一种宽带滤波型功分器的制造方法

文档序号:10571810阅读:646来源:国知局
一种宽带滤波型功分器的制造方法
【专利摘要】本发明公开了一种宽带的滤波型功分器,包括第一滤波单元及与其结构对称的第二滤波单元。滤波单元由输入平行耦合线、中间开路枝节和输出平行耦合线构成。滤波单元本身具有选频、滤波的功能。通过调整输入平行耦合线和输出平行耦合线与输入输出端口的阻抗匹配,滤波功分器即可工作。本发明可用于微波毫米波通信系统,其优点是设计简单、重量轻、低成本、易于集成、加工周期快。
【专利说明】
一种宽带滤波型功分器
技术领域
[0001]本发明属于微波毫米波无源器件技术领域,尤其涉及微波毫米波无源器件中的功分器。
【背景技术】
[0002]功分器和滤波器均是无线通信系统中的关键器件,功分器具有功率分配和功率合成的作用,滤波器具有频带选择的功能。现代无线通信系统的快速发展,对微波毫米波无源器件的尺寸、性能和成本提出了越来越高的要求。多功能、小型化和低成本已成为微波毫米波器件的发展趋势。将滤波器与功分器的功能合成到一个器件中,即实现了二者的功能,同时又保持了结构的小型化,是实现器件的多功能、小型化的有效手段。
[0003]为了同时实现滤波和功分的功能,XiuYin Zhang等人公开了一种基于谐振器的滤波功分器(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)。但是这种结构存在相对带宽比较小,带外抑制比较低的缺点。
[0004]Sh1-Fong Chao等人公开了一种宽带的滤波型功分器(Sh1-Fong Chao,and We1-Cheng Lin,“Filtering Power Divider With Good Isolat1n Performance,”Electronics Letters ,voI.50,pp.815-817,2014),通过在传统的Wilkinson功分器的输出端口加载枝节来提高性能。虽然该结构的相对带宽并不窄,但是该结构的带外选择性还有待提尚O

【发明内容】

[0005]本发明的目的在于克服上述现有技术较宽相对带宽与高带外抑制度不能同时存在的缺点,提供一种宽带的滤波型功分器,在实现相对带宽较宽的前提下,同时具有带外抑制度高的优点。
[0006]为实现上述目的,本发明的技术方案是:一种宽带滤波型功分器,包括带金属地的介质基板以及印制在介质基板上的宽带滤波型功分器印刷电路和隔离电阻;其特征在于:所述宽带滤波型功分器印刷电路由输入端口、输出端口、第一滤波单元、第二滤波单元构成;第一滤波单元由输入平行耦合线、中间开路枝节和输出平行耦合线构成。输入平行耦合线和输出平行耦合线连接在中间开路枝节的同一端;为减小尺寸,输入平行耦合线(231)弯折成“弓”字形;为了抑制二次谐波,输入平行耦合线的右侧线在中间部分弯折成“几”字形;中间开路枝节的末端的一部分被拆分为上下对称的两条L型并联开路枝节;为避免交叉耦合,输出平行耦合线向外旋转一定的角度。所述第二滤波单元与第一滤波单元对左右称。
[0007]进一步的,所述输入平行耦合线和输出平行耦合线的电长度在宽带滤波型功分器中心频率处的电长度均为九十度,中间开路枝节总的电长度在中心频率处为一百八十度。
[0008]进一步的,所述输入平行耦合线在总的电长度为九十度不变的前提下,弯折后各个部分的电长度是任意的。
[0009]进一步的,所述中间开路枝节末端被拆分为上下对称的两条L型并联开路枝节,其电长度是在零到一百八十度之内的任意值。
[0010]本发明技术方案的原理是:该滤波型功分器中的两个滤波单元都是宽带滤波器,该滤波器能够抑制二次谐波,所以具有较宽的阻带。功分器在偶模激励时,隔离电阻不工作,该结构中只有两个宽带的滤波器,只要功分器的输入端与两个滤波器输入端的阻抗匹配,此时,滤波型功分器就可以工作。在奇模激励时,功分器的输入端等效于接地。只要适当调整隔离电阻的阻值,该电路就能实现很好的隔离。由此,该电路就可以兼顾功分器和滤波器的功能。
[0011]本发明的优点和有益效果:
[0012](I)本发明相对带宽较宽。该滤波型功分器的滤波单元具有较宽的通带,所以该滤波型功分器也有较宽的通带。
[0013](2)本发明具有带外抑制度高的优点。该滤波型功分器的滤波单元具有带外抑制度高的优点,所以该滤波型功分器也有较高的带外抑制度。
[0014](3)本发明具有宽阻带的优点。该滤波型功分器的滤波单元具有四个传输零点,所以具有较宽的阻带。
【附图说明】
[0015]图1是本发明的总体结构示意图
[0016]图2是本发明的一个具体实施例仿真与实测得到的S21,S31以及Sn参数
[0017]图3是本发明的一个具体实施例仿真与实测得到的S22S33以及S23参数
【具体实施方式】
[0018]下面结合附图和具体实施例对本发明做进一步说明:如图1所示,一种中心频率为3GHz的宽带滤波型功分器,包括介质基片I,以及印制在介质基片上的电路2和隔离电阻3。介质基片I使用厚0.508mm,介电常数为3.5,损耗正切角为0.0018,铜层厚度为0.018mm的RF35介质基片,尺寸为32*28mm;输入平行耦合线的宽度和间隙均为0.1mm。中间开路枝节的宽度分别为2.4111111和0.84111111,长度分别为13.87111111、6.1111111、8111111。输出平行耦合线的宽度为
0.2mm和0.1mm,间隙为0.1mm,长度为17.4mm。图2为本具体实施例的仿真以及实测结果,图3是本发明的一个具体实施例仿真与实测得到的s22,s33以及S23参数。从其测试结果可知,该带通滤波器的中心频率为3GHz,对应的3dB带宽为1.86GHz。在中心频率处的插入损耗为3.72dB。到2.67fo处,高频抑制度大于31.4dB。
[0019]本领域的普通技术人员将会意识到,这里所述的实施例是为了帮助读者理解本发明的原理,应被理解为本发明的保护范围并不局限于这样的特别陈述和实施例。本领域的普通技术人员可以根据本发明公开的这些技术启示做出各种不脱离本发明的其它各种具体变形和组合,这些变形和组合仍然在本发明的保护范围内。
【主权项】
1.一种宽带滤波型功分器,包括带金属地的介质基板(I)以及印制在介质基板(I)上的宽带滤波型功分器印刷电路(2)和隔离电阻(3);其特征在于:所述宽带滤波型功分器印刷电路(2)由输入端口(21)、输出端口(22)、第一滤波单元(23)、第二滤波单元(24)构成;第一滤波单元(23)由输入平行耦合线(231)、中间开路枝节(232)和输出平行耦合线(233)构成。输入平行耦合线(231)和输出平行耦合线(233)连接在中间开路枝节(232)的同一端;为减小尺寸,输入平行耦合线(231)弯折成“弓”字形;为了抑制二次谐波,输入平行耦合线(231)的右侧线在中间部分弯折成“几”字形;中间开路枝节(232)的末端的一部分被拆分为上下对称的两条L型并联开路枝节;为避免交叉耦合,输出平行耦合线(233)向外旋转一定的角度。所述第二滤波单元(24)与第一滤波单元(23)对左右称。2.根据权利要求1所述的一种宽带滤波型功分器,其特征在于:所述输入平行耦合线(231)和输出平行耦合线(233)的电长度在宽带滤波型功分器中心频率处的电长度均为九十度,中间开路枝节(232)总的电长度在中心频率处为一百八十度。3.根据权利要求1所述的一种宽带滤波型功分器,其特征在于:所述输入平行耦合线(231)在总的电长度为九十度不变的前提下,弯折后各个部分的电长度是任意的。4.根据权利要求1所述的一种宽带滤波型功分器,其特征在于:所述中间开路枝节(232)末端被拆分为上下对称的两条L型并联开路枝节,其电长度是在零到一百八十度之内的任意值。
【文档编号】H01P5/16GK105932392SQ201610319397
【公开日】2016年9月7日
【申请日】2016年5月13日
【发明人】林先其, 唐聪, 聂丽瑛, 黄登祥, 许冬冬, 梅鹏, 王豹, 樊勇
【申请人】电子科技大学
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