一種小型化高隔離三頻段六路微帶合路器的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種小型化高隔離三頻段六路微帶合路器，其特征是，包括基板，基板的背面覆銅接地，正面設(shè)置有微帶線路，所述微帶線路包括三個(gè)頻段的濾波器和功分器，所述三個(gè)頻段的濾波器在端口一處共用一根輸出饋線，各濾波器的輸入饋線連接與之相同頻段的功分器的輸入端口，每個(gè)頻段的功分器引出2個(gè)輸出端口。本發(fā)明合路器，因?yàn)槿齻€(gè)頻段的濾波器采用了諧波抑制理論技術(shù)，從而提高了合路器的隔離度；三個(gè)濾波器在端口一處共用一根輸出饋線，且不需要額外的匹配電路，因此減小了合路器尺寸；三個(gè)不同頻段的功分器可以為不同的陣列天線系統(tǒng)饋電，從而可以對(duì)不同的陣列天線系統(tǒng)合路。
【專利說(shuō)明】
一種小型化高隔離三頻段六路微帶合路器
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明涉及一種微帶合路器，具體涉及一種小型化高隔離三頻段六路微帶合路 器，屬于微波無(wú)源器件技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002] 合路器是現(xiàn)代通信系統(tǒng)收發(fā)信機(jī)中的關(guān)鍵組成部分，它的性能好壞直接關(guān)系著整 個(gè)通信系統(tǒng)。
[0003] 傳統(tǒng)的微帶合路器都是由濾波器和匹配電路組成，然而對(duì)于多頻微帶合路器來(lái) 說(shuō)，匹配電路的設(shè)計(jì)將變得尤為復(fù)雜，且匹配電路的存在也增加了合路器的尺寸。對(duì)于隔離 度，一般是通過(guò)增加濾波器的階數(shù)來(lái)增加帶外抑制，提高合路器隔離度，然而增加濾波器的 階數(shù)，同樣會(huì)增加合路器的尺寸。因此，小型化、高隔離等性能指標(biāo)成為合路器研究的重要 內(nèi)容。
[0004] 在陣列天線研究如此熱的背景下，傳統(tǒng)的單天線性能已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)無(wú)法滿足人們的需 求，必須要將一系列天線單元組成陣列天線來(lái)實(shí)現(xiàn)指標(biāo)要求。因此對(duì)不同頻段陣列天線系 統(tǒng)的信號(hào)進(jìn)行合路的合路器具有良好的發(fā)展前景和應(yīng)用價(jià)值。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)中的不足，提供了一種小型化高隔離三頻段六路 微帶合路器，解決了現(xiàn)有技術(shù)中微帶合路器體積大、隔離效果低且只能對(duì)單天線系統(tǒng)進(jìn)行 合路的技術(shù)問(wèn)題。
[0006] 為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提供了一種小型化高隔離三頻段六路微帶合路器， 其特征是，包括基板，基板的背面覆銅接地，正面設(shè)置有微帶線路，所述微帶線路包括三個(gè) 頻段的濾波器和功分器，所述三個(gè)頻段的濾波器在端口一處共用一根輸出饋線，各濾波器 的輸入饋線連接與之相同頻段的功分器的輸入端口，每個(gè)頻段的功分器引出2個(gè)輸出端口。
[0007] 進(jìn)一步的，所述濾波器均為帶通濾波器。
[0008] 進(jìn)一步的，所述濾波器均為二階的切比雪夫?yàn)V波器。
[0009] 進(jìn)一步的，所述濾波器包括平行設(shè)置在輸入饋線和輸出饋線之間的兩個(gè)相同的諧 振器，兩個(gè)諧振器分別放在輸入輸出饋線的高、低電流密度處。
[0010] 進(jìn)一步的，所述諧振器為開(kāi)口環(huán)諧振器，兩個(gè)諧振器開(kāi)口處相對(duì)設(shè)置。
[0011] 進(jìn)一步的，所述開(kāi)口環(huán)諧振器的微帶線長(zhǎng)度為二分之一波長(zhǎng)。
[0012] 進(jìn)一步的，所述功分器均為二等分Wilkinson功分器。
[0013]進(jìn)一步的，所述Wilkinson功分器的微帶線長(zhǎng)度為四分之一波長(zhǎng)，隔離電阻阻值為 100 Q 〇
[0014]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明所達(dá)到的有益效果是:本發(fā)明合路器，因?yàn)槿齻€(gè)頻段的濾 波器采用了諧波抑制理論技術(shù)，從而提高了合路器的隔離度；帶通濾波器是由諧振器耦合 在輸入輸出饋線之間構(gòu)成的且三個(gè)濾波器在端口一處共用一根輸出饋線，而不需要額外的 匹配電路，所以減小了合路器尺寸；而且Wilkinson功分器可以為陣列天線饋電，所以本發(fā) 明合路器還能對(duì)不同頻段陣列天線系統(tǒng)的信號(hào)進(jìn)行合路，拓寬了應(yīng)用范圍。
【附圖說(shuō)明】
[0015] 圖1是本發(fā)明合路器的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0016] 圖2是本發(fā)明合路器的單個(gè)濾波器的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0017] 圖3是本發(fā)明合路器在1G頻段S參數(shù)示意圖；
[0018] 圖4是本發(fā)明合路器在1.8G頻段S參數(shù)示意圖；
[0019]圖5是本發(fā)明合路器在2.5G頻段S參數(shù)示意圖；
[0020]圖6是本發(fā)明合路器的異頻端口隔離度S參數(shù)示意圖。
[0021 ]附圖標(biāo)記：1、基板;2、諧振器一；3、諧振器二;4、諧振器三;5、諧振器四；6、諧振器 五；7、諧振器六;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。
【具體實(shí)施方式】
[0022] 下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步描述。以下實(shí)施例僅用于更加清楚地說(shuō)明本發(fā)明 的技術(shù)方案，而不能以此來(lái)限制本發(fā)明的保護(hù)范圍。
[0023] 如圖1所示，本發(fā)明的一種小型化高隔離三頻段六路微帶合路器，其特征是，包括 基板1，基板1的背面覆銅接地，正面設(shè)置有微帶線路，所述微帶線路包括三個(gè)頻段的濾波器 和功分器，所述三個(gè)頻段的濾波器在端口一 11處共用一根輸出饋線，各濾波器的輸入饋線 連接與之相同頻段的功分器的輸入端口，每個(gè)頻段的功分器引出2個(gè)輸出端口。
[0024] 基板1材料選用Rogers(羅杰斯)6010LM，尺寸大小為60 ? 8mm* 5 5mm* 0 ? 635mm。基板1 正面為合路器的銅皮微帶結(jié)構(gòu)，背面為接地銅皮。
[0025] 其中諧振器一 2和諧振器二3構(gòu)成中心頻率為1G的帶通濾波器，諧振器三4和諧振 器四5構(gòu)成中心頻率為1.8G的帶通濾波器，諧振器五6和諧振器六7構(gòu)成中心頻率為2.5G的 帶通濾波器。帶通濾波器的階數(shù)均為二階，帶通濾波器的函數(shù)類型均為切比雪夫，帶通濾波 器的工作帶寬均為20MHz。
[0026] 三個(gè)頻段的功分器包括功分器一8、功分器二9和功分器三10,均為二等分 Wilkinson功分器，其中心頻率分別為1G、1.8G、2.5G，Wilkinson功分器的微帶線長(zhǎng)度為四 分之一波長(zhǎng)。將各頻段功分器分別接在與之中心頻率相對(duì)應(yīng)的帶通濾波器的輸入端，端口 二12和端口三13為功分器一 8的輸出端口，端口六16和端口七17為功分器二9的輸出端口， 端口四14和端口五15為功分器三10的輸出端口。R1為功分器一8的隔離電阻，R2為功分器二 9的隔離電阻，R3為功分器三10的隔離電阻，隔離電阻R1、R2和R3的阻值均為100 Q。因?yàn)?Wilkinson功分器可以為陣列天線饋電，因此本發(fā)明合路器可以對(duì)上述三個(gè)不同頻段的陣 列天線系統(tǒng)的信號(hào)進(jìn)行合路。
[0027]如圖2所示，諧振器為相同的開(kāi)口環(huán)諧振器，且兩個(gè)諧振器開(kāi)口處相對(duì)設(shè)置，其微 帶線長(zhǎng)度為二分之一波長(zhǎng)。諧振器與輸入輸出饋線之間的耦合方式包括磁耦合和電耦合， 對(duì)于磁耦合，諧振器應(yīng)該放在饋線的高電流密度處，對(duì)于電耦合，諧振器應(yīng)該放在饋線的低 電流密度處。因此在設(shè)計(jì)帶通濾波器的時(shí)候，利用諧波抑制理論，將兩個(gè)諧振器分別放在輸 入輸出饋線的高、低電流密度處，使諧振器和輸入輸出饋線間的耦合在通帶的諧波頻率上 的耦合方式相反（即一個(gè)是電耦合另一個(gè)是磁耦合），寄生通帶就會(huì)被有效的抑制，從而提 高了合路器的隔離度。因?yàn)閹V波器是由諧振器耦合在輸入輸出饋線兩端構(gòu)成的，諧振 器和輸入輸出饋線間是間接耦合的，而不是直接相連的，因此不需要額外的匹配電路，從而 減小了合路器尺寸。在本實(shí)施例中，三個(gè)頻段的帶通濾波器的尺寸如表1所示，經(jīng)仿真測(cè)試 此尺寸的濾波器效果最佳，
[0028]表1濾波器的結(jié)構(gòu)尺寸參數(shù)值
[0030]如圖3所示，為本發(fā)明合路器在1G頻段S參數(shù)示意圖，在1G工作頻段內(nèi)插入損耗小 于4dB，回波損耗小于-10dB，同頻之間的隔離度大于15dB。
[0031]如圖4所示，為本發(fā)明合路器在1.8G頻段S參數(shù)示意圖，在1.8G工作頻段內(nèi)插入損 耗小于5dB，回波損耗小于-10dB，同頻之間的隔離度大于20dB。
[0032]如圖5所示，為本發(fā)明合路器在2.5G頻段S參數(shù)示意圖，在2.5G工作頻段內(nèi)插入損 耗小于5dB，回波損耗小于-10dB，同頻之間的隔離度大于20dB。
[0033]如圖6所示，為本發(fā)明合路器的異頻端口隔離度S參數(shù)示意圖，異頻端口之間的隔 離度大于35dB。
[0034]本發(fā)明以應(yīng)用較多的16，1.86,2.56三頻段為例，也可以以此類推設(shè)置四個(gè)頻段、 五個(gè)頻段等更多頻段的多路微帶合路器，均屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。
[0035]以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對(duì)于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人 員來(lái)說(shuō)，在不脫離本發(fā)明技術(shù)原理的前提下，還可以做出若干改進(jìn)和變型，這些改進(jìn)和變型 也應(yīng)視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種小型化高隔離三頻段六路微帶合路器，其特征是，包括基板，基板的背面覆銅接 地，正面設(shè)置有微帶線路，所述微帶線路包括三個(gè)頻段的濾波器和功分器，所述三個(gè)頻段的 濾波器在端口一處共用一根輸出饋線，各濾波器的輸入饋線連接與之相同頻段的功分器的 輸入端口，每個(gè)頻段的功分器引出2個(gè)輸出端口。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種小型化高隔離三頻段六路微帶合路器，其特征是，所述濾 波器均為帶通濾波器。3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種小型化高隔離三頻段六路微帶合路器，其特征是，所述濾 波器均為二階的切比雪夫?yàn)V波器。4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種小型化高隔離三頻段六路微帶合路器，其特征是，所述濾 波器包括平行設(shè)置在輸入饋線和輸出饋線之間的兩個(gè)相同的諧振器，兩個(gè)諧振器分別放在 輸入輸出饋線的高、低電流密度處。5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種小型化高隔離三頻段六路微帶合路器，其特征是，所述諧 振器為開(kāi)口環(huán)諧振器，兩個(gè)諧振器開(kāi)口處相對(duì)設(shè)置。6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種小型化高隔離三頻段六路微帶合路器，其特征是，所述開(kāi) 口環(huán)諧振器的微帶線長(zhǎng)度為二分之一波長(zhǎng)。7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種小型化高隔離三頻段六路微帶合路器，其特征是，所述功 分器均為二等分Wi Ikinson功分器。8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種小型化高隔離三頻段六路微帶合路器，其特征是，所述 Wi Ikinson功分器的微帶線長(zhǎng)度為四分之一波長(zhǎng)。
【文檔編號(hào)】H01P1/213GK105958165SQ201610404308
【公開(kāi)日】2016年9月21日
【申請(qǐng)日】2016年6月8日
【發(fā)明人】王友保, 張博, 吳士杰
【申請(qǐng)人】南京信息工程大學(xué)