频率设计为1.8GHz、2.2GHz、3.5GHz、4.0GHz，根据公式
(1)-(4)可以得到多枝节线加载匹配网络的设计参数为Z: = l/Yl = 32 Ω , Z2 = 1/Υ2 =131 Ω , θ j = θ 2 = 52。，Ζ3 = 1/Υ3 = 40 Ω，Ζ4 = 1/Υ4 = 131 Ω，θ 3 = θ 4 = 61 °，其中 Ζ”θ !分别为传输线1的阻抗和电长度，ζ2，Θ 2分别为传输线2的阻抗和电长度，Ζ3，Θ 3分别为传输线3的阻抗和电长度，Ζ4, Θ 4分别为传输线4的阻抗和电长度，Θ 17 Θ 2，Θ 3，04均定义在1.8GHz。
[0057]该双频双工器的仿真数据如图6所示，横轴表示本双频双工器的信号频率，纵轴表示幅度，包括插入损耗621和331)的幅度，回波损耗(Sn)的幅度，隔离度(S32)的幅度，其中S21表示portl到port2的插入损耗,S31表示portl到port3的插入损耗,Sn表示portl的回波损耗，S32表示port2和port3之间的隔离度，其相应的数学函数如下:输出功率/输入功率=20*log | S211 (或20*log I S311)，反射功率/入射功率=20*log | Sn |，输出功率/输入功率=20*log|S32。
[0058]从图6可以得出，在四个通带中，回波损耗|Sn|和S33的绝对值大于17DB，插入损耗S13的绝对值小于2DB。从0 — 3.5Ghz的频率范围看，双工器的隔离度S23的绝对值大于50DB。从1 一5Ghz的频率范围看，双工器的隔离度S23的绝对值大于30DB。满足二通道、四通道双工器的隔离度要求。另外，该双工器的每个通带两侧都能产生数个传输零点，大大提高了带外抑制性。
[0059]本实用新型包括并不仅限于上述给出的实施方案，本领域技术人员在本实用新型的构思下，在不脱离本实用新型原理的前提下，可作出不同的变形和替换，例如将传输线改为其他阻抗值或长度值，将示意的四枝节线加载匹配网络改为更多枝节线加载的匹配网络，使用其他传输线类型(如带状线、同轴线)实现本实用新型提出的结构等，这些变形和替换也属于本专利保护范围。
【权利要求】
1.一种使用多枝节线加载匹配网络的双频双工器，以印刷电路板的方式制作在双面履铜微带板上，其特征在于:所述双面覆铜微带板的同一面上分别制作有信号输入馈线端口portl (19)、信号输出馈线端口 port2 (20)、信号输出馈线端口 port3 (21)、第一通道滤波器(5)、第二通道滤波器(6)、第三通道滤波器(7)、第四通道滤波器(8)、第一短路传输线(1)、第二短路传输线(3)、第一开路传输线(2)、第二开路传输线(4)、第一输出馈线(9)、第二输出馈线(10)、第三输出馈线(11)、第四输出馈线(12)，该双面覆铜微带板的另一面为覆铜接地板；第一输出馈线(9)的底端与信号输出馈线端口 port2(20)的底端垂直连接呈反向L型，第二输出馈线(10)与信号输出馈线端口 port2(20)的底端水平连接，同时与第一输出馈线(9)的底端垂直连接，并且第一输出馈线(9)与第二输出馈线(10)构成一个输出馈线网络；第三输出馈线(11)的底端与信号输出馈线端口 port3(21)的底端垂直连接呈L型，第四输出馈线(12)与信号输出馈线端口 port3(21)的底端水平连接，同时与第三输出馈线(11)的底端垂直连接，并且第三输出馈线(11)与第四输出馈线(12)构成一个输出馈线网络；第一短路传输线(1)与第二短路传输线(3)底端连接构成U字型，位于第一输出馈线(9)与第三输出馈线(11)之间，该U字型的下端中间与馈线端口 portl垂直连接，第一开路传输线(2)与第一短路传输线(1)垂直连接呈反向L型，第二开路传输线(4)与第二短路传输线(3)垂直连接呈L型，并且第二输出馈线(10)、第一开路传输线(2)、第二开路传输线(4)、第四输出馈线(12)同时横向设置且位于同一水平线上，第二输出馈线(10)与第一开路传输线(2)的一端相邻存在耦合间隙，第二开路传输线(4)与第四输出馈线(12)的一端相邻存在耦合间隙；所述第一通道滤波器(5)、第二通道滤波器(6)位于第一输出馈线(9)与第一短路传输线(1)之间，其中第一通道滤波器(5)位于第二输出馈线(10)和第一开路传输线(2)的正上方，第二通道滤波器(6)位于第二输出馈线(10)和第一开路传输线(2)的正下方；所述第三通道滤波器(7)、第四通道滤波器(8)位于第三输出馈线(11)与第二短路传输线(3)之间，其中第三通道滤波器(7)位于第二开路传输线(4)与第四输出馈线(12)的正上方，第四通道滤波器(8)位于第二开路传输线(4)与第四输出馈线(12)的正下方。
2.根据权利要求1所述的一种使用多枝节线加载匹配网络的双频双工器，其特征在于:所述双面覆铜微带板的同一面上还制作有第五接地短路过孔(17)以及第六接地短路过孔(18)； 所述第一通道滤波器(5)由第一微带(5-1)、第二微带(5-2)、第三微带(5-3)、第四微带(5-4)、第五微带(5-5)、第六微带(5-6)、第七微带(5-7)、第八微带(5_8)组成，其中第一微带、第三微带、第六微带、第八微带是横向水平的，平行于第二输出馈线(10)和第一开路传输线(2)，第二微带、第四微带、第五微带、第七微带是纵向的，平行于第一输出馈线(9)与第一短路传输线(1)，横向的第三微带的两端与纵向的第二微带、第四微带的顶端连接构成倒U字型，横向的第六微带的两端与纵向的第五微带、第七微带的顶端连接构成倒U字型，第四微带和第五微带之间存在耦合间隙，并且第四微带和第五微带的底端通过第五接地短路过孔连接，其中第五接地短路过孔位于第二输出馈线(10)与第一开路传输线(2)之间的耦合间隙的正上方，第一微带与第二微带的底端垂直连接构成反向L型，第八微带与第七微带的底端垂直连接构成L型； 所述第三通道滤波器(7)由第九微带(7-1)、第十微带(7-2)、第十一微带(7-3)、第十二微带(7-4)、第十三微带(7-5)、第十四微带(7-6)、第十五微带(7-7)、第十六微带(7-8)组成，其中第九微带、第十一微带、第十四微带、第十六微带是横向水平的，平行于第二开路传输线(4)和第四输出馈线(12)，第十微带、第十二微带、第十三微带、第十五微带是纵向的，平行于第三输出馈线(11)与第二短路传输线(3)，横向的第十一微带的两端与纵向的第十微带、第十二微带的顶端连接构成倒U字型，横向的第十四微带的两端与纵向的第十三微带、第十五微带的顶端连接构成倒U字型，第十二微带和第十三微带之间存在耦合间隙，并且第十二微带和第十三微带的底端通过第六接地短路过孔连接，其中第六接地短路过孔位于第二开路传输线(4)和第四输出馈线(12)之间的耦合间隙的正上方，第九微带与第十微带的底端垂直连接构成反向L型，第十六微带与第十五微带的底端垂直连接构成L型。
3.根据权利要求1所述的一种使用多枝节线加载匹配网络的双频双工器，其特征在于:所述第二通道滤波器出)由第十七微带￠-1)、第十八微带￠-2)、第十九微带￠-3)、第二十微带￠-4)、第二十一微带￠-5)、第二十二微带￠-6)组成，其中第十七微带、第十九微带、第二十微带、第二十二微带是横向水平的，平行于第二开路传输线(4)和第四输出馈线(12)，第二十四微带、第二十七微带是纵向的，平行于第一输出馈线(9)与第一短路传输线(I)，纵向的第十八微带的两端与横向的十七微带、第十九微带的底端连接构成向左翻倒状的U字型，纵向的第二十一微带的两端与横向的二十微带、第二十二微带的底端连接构成向右翻倒状的U字型，上述两个U字型背对设置，第十八微带与第二十一微带之间存在耦合间隙，位于第二输出馈线(10)与第一开路传输线(2)之间的耦合间隙的正下方； 所述第四通道滤波器(8)由第二十三微带(8-1)、第二十四微带(8-2)、第二十五微带(8-3)、第二十六微带(8-4)、第二十七微带(8-5)、第二十八微带(8-6)组成，其中第二十三微带、第二十五微带、第二十六微带、第二十八微带是横向水平的，平行于第二输出馈线(10)和第一开路传输线(2)，第十八微带、第二十一微带是纵向的，平行于第三输出馈线(11)与第二短路传输线(3)，纵向的第二十四微带的两端与横向的二十三微带、第二十五微带的底端连接构成向左翻倒状的U字型，纵向的第二十七微带的两端与横向的二十六微带、第二十八微带的底端连接构成向右翻倒状的U字型，上述两个U字型背对设置，第二十四微带与第二十七微带之间存在耦合间隙，位于第二开路传输线(4)和第四输出馈线(12)之间的耦合间隙的的正下方。
4.根据权利要求1所述的一种使用多枝节线加载匹配网络的双频双工器，其特征在于:所述第一短路传输线(I)、第二短路传输线(3)、第一开路传输线(2)和第二开路传输线(4)共同构成多枝节线加载匹配网络，并且上述四条传输线采用的微波传输结构包括微带线、带状线、同轴线以及槽线。
5.根据权利要求1所述的一种使用多枝节线加载匹配网络的双频双工器，其特征在于:所述第一短路传输线的(Y1, θ J、第一开路传输线的(γ2，θ2)、第二短路传输线的(γ3，θ3)以及第二开路传输线的(Υ4，θ4)由方程组
-J-Y1Cot Cr3 Θ j) +jY2tan (r3 θ 2) = O
-jYiCot Cr4 Θ j) +jY2tan (r4 Θ 2) = 0
-jY3cot ( Θ 3) + jY4tan ( Θ 4) = 0
-jY3cot (r2 Θ 3) + jY4tan (r2 Θ 4) = 0 确定，方程组中f1; f2，f3，f4分别表示第一通道滤波器、第二通道滤波器、第三通道滤波器、第四通道滤波器的通带中心频率，令r2 = fVfp r3 = fVA，r4 = f/fu上述Y1' Q1*别为第一短路传输线的特征导纳和电长度，Y2> θ2分别为第一开路传输线的特征导纳和电长度，Υ3、93分别为第二短路传输线的特征导纳和电长度，Υ4、θ4分别为传输线4的特征导纳和电长度。
6.根据权利要求1至3任一所述的一种使用多枝节线加载匹配网络的双频双工器，其特征在于:所述双面覆铜微带板的同一面上还制作有第一接地短路过孔(13)、第二接地短路过孔(14)、第三接地短路过孔(15)、第四接地短路过孔(16)，其中第一接地短路过孔与第一输出馈线顶端连接，第二接地短路过孔与第一短路传输线顶端连接，第三接地短路过孔与第二短路传输线顶端连接，第四接地短路过孔与第三输出馈线顶端连接。
【文档编号】H01P1/203GK204067530SQ201420404201
【公开日】2014年12月31日 申请日期:2014年7月21日 优先权日:2014年7月21日
【发明者】陈付昌, 邱捷铭, 胡豪涛, 涂治红, 褚庆昕 申请人:华南理工大学