一种小型化高隔离三频段六路微带合路器的制造方法
【专利摘要】本发明公开了一种小型化高隔离三频段六路微带合路器，其特征是，包括基板，基板的背面覆铜接地，正面设置有微带线路，所述微带线路包括三个频段的滤波器和功分器，所述三个频段的滤波器在端口一处共用一根输出馈线，各滤波器的输入馈线连接与之相同频段的功分器的输入端口，每个频段的功分器引出2个输出端口。本发明合路器，因为三个频段的滤波器采用了谐波抑制理论技术，从而提高了合路器的隔离度；三个滤波器在端口一处共用一根输出馈线，且不需要额外的匹配电路，因此减小了合路器尺寸；三个不同频段的功分器可以为不同的阵列天线系统馈电，从而可以对不同的阵列天线系统合路。
【专利说明】
一种小型化高隔离三频段六路微带合路器
技术领域
[0001] 本发明涉及一种微带合路器，具体涉及一种小型化高隔离三频段六路微带合路 器，属于微波无源器件技术领域。
【背景技术】
[0002] 合路器是现代通信系统收发信机中的关键组成部分，它的性能好坏直接关系着整 个通信系统。
[0003] 传统的微带合路器都是由滤波器和匹配电路组成，然而对于多频微带合路器来 说，匹配电路的设计将变得尤为复杂，且匹配电路的存在也增加了合路器的尺寸。对于隔离 度，一般是通过增加滤波器的阶数来增加带外抑制，提高合路器隔离度，然而增加滤波器的 阶数，同样会增加合路器的尺寸。因此，小型化、高隔离等性能指标成为合路器研究的重要 内容。
[0004] 在阵列天线研究如此热的背景下，传统的单天线性能已经远远无法满足人们的需 求，必须要将一系列天线单元组成阵列天线来实现指标要求。因此对不同频段阵列天线系 统的信号进行合路的合路器具有良好的发展前景和应用价值。
【发明内容】
[0005] 本发明的目的在于克服现有技术中的不足，提供了一种小型化高隔离三频段六路 微带合路器，解决了现有技术中微带合路器体积大、隔离效果低且只能对单天线系统进行 合路的技术问题。
[0006] 为解决上述技术问题，本发明提供了一种小型化高隔离三频段六路微带合路器， 其特征是，包括基板，基板的背面覆铜接地，正面设置有微带线路，所述微带线路包括三个 频段的滤波器和功分器，所述三个频段的滤波器在端口一处共用一根输出馈线，各滤波器 的输入馈线连接与之相同频段的功分器的输入端口，每个频段的功分器引出2个输出端口。
[0007] 进一步的，所述滤波器均为带通滤波器。
[0008] 进一步的，所述滤波器均为二阶的切比雪夫滤波器。
[0009] 进一步的，所述滤波器包括平行设置在输入馈线和输出馈线之间的两个相同的谐 振器，两个谐振器分别放在输入输出馈线的高、低电流密度处。
[0010] 进一步的，所述谐振器为开口环谐振器，两个谐振器开口处相对设置。
[0011] 进一步的，所述开口环谐振器的微带线长度为二分之一波长。
[0012] 进一步的，所述功分器均为二等分Wilkinson功分器。
[0013]进一步的，所述Wilkinson功分器的微带线长度为四分之一波长，隔离电阻阻值为 100 Q 〇
[0014]与现有技术相比，本发明所达到的有益效果是:本发明合路器，因为三个频段的滤 波器采用了谐波抑制理论技术，从而提高了合路器的隔离度；带通滤波器是由谐振器耦合 在输入输出馈线之间构成的且三个滤波器在端口一处共用一根输出馈线，而不需要额外的 匹配电路，所以减小了合路器尺寸；而且Wilkinson功分器可以为阵列天线馈电，所以本发 明合路器还能对不同频段阵列天线系统的信号进行合路，拓宽了应用范围。
【附图说明】
[0015] 图1是本发明合路器的结构示意图；
[0016] 图2是本发明合路器的单个滤波器的结构示意图；
[0017] 图3是本发明合路器在1G频段S参数示意图；
[0018] 图4是本发明合路器在1.8G频段S参数示意图；
[0019]图5是本发明合路器在2.5G频段S参数示意图；
[0020]图6是本发明合路器的异频端口隔离度S参数示意图。
[0021 ]附图标记：1、基板;2、谐振器一；3、谐振器二;4、谐振器三;5、谐振器四；6、谐振器 五；7、谐振器六;8、功分器一 ；9、功分器二；10、功分器三；11、端口一 ；12、端口二；13、端口 三;14、端口四；15、端口五；16、端口六;17、端口七。
【具体实施方式】
[0022] 下面结合附图对本发明作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明 的技术方案，而不能以此来限制本发明的保护范围。
[0023] 如图1所示，本发明的一种小型化高隔离三频段六路微带合路器，其特征是，包括 基板1，基板1的背面覆铜接地，正面设置有微带线路，所述微带线路包括三个频段的滤波器 和功分器，所述三个频段的滤波器在端口一 11处共用一根输出馈线，各滤波器的输入馈线 连接与之相同频段的功分器的输入端口，每个频段的功分器引出2个输出端口。
[0024] 基板1材料选用Rogers(罗杰斯)6010LM，尺寸大小为60 ? 8mm* 5 5mm* 0 ? 635mm。基板1 正面为合路器的铜皮微带结构，背面为接地铜皮。
[0025] 其中谐振器一 2和谐振器二3构成中心频率为1G的带通滤波器，谐振器三4和谐振 器四5构成中心频率为1.8G的带通滤波器，谐振器五6和谐振器六7构成中心频率为2.5G的 带通滤波器。带通滤波器的阶数均为二阶，带通滤波器的函数类型均为切比雪夫，带通滤波 器的工作带宽均为20MHz。
[0026] 三个频段的功分器包括功分器一8、功分器二9和功分器三10,均为二等分 Wilkinson功分器，其中心频率分别为1G、1.8G、2.5G，Wilkinson功分器的微带线长度为四 分之一波长。将各频段功分器分别接在与之中心频率相对应的带通滤波器的输入端，端口 二12和端口三13为功分器一 8的输出端口，端口六16和端口七17为功分器二9的输出端口， 端口四14和端口五15为功分器三10的输出端口。R1为功分器一8的隔离电阻，R2为功分器二 9的隔离电阻，R3为功分器三10的隔离电阻，隔离电阻R1、R2和R3的阻值均为100 Q。因为 Wilkinson功分器可以为阵列天线馈电，因此本发明合路器可以对上述三个不同频段的阵 列天线系统的信号进行合路。
[0027]如图2所示，谐振器为相同的开口环谐振器，且两个谐振器开口处相对设置，其微 带线长度为二分之一波长。谐振器与输入输出馈线之间的耦合方式包括磁耦合和电耦合， 对于磁耦合，谐振器应该放在馈线的高电流密度处，对于电耦合，谐振器应该放在馈线的低 电流密度处。因此在设计带通滤波器的时候，利用谐波抑制理论，将两个谐振器分别放在输 入输出馈线的高、低电流密度处，使谐振器和输入输出馈线间的耦合在通带的谐波频率上 的耦合方式相反（即一个是电耦合另一个是磁耦合），寄生通带就会被有效的抑制，从而提 高了合路器的隔离度。因为带通滤波器是由谐振器耦合在输入输出馈线两端构成的，谐振 器和输入输出馈线间是间接耦合的，而不是直接相连的，因此不需要额外的匹配电路，从而 减小了合路器尺寸。在本实施例中，三个频段的带通滤波器的尺寸如表1所示，经仿真测试 此尺寸的滤波器效果最佳，
[0028]表1滤波器的结构尺寸参数值
[0030]如图3所示，为本发明合路器在1G频段S参数示意图，在1G工作频段内插入损耗小 于4dB，回波损耗小于-10dB，同频之间的隔离度大于15dB。
[0031]如图4所示，为本发明合路器在1.8G频段S参数示意图，在1.8G工作频段内插入损 耗小于5dB，回波损耗小于-10dB，同频之间的隔离度大于20dB。
[0032]如图5所示，为本发明合路器在2.5G频段S参数示意图，在2.5G工作频段内插入损 耗小于5dB，回波损耗小于-10dB，同频之间的隔离度大于20dB。
[0033]如图6所示，为本发明合路器的异频端口隔离度S参数示意图，异频端口之间的隔 离度大于35dB。
[0034]本发明以应用较多的16，1.86,2.56三频段为例，也可以以此类推设置四个频段、 五个频段等更多频段的多路微带合路器，均属于本发明的保护范围。
[0035]以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人 员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变型，这些改进和变型 也应视为本发明的保护范围。
【主权项】
1. 一种小型化高隔离三频段六路微带合路器，其特征是，包括基板，基板的背面覆铜接 地，正面设置有微带线路，所述微带线路包括三个频段的滤波器和功分器，所述三个频段的 滤波器在端口一处共用一根输出馈线，各滤波器的输入馈线连接与之相同频段的功分器的 输入端口，每个频段的功分器引出2个输出端口。2. 根据权利要求1所述的一种小型化高隔离三频段六路微带合路器，其特征是，所述滤 波器均为带通滤波器。3. 根据权利要求2所述的一种小型化高隔离三频段六路微带合路器，其特征是，所述滤 波器均为二阶的切比雪夫滤波器。4. 根据权利要求1所述的一种小型化高隔离三频段六路微带合路器，其特征是，所述滤 波器包括平行设置在输入馈线和输出馈线之间的两个相同的谐振器，两个谐振器分别放在 输入输出馈线的高、低电流密度处。5. 根据权利要求4所述的一种小型化高隔离三频段六路微带合路器，其特征是，所述谐 振器为开口环谐振器，两个谐振器开口处相对设置。6. 根据权利要求5所述的一种小型化高隔离三频段六路微带合路器，其特征是，所述开 口环谐振器的微带线长度为二分之一波长。7. 根据权利要求1所述的一种小型化高隔离三频段六路微带合路器，其特征是，所述功 分器均为二等分Wi Ikinson功分器。8. 根据权利要求7所述的一种小型化高隔离三频段六路微带合路器，其特征是，所述 Wi Ikinson功分器的微带线长度为四分之一波长。
【文档编号】H01P1/213GK105958165SQ201610404308
【公开日】2016年9月21日
【申请日】2016年6月8日
【发明人】王友保, 张博, 吴士杰
【申请人】南京信息工程大学