高隔离度低通带通三工器的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及平面滤波器的技术领域，特别涉及一种高隔离度低通带通三工器。
【背景技术】
[0002]现代无线通信技术的飞速发展，使人们在追求信息传输的速度与品质的同时，也不断地追求更加方便、快捷和形式多样的信息传递方式。通信技术的快速发展兼容多个通信标准，这就可以让终端用户同时享受不同运营商提供的服务。将工作在不同的频率多个通信标准集成在一个系统，使用同一平台实现多种通信标准的系统中，能够实现天线共用、频分多工的多工滤波器简称多工器是一个关键器件。
[0003]在多工器的设计中，怎样设计多工器的匹配网络来提高隔离度是设计难点。目前，由带通滤波器组合而成的多工器设计已比较成熟，但是由低通滤波器和带通滤波器组合而成的多工器在设计上方法并不多，高隔离度的低通一一带通多工器的设计更是少之又少。由于微带结构是平面结构，易于加工设计，成本低，性能满足实际要求，因此高隔离度的平面低通-带通多工器的设计是近年来的研究热点。
[0004]1999年，M.H.Capstisk在〃IEEE Electronic Letter〃上发表题为〃Microstriplowpass-bandpass diplexer topology〃的论文，结构如下图1所示，其简单的将一个低通滤波器与一个带通滤波器相接，形成一个低通-带通双工器，该文阐述有欠详尽，难以做到低通带通滤波器独立设计。
[0005]2013年，Pu-Hua Deng等人在〃IEEE MICROWAVE AND WIRELESS COMPONENTSLETTERS〃上发表题为〃Design of Microstrip Lowpass-Bandpass Diplexer〃的论文，结构如下图2所示，低通滤波器与带通滤波器通过四分之一波长变换器进行连接，构成一个低通-带通双工器，虽然其低通带通滤波器可以独立设计，但该结构无法应用到低通-带通三工器设计，并且隔离性能有待提高。
【发明内容】
[0006]本发明的目的在于克服现有技术的缺点与不足，提供一种高隔离度低通带通三工器，该设计通过对低通滤波器输入端的枝节由传统的单个均匀阻抗枝节改进为两个长度不同的开路枝节，产生两个分别对应两个带通滤波器中心频率的传输零点，因此低通滤波器输入端处两个带通滤波器对应的中心频率信号都为短路状态，而根据四分之一波长阻抗倒置，距离低通滤波器输入端中心频率对应波长四分之一处为开路状态，因此，若在这两处分别端接一个带通滤波器，可以做到三个滤波器独立设计而不会相互影响，大大的提高隔离性能。
[0007]本发明的目的通过下述技术方案实现:
[0008]一种高隔离度低通带通三工器，以印刷电路板的方式制作在介质基板上，所述介质基板的同一面上分别制作有用于输入电磁波信号的输入端馈线头portl、低通滤波器5和其用于输出电磁波信号的输出端馈线头port2、工作在频段1的第一带通滤波器6和其用于输出电磁波信号的输出端馈线头port3、工作在频段2的第二带通滤波器7和其用于输出电磁波信号的输出端馈线头port4、传输线8，该介质基板的另一面为接地板；
[0009]所述传输线8的第一端与所述输入端馈线头portl连接，其第二端与所述低通滤波器5连接;所述第一带通滤波器6和第二带通滤波器7分别位于所述传输线8的两侧；
[0010]所述传输线8上设有定位点p1、p2、p3，所述定位点pi到所述定位点p3距离、所述定位点P2到所述定位点p3距离分别对应所述第一带通滤波器6、第二带通滤波器7中心频率的四分之一波长。
[0011]进一步地，所述低通滤波器5包括3对低阻抗短截线51、52、53、54、55、56和2个高阻抗短截线57、58，输入馈线Portl和输出馈线Port2，所述输入馈线501为所述传输线8的一部分，并且所述输入馈线501的第一端对应为所述传输线8的第二端。
[0012]进一步地，所述低阻抗开路短截线51的第二端到输入馈线501的第一端的传输线长度对应为所述第二带通滤波器6中心频率对应的四分之一波长，所述传输线52的第二端到输入馈线501的第一端的传输线长度对应为所述第一带通滤波器7中心频率对应的四分之一波长。
[0013]进一步地，所述第一带通滤波器6包括输入馈线601、输出馈线602、第一谐振器61、第二谐振器62和第三谐振器63，其中所述第一谐振器61和所述第三谐振器63的谐振器长度均为所述第一带通滤波器6中心频率对应的二分之一波长，两端均为开路；
[0014]其中所述第二谐振器62为U型阶跃阻抗谐振器，两端均是开路，并且所述第二谐振器62的谐振频率为所述第一带通滤波器6的中心频率。
[00?5]进一步地，所述输入馈线601对应所述传输线8的第一端到所述定位点pi的那段；
[0016]所述第一谐振器61包括上侧传输线611、中间传输线612和下侧传输线613，其中所述上侧传输线611与所述输入馈线601相邻并且平行，所述中间传输线612的两端分别与所述左侧传输线611和右侧传输线613垂直连接，并且所述右侧传输线612与所述定位点pi位于一条直线上。
[0017]进一步地，所述第二带通滤波器7包括输入馈线701、输出馈线702、第四谐振器71、第五谐振器72和第六谐振器73，其中所述第四谐振器71和所述第六谐振器73的谐振器长度均为所述第二带通滤波器7中心频率对应的二分之一波长，两端均为开路；
[0018]其中所述第五谐振器72为U型阶跃阻抗谐振器，两端均是开路，并且所述第五谐振器72的谐振频率为所述第二带通滤波器7的中心频率。
[0019]进一步地，所述输入馈线701对应所述传输线8的第一端到所述定位点p2的那段，输入馈线包含水平部分7011和竖直部分7012;
[0020]所述第四谐振器71包括下侧传输线711和中间传输线712和上侧传输线713，其中所述中下侧传输线711与所述输入馈线的水平部分7011相邻并且平行，所述中间传输线712与所述输入馈线的竖直部分7012相邻并且平行，所述中间传输线712的两端分别与所述左侧传输线711和右侧传输线713垂直连接，并且所述上侧传输线713与所述定位点p2位于一条直线上。
[0021]进一步地，所述第一带通滤波器6、所述第二带通滤波器7和所述低通滤波器5的输入馈电或者输出馈电采用抽头馈电或者耦合馈电。
[0022]进一步地，各传输线采用微带线，并且为直线或者折线的形式。
[0023]本发明相对于现有技术具有如下的优点及效果:
[0024]1)本发明通过多个高低阻抗线来实现低通滤波器，没有耦合结构，结构简单，设计周期短，插入损耗低。
[0025]2)本发明由于低通滤波器紧靠带通滤波器的一端采用独特的低阻抗开路枝节加载结构，产生频率分别对应为两个带通滤波器中心频率的传输零点，使得将带通滤波器与该低通滤波器按四分之一波长距离进行连接时，带通滤波器性能不会受到影响，从而可以做到独立设计各个低通带通滤波器，得到高隔离度，最后再进行简单相接，大大降低三工器的设计难度。
[0026]3)本发明公开的低通带通三工器的结构具有低插入损耗，高隔离度的优点。
[0027]4)本发明公开的低通带通三工器可以采用微带结构实现，重量轻、成本低、适合工业批量生产，因此三工器具备结构简单、设计容易、制造成本低廉的优点。
【附图说明】
[0028]图1是现有技术1中公开的一种双工器的结构示意图；