一种具有双耦合环的无反射频率分配器的制作方法

本发明属于频率分配器技术领域，特别涉及一种具有双耦合环的无反射频率分配器。

背景技术：

随着现代无线通信技术的发展，人们对微波系统和电路提出了小型化、高性能、轻量化的要求，各类系统使用时对不同工作频段的需求也越来越大，因而研究频率分配器的应用成为当前一项迫切的任务。频率分配器可将信号频率分为多路信号功率输出，可适用于单一信号源供多个用户使用的情况。频率分配器也相当于定向滤波器，具有四个端口，每个端口都可作为输入端口使用。描述这种部件性能的主要技术指标有工作频率范围、输入输出电压驻波比、插入损耗、通带带宽、阻带抑制、隔离度、温度稳定性、体积、重量、可靠性等。

低温共烧陶瓷技术(ltcc)是一种电子封装技术，可将介质封装在金属屏蔽层之间，使部件具有良好的导电性，且ltcc技术是一种多层陶瓷叠层技术，基于该技术的发明可实现紧凑结构，大大缩小尺寸，进而加工成重量轻、结构简单、可批量生产的微波器件。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种具有双耦合环的无反射频率分配器，解决了传统无反射频率分配器的隔离度不高的问题。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种具有双耦合环的无反射频率分配器，包括输入端口p1、输出端口p2、输出端口p3、隔离端口p4、频率分配器、接地板gnd0、印地层gnd1和印地层gnd2，频率分配器的后边设有印地层gnd1，频率分配器的前面设有印地层gnd2，频率分配器的左边从前至后间隔设有输入端口p1和输出端口p2，频率分配器的右边从前至后间隔设有输出端口p3和隔离端口p4，频率分配器的下边设有接地板gnd0；

频率分配器包括输入连接线lin1、输入连接线lin2、输出连接线lout1、输出连接线lout2、平行耦合线l1、平行耦合线l2、平行耦合线l3、侧边平行带状线l4、侧边平行带状线l5、侧边平行带状线l6、侧边平行带状线l7、连接柱h1、连接柱h2、连接柱h3、连接柱h4、屏蔽层g1、屏蔽层g2、屏蔽层g3和屏蔽层g4；

平行耦合线l1包括在水平方向上平行设置的蛇形耦合带状线l11和蛇形耦合带状线l12；平行耦合线l2包括在水平方向上平行设置的蛇形耦合带状线l21和蛇形耦合带状线l22；平行耦合线l3包括在水平方向上平行设置的蛇形耦合带状线l31和蛇形耦合带状线l32；

侧边平行带状线l4包括在水平方向上平行设置的螺旋带状线l41和螺旋带状线l42，侧边平行带状线l5包括在水平方向上平行设置的螺旋带状线l51和螺旋带状线l52，侧边平行带状线l6包括在水平方向上平行设置的螺旋带状线l61和螺旋带状线l62；侧边平行带状线l7包括在水平方向上平行设置的螺旋带状线l71和螺旋带状线l72；

屏蔽层g1、蛇形耦合带状线l11、蛇形耦合带状线l21、屏蔽层g2、蛇形耦合带状线l21、蛇形耦合带状线l22、屏蔽层g3、蛇形耦合带状线l31、蛇形耦合带状线l32和屏蔽层g4为从上至下依次间隔设置；

蛇形耦合带状线l11的左端通过输入连接线lin1连接输入端口p1；蛇形耦合带状线l11的右端通过输出连接线lout1连接输出端口p3；

蛇形耦合带状线l12的左边设有螺旋带状线l41，蛇形耦合带状线l12连接螺旋带状线l41的外端，蛇形耦合带状线l12的右边设有螺旋带状线l51，蛇形耦合带状线l12连接螺旋带状线l51的外端；

蛇形耦合带状线l21的左边设有螺旋带状线l42，蛇形耦合带状线l21连接螺旋带状线l42的外端，蛇形耦合带状线l21的右边设有螺旋带状线l52，蛇形耦合带状线l21连接螺旋带状线l52的外端；

蛇形耦合带状线l22的左边设有螺旋带状线l61，蛇形耦合带状线l22连接螺旋带状线l61的外端，蛇形耦合带状线l22的右边设有螺旋带状线l71，蛇形耦合带状线l22连接螺旋带状线l71的外端；

蛇形耦合带状线31的左边设有螺旋带状线l62，蛇形耦合带状线l31连接螺旋带状线l62的外端，蛇形耦合带状线l31的右边设有螺旋带状线l72，蛇形耦合带状线l31连接螺旋带状线l72的外端；

蛇形耦合带状线l32的左端通过输入连接线lin2连接输入端口p2；蛇形耦合带状线l32的右端通过输出连接线lout2连接隔离端口p4；

螺旋带状线l41的内端通过连接柱h1连接螺旋带状线l42的内端；螺旋带状线l51的内端通过连接柱h2连接螺旋带状线l52的内端；螺旋带状线l61的内端通过连接柱h3连接螺旋带状线l62的内端；螺旋带状线l71的内端通过连接柱h4连接螺旋带状线l72的内端。

所述输入端口p1、所述输出端口p2、所述输出端口p3和所述隔离端口p4均为特征阻抗50欧姆的接线端口。

所述输入端口p1、所述输出端口p2、所述输出端口p3、所述隔离端口p4、所述频率分配器、所述接地板gnd0、所述印地层gnd1和所述印地层gnd2均采用多层低温共烧陶瓷工艺加工制成。

本发明所述的一种具有双耦合环的无反射频率分配器，实现具有尺寸小、重量轻、无反射、可靠性高、隔离度高、电性能优异、成品率高、批量一致性好、造价低、温度性高等优点的频率分配器。

附图说明

图1是本发明的俯视图；

图2是本发明的频率分配器的侧视图；

图3是本发明的频率分配器的立体图；

图4是本发明的等效原理图。

具体实施方式

如图1-图4所示一种具有双耦合环的无反射频率分配器，包括输入端口p1、输出端口p2、输出端口p3、隔离端口p4、频率分配器、接地板gnd0、印地层gnd1和印地层gnd2，频率分配器的后边设有印地层gnd1，频率分配器的前面设有印地层gnd2，频率分配器的左边从前至后间隔设有输入端口p1和输出端口p2，频率分配器的右边从前至后间隔设有输出端口p3和隔离端口p4，频率分配器的下边设有接地板gnd0；

频率分配器包括输入连接线lin1、输入连接线lin2、输出连接线lout1、输出连接线lout2、平行耦合线l1、平行耦合线l2、平行耦合线l3、侧边平行带状线l4、侧边平行带状线l5、侧边平行带状线l6、侧边平行带状线l7、连接柱h1、连接柱h2、连接柱h3、连接柱h4、屏蔽层g1、屏蔽层g2、屏蔽层g3和屏蔽层g4；

平行耦合线l1包括在水平方向上平行设置的蛇形耦合带状线l11和蛇形耦合带状线l12；平行耦合线l2包括在水平方向上平行设置的蛇形耦合带状线l21和蛇形耦合带状线l22；平行耦合线l3包括在水平方向上平行设置的蛇形耦合带状线l31和蛇形耦合带状线l32；

侧边平行带状线l4包括在水平方向上平行设置的螺旋带状线l41和螺旋带状线l42，侧边平行带状线l5包括在水平方向上平行设置的螺旋带状线l51和螺旋带状线l52，侧边平行带状线l6包括在水平方向上平行设置的螺旋带状线l61和螺旋带状线l62；侧边平行带状线l7包括在水平方向上平行设置的螺旋带状线l71和螺旋带状线l72；

屏蔽层g1、蛇形耦合带状线l11、蛇形耦合带状线l21、屏蔽层g2、蛇形耦合带状线l21、蛇形耦合带状线l22、屏蔽层g3、蛇形耦合带状线l31、蛇形耦合带状线l32和屏蔽层g4为从上至下依次间隔设置；

蛇形耦合带状线l11的左端通过输入连接线lin1连接输入端口p1；蛇形耦合带状线l11的右端通过输出连接线lout1连接输出端口p3；

蛇形耦合带状线l12的左边设有螺旋带状线l41，蛇形耦合带状线l12连接螺旋带状线l41的外端，蛇形耦合带状线l12的右边设有螺旋带状线l51，蛇形耦合带状线l12连接螺旋带状线l51的外端；

蛇形耦合带状线l21的左边设有螺旋带状线l42，蛇形耦合带状线l21连接螺旋带状线l42的外端，蛇形耦合带状线l21的右边设有螺旋带状线l52，蛇形耦合带状线l21连接螺旋带状线l52的外端；

蛇形耦合带状线l22的左边设有螺旋带状线l61，蛇形耦合带状线l22连接螺旋带状线l61的外端，蛇形耦合带状线l22的右边设有螺旋带状线l71，蛇形耦合带状线l22连接螺旋带状线l71的外端；

蛇形耦合带状线31的左边设有螺旋带状线l62，蛇形耦合带状线l31连接螺旋带状线l62的外端，蛇形耦合带状线l31的右边设有螺旋带状线l72，蛇形耦合带状线l31连接螺旋带状线l72的外端；

蛇形耦合带状线l32的左端通过输入连接线lin2连接输入端口p2；蛇形耦合带状线l32的右端通过输出连接线lout2连接隔离端口p4；

螺旋带状线l41的内端通过连接柱h1连接螺旋带状线l42的内端；螺旋带状线l51的内端通过连接柱h2连接螺旋带状线l52的内端；螺旋带状线l61的内端通过连接柱h3连接螺旋带状线l62的内端；螺旋带状线l71的内端通过连接柱h4连接螺旋带状线l72的内端。

所述输入端口p1、所述输出端口p2、所述输出端口p3和所述隔离端口p4均为特征阻抗50欧姆的接线端口。

所述输入端口p1、所述输出端口p2、所述输出端口p3、所述隔离端口p4、所述频率分配器、所述接地板gnd0、所述印地层gnd1和所述印地层gnd2均采用多层低温共烧陶瓷工艺加工制成。

本发明采用双环级联宽边耦合带状线结构，三维立体集成且采用低损耗低温共烧陶瓷材料，所带来的显著优点是：隔离带高、损耗小；尺寸小、重量轻、可靠性高；电路实现结构简单，可实现大批量生产；成本低；使用安装方便，单独作为部件使用，可以通过全自动贴片机安装和焊接。

一种具有双耦合环的无反射频率分配器，采用多层低温共烧陶瓷工艺实现，其低温共烧陶瓷材料和金属图形在大约900℃温度下烧结而成，所以具有高可靠性和温度稳定性。采用双环级联的定向耦合器结构，三维立体集成以及多层折叠耦合线，外表面金属屏蔽实现接地和封装，使得成本降到最低。

本发明所述的尺寸仅为9.2mm×4mm×2.2mm，中心频率2ghz，工作频率范围1ghz～3ghz，输入端口回波损耗优于23db且该端口无反射，一输出端口形成带通滤波器响应，带宽200mhz，另一输出端口形成带阻滤波器响应，带外抑制优于25db，隔离端口隔离度约30db；与现有技术相比本发明频率分配器尺寸更小，性能较优，为相应频段的通信系统的小型化、轻量化和提高系统可靠性发挥重要作用。