一种高集成双模矩形谐振器单层平面双工器的制作方法

本实用新型涉及一种双工器，尤其是一种高集成双模矩形谐振器单层平面双工器，属于无线通信领域。

背景技术：

微波滤波器是现代通信系统中发射端和接收端必不可少的器件，它对信号起分离作用，让有用的信号尽可能无衰减的通过，对无用的信号尽可能大的衰减抑制其通过。随着无线通信技术的发展，信号间的频带越来越窄，这就对滤波器的规格和可靠性提出了更高的要求。平面微带滤波器具有高的频率选择性、低插损、功率容量大、性能稳定，小尺寸，易于集成等优点而具有很高的应用价值。许多学者对平面滤波器产生多模的通带进行了研究，通过调节谐振器之间的耦合来改变分离多模，产生传输零点，进一步提高带通性能。

为了减小滤波器的尺寸，学者提出了许多类型的滤波器，比如U形发夹谐振器滤波器，开环谐振器滤波器和折叠开路谐振器滤波器。1972年，Wolff首次提出了双模谐振器。越来越多的学者利用双模微带谐振器来减小滤波器的尺寸。在后续学者的探索研究中，利用非谐振模的概念，对平面滤波器在传输特性上的多模及传输零点进行了实现。在平面微带双工器领域，除了采用T型结实现双通道之外，还可以采用多模谐振器实现双工的效果。

2006年，Ruey-Beei Wu等设计的微带双工器如图1所示，输入端产生两个谐振模式，在两个输出端将这两个模式分离，其响应结果如图2所示。

技术实现要素：

本实用新型的目的是提供一种高集成双模矩形谐振器单层平面双工器，该可以产生多模效果，具有体积小、设计简单、易加工、性能好等优点，能够很好的满足现代通讯系统的要求。

本实用新型的目的可以通过采取如下技术方案达到：

一种高集成双模矩形谐振器单层平面双工器，包括介质板，所述介质板的正面设有三个矩形微带结构和三条输入/输出微带线，所述三个矩形微带结构从左到右依次连接，其中两条输入/输出微带线与左边的矩形微带结构连接，另外一条输入/输出微带线与右边的矩形微带结构连接，所述介质板的背面为接地板。

作为一种优选方案，所述三个矩形微带结构上均开有缝隙。

进一步的，所述三个矩形微带结构上的缝隙为十字形缝隙。

作为一种优选方案，所述三个矩形微带结构中，左边的矩形微带结构通过第一微带线与中间的矩形微带结构连接，中间的矩形微带结构通过第二微带线与右边的矩形微带结构连接。

进一步的，所述第一微带线和第二微带线均为弯折形微带线。

作为一种优选方案，所述三条输入/输出微带线均采用特性阻抗为50欧姆的微带线。

作为一种优选方案，所述三个矩形微带结构从左到右依次为第一矩形微带结构、第二矩形微带结构和第三矩形微带结构，所述三条输入/输出微带线分别为第一输入/输出微带线、第二输入/输出微带线和第三输入/输出微带线；

所述第一输入/输出微带线的第一端位于介质板正面的第一边缘处，第二输入/输出微带线的第一端位于介质板正面的第二边缘处，且第一输入/输出微带线和第二输入/输出微带线的第二端分别与第一矩形微带结构的两条边连接；

所述第三输入/输出微带线的第一端位于介质板正面的第三边缘处，第三输入/输出微带线的第二端与第三矩形微带结构的一条边连接。

进一步的，所述第一输入/输出微带线的第一端位于介质板正面的左边缘处，第一输入/输出微带线的第二端与第一矩形微带结构的左边连接。

进一步的，所述第二输入/输出微带线的第一端位于介质板正面的下边缘处，第二输入/输出微带线的第二端与第一矩形微带结构的下边连接。

进一步的，所述第三输入/输出微带线的第一端位于介质板正面的右边缘处，第三输入/输出微带线的第二端与第三矩形微带结构的右边连接。

本实用新型相对于现有技术具有如下的有益效果：

1、本实用新型在介质板的正面设置了三个矩形微带结构和三条输入/输出微带线，矩形微带结构可以产生多模的效果，通过改变矩形微带结构的长和宽控制模式的谐振频率，三条输入/输出微带线可以选择其中一条输入/输出微带线输入，另外两条输入/输出微带线输出，通过组合能够实现三种工作状态，实现了三阶平面微带双工器，能够满足小型化、高选择性、设计和加工简单等特点。

2、本实用新型还可以在三个矩形微带结构上开出缝隙，通过改变矩形微带结构的长和宽以及缝隙的长短来控制模式的谐振频率，并且采用开出缝隙的矩形微带结构能够减少辐射，降低插入损耗。

附图说明

图1为现有的双模微带双工器结构图。

图2为现有的双模微带双工器的响应结果图。

图3为本实用新型实施例1的开缝单层平面双工器结构图。

图4为本实用新型实施例1的开缝单层平面双工器频率响应的电磁仿真曲线图。

图5为本实用新型实施例2的不开缝单层平面双工器结构图。

其中，1-介质板，2-第一矩形微带结构，3-第二矩形微带结构，4-第三矩形微带结构，5-缝隙，6-第一微带线，7-第二微带线，8-第一弯折段，9-第二弯折段，10-第三弯折段，11-第四弯折段，12-第一输入/输出微带线，13-第二输入/输出微带线，14-第三输入/输出微带线。

具体实施方式

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。

实施例1：

如图3所示，本实施例提供了一种高集成双模矩形谐振器单层平面双工器，该双工器包括介质板1，所述介质板1的正面印制有三个矩形微带结构和三条输入/输出微带线，所述介质板1的背面为接地板(图中未示出)，所述接地板采用金属材料制成，金属材料可以为铝、铁、锡、铜、银、金和铂的任意一种，或可以为铝、铁、锡、铜、银、金和铂任意一种的合金。

所述三个矩形微带结构分别为第一矩形微带结构2、第二矩形微带结构3和第三矩形微带结构4，第一矩形微带结构2、第二矩形微带结构3和第三矩形微带结构4从左到右依次连接，优选地，第一矩形微带结构2、第二矩形微带结构3和第三矩形微带结构4上开有缝隙5，本实施例的缝隙5为十字形缝隙，第一矩形微带结构2、第二矩形微带结构3和第三矩形微带结构4可以产生多模的效果，通过改变第一矩形微带结构2、第二矩形微带结构3和第三矩形微带结构4的长和宽以及缝隙5的长短来控制模式的谐振频率。

进一步地，第一矩形微带结构2通过第一微带线6与第二矩形微带结构3连接，第二矩形微带结构3通过通过第二微带线7与第三矩形微带结构4连接，优选地，第一微带线6和第二微带线7均为弯折形微带线，第一微带线6包括相连的第一弯折段8和第二弯折段9，第二微带线7包括相连的第三弯折段10和第四弯折段11，第一弯折段8与第一矩形微带结构2的右边和上边连接，第二弯折段9与第二矩形微带结构3的左边和上边连接，第一弯折段8与第一矩形微带结构2的右边连接的部分以及第二弯折段9与第二矩形微带结构3的左边连接的部分形成一个开口向下的弧形，第三弯折段10与第二矩形微带结构3的右边和下边连接，第四弯折段11与第三矩形微带结构4的左边和下边连接，第三弯折段10与第二矩形微带结构3的右边连接的部分以及第四弯折段11与第三矩形微带结构4的左边连接的部分形成一个开口向上的弧形。

本领域技术人员可以理解的是，可以使第一弯折段8与第一矩形微带结构2的右边和下边连接，第二弯折段9与第二矩形微带结构3的左边和下边连接，而第三弯折段10与第二矩形微带结构3的右边和上边连接，第四弯折段11与第三矩形微带结构4的左边和上边连接。

所述三条输入/输出微带线均采用特性阻抗为50欧姆的微带线，三条输入/输出微带线分别为第一输入/输出微带线12、第二输入/输出微带线13和第三输入/输出微带线14。

在本实施例中，第一输入/输出微带线12、第二输入/输出微带线13和第三输入/输出微带线14均为矩形结构，具有第一端及与第一端相反的第二端，第一输入/输出微带线12的第一端位于介质板1正面的左边缘处，作为第一输入/输出端口Port1，第一输入/输出微带线12的第二端与第一矩形微带结构2的左边连接，第二输入/输出微带线13的第一端位于介质板1正面的下边缘处，作为第二输入/输出端口Port2，第二输入/输出微带线13的第二端与第一矩形微带结构2的下边连接，第三输入/输出微带线14的第一端位于介质板1正面的右边缘处，第三输入/输出微带线14的第二端与第三矩形微带结构4的右边连接。

本领域技术人员可以理解的是，可以使第二输入/输出微带线13的第一端位于介质板1正面的上边缘处，而第二端与第一矩形微带结构2的上边连接，第一输入/输出微带线12和第二输入/输出微带线13的位置也可以互换；可以使第三输入/输出微带线14的第一端位于介质板1正面的上边缘处，第二端与第三矩形微带结构4的上边连接，也可以使第三输入/输出微带线14的第一端位于介质板1正面的下边缘处，第二端与第三矩形微带结构4的上边连接。

本实施例的双工器具有如下三种工作状态：

1)当能量从第一输入/输出端口Port1输入时，经过第一输入/输出微带线12后到达第一矩形微带结构2，分离成两个频率的能量，其中一个频率的能量通过第二输入/输出微带线13，由第二输入/输出端口Port2输出，另一个频率的能量依次通过第二矩形微带结构3、第三矩形微带结构4和第三输入/输出微带线14，由第三输入/输出端口Port3输出。

2)当能量从第二输入/输出端口Port2输入时，经过第二输入/输出微带线13后到达第一矩形微带结构2，分离成两个频率的能量，其中一个频率的能量通过第一输入/输出微带线13，由第一输入/输出端口Port1输出，另一个频率的能量依次通过第二矩形微带结构3、第三矩形微带结构4和第三输入/输出微带线14，由第三输入/输出端口Port3输出。

3)当能量从第三输入/输出端口Port3输入时，依次经过第三输入/输出微带线14、第三矩形微带结构4、第二矩形微带结构3后到达第一矩形微带结构2，分离成两个频率的能量，其中一个频率的能量通过第一输入/输出微带线12，由第一输入/输出端口Port1输出，另一个频率的能量通过第二输入/输出微带线13，由第二输入/输出端口Port2输出。

本实施例的双工器频率响应的电磁仿真曲线如图4所示，图中S11表示第一输入/输出端口Port1的回波损耗；S22表示第二输入/输出端口Port2的回波损耗，S33表示第三输入/输出端口Port3的回波损耗，S12表示第一输入/输出端口Port1到第二输入/输出端口Port2的传输系数，S13表示第一输入/输出端口Port1到第三输入/输出端口Port3的传输系数，S23表示第二输入/输出端口Port2到第三输入/输出端口Port3的传输系数，从第一输入/输出端口Port1、第二输入/输出端口Port2和第三输入/输出端口Port3输入，通过三个矩形微带结构都可以产生两个谐振模式。

实施例2：

本实施例的主要特点是：如图5所示，所述第一矩形微带结构2、第二矩形微带结构3和第三矩形微带结构4均为不开缝隙的结构，通过改变矩形微带结构的长和宽控制模式的谐振频率。其余同实施例1。

综上所述，本实用新型在介质板的正面设置了三个矩形微带结构和三条输入/输出微带线，矩形微带结构可以产生多模的效果，通过改变矩形微带结构的长和宽控制模式的谐振频率，三条输入/输出微带线可以选择其中一条输入/输出微带线输入，另外两条输入/输出微带线输出，通过组合能够实现三种工作状态，实现了三阶平面微带双工器，能够满足小型化、高选择性、设计和加工简单等特点；此外，本实用新型还可以在三个矩形微带结构上开出缝隙，通过改变矩形微带结构的长和宽以及缝隙的长短来控制模式的谐振频率，并且采用开出缝隙的矩形微带结构能够减少辐射，降低插入损耗。

以上所述，仅为本实用新型专利较佳的实施例，但本实用新型专利的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型专利所公开的范围内，根据本实用新型专利的技术方案及其实用新型构思加以等同替换或改变，都属于本实用新型专利的保护范围。