一種基于微帶饋電縫隙耦合的單腔三模帶通雙工器的制造方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種基于微帶饋電縫隙耦合的單腔三模帶通雙工器，包括矩形腔體、第一介質基板及第二介質基板，所述矩形腔體由第一及第二矩形腔體并聯(lián)構成，所述第一介質基板覆蓋在第一及第二矩形腔體的頂面，所述第二介質基板覆蓋在第一及第二矩形腔體的底面，所述第一介質基板的下表面分別開有第一及第二縫隙，所述第一介質基板上印制用于微帶饋電的第一銅片及第二銅片，所述第二介質基板的下表面有第三及第四縫隙，所述第二介質基板上表面印制有用于微帶饋電的第三銅片及第四銅片。本實用新型具有選擇性高、功率容量大等特點。
【專利說明】
一種基于微帶饋電縫隙耦合的單腔三模帶通雙工器
技術領域
[0001] 本實用新型涉及無線通訊領域，具體涉及一種基于微帶饋電縫隙耦合的單腔三模 帶通雙工器。
【背景技術】
[0002] 隨著通信技術的不斷發(fā)展，頻譜資源變得越來越稀缺，為了能夠更加有效地利用 有限的頻譜資源，對分隔頻率的要求也就越來越高，微波濾波器作為一種重要的微波選頻 無源器件，其發(fā)展也越來受到越來越多的重視。
[0003] 從二十世紀七十年代開始，矩形諧振腔就被用來設計微波濾波器和雙工器，因其 具有選擇性高、損耗低、功率容量大等優(yōu)點而廣泛用于軍事、衛(wèi)星、數(shù)字電視廣播、基站等現(xiàn) 代通信中。采用矩形諧振腔來設計濾波器和雙工器的原理主要是利用諧振腔里的多模特 性，也即是ΤΕΠΚΤΕ01和TM11這三個模式，因此單腔設計出來的濾波器在通帶內一般都具有 三個極點。所以，利用矩形諧振腔來設計微波濾波器的關鍵問題是怎樣激勵出腔體里的三 個模式，具體來說主要涉及到濾波器的饋電方式和腔體內模式間的耦合。就饋電方式而言， 最常見的是波導饋電和同軸線饋電；就腔體內模式間的耦合方式上，常見的方法有切邊框、 加枝節(jié)、設置非諧振器等，這些方法要么改變了腔體的結構，增加了制作成本，要么結構比 較復雜，不利于大規(guī)模生產(chǎn)。
[0004] 波導和同軸線饋電不僅制作成本高，而且不易與其他微波器件連接，采用微帶饋 電結構的實例很少，且大都結構復雜。 【實用新型內容】
[0005] 為了克服現(xiàn)有技術存在的缺點與不足，本實用新型提供一種基于微帶饋電縫隙耦 合的單腔三模帶通雙工器。
[0006] 通過微帶饋電，在兩個腔體濾波器內形成兩個通帶，通帶兩側具有一對傳輸零點， 具有選擇性高、功率容量大等特點，能夠滿足現(xiàn)代通信技術的要求。
[0007] 本實用新型采用如下技術方案：
[0008] 一種基于微帶饋電縫隙耦合的單腔三模帶通雙工器，包括矩形腔體、第一介質基 板及第二介質基板，所述矩形腔體由第一及第二矩形腔體并聯(lián)構成，所述第一介質基板覆 蓋在第一及第二矩形腔體的頂面，所述第二介質基板覆蓋在第一及第二矩形腔體的底面， 所述第一介質基板的下表面分別開有第一及第二縫隙，所述第一介質基板的上表面印制用 于微帶饋電的第一銅片及第二銅片，所述第二介質基板的下表面開有第三及第四縫隙，所 述第二介質基板的上表面印制有用于微帶饋電的第三銅片及第四銅片。
[0009] 所述第一銅片的一端與第一縫隙中心點相對應，其另一端與第一矩形腔體的邊緣 連接;所述第二銅片的一端與第二縫隙中心點相對應，其另一端與第二矩形腔體的邊緣連 接。
[0010]所述第三銅片橫向放置在第一與第二矩形腔體的連接處，所述第三銅片的兩端分 別與第三及第四縫隙的中心點對應，所述第四銅片縱向放置，位于兩個矩形腔的連接處，一 端與第三銅片的中點對應，另一端與兩個矩形腔的連接處邊緣連接。
[0011]所述第一及第二縫隙中心點在同一直線上，所述第三縫隙中心點與第一縫隙中心 點在同一豎直直線上，所述第四縫隙中心點與第二縫隙中心點在同一豎直直線上。
[0012] 所述第一及第二銅片橫向放置在第一介質基板上。
[0013] 第一、第二銅片、第三及第四銅片為矩形。
[0014] 矩形腔體內部充滿空氣，第一及第二矩形腔體的中心頻率不同。
[0015] 所述第一及第二銅片及第四銅片的寬度相等。
[0016] 所述第一、第二、第三及第四縫隙為矩形。
[0017] 第一縫隙及第三縫隙分別與X軸的夾角互為相反，所述第二縫隙與第四縫隙分別 與X軸的夾角互為相反。
[0018] 本實用新型首先采用基片介質板上標準的50 Ω微帶線饋電，通過介質板底面的槽 線將能量耦合到介質板下面的矩形腔體之中，激勵出腔體里的三個模式，形成通帶，再通過 相同的基本介質板結構輸出。然后將兩個不同中心頻率的濾波器組合在一起，實現(xiàn)一個一 端口輸入，兩個端口輸出的三端口雙工器。
[0019] 本實用新型的有益效果：
[0020] (1)本實用新型采用了一種結構簡單的微帶線來進行饋電，不僅降低了成本，而且 易于與其他器件集成；
[0021] (2)本實用新型微帶線的作用不僅僅在于饋電，更通過微帶底面的槽線結構激勵 出了腔體里的三個模式，這保證了矩形腔體的完整性，使濾波器能夠繼承傳統(tǒng)矩形諧振腔 選擇性高、功率容量大等優(yōu)點；
[0022] (3)通過微帶饋電，在兩個腔體濾波器內形成兩個通帶，通帶兩側具有一對傳輸零 點，具有選擇性高、功率容量大等特點，能夠滿足現(xiàn)代通信技術的要求；
[0023] (4)本實用新型克服傳統(tǒng)微帶寬帶濾波器損耗大、Q值低的缺點；
[0024] (5)本實用新型不用加工任何切角或者開槽，加工簡單，解決了其復雜的加工問 題。
【附圖說明】
[0025]圖1是本實用新型的結構圖；
[0026] 圖2是圖1的俯視圖；
[0027] 圖3是本實施例的實物結構圖；
[0028]圖4是本實用新型實施例的仿真不意圖。
【具體實施方式】
[0029] 下面結合實施例及附圖，對本實用新型作進一步地詳細說明，但本實用新型的實 施方式不限于此。
[0030] 實施例
[0031] 如圖1、圖2及圖3所示，一種基于微帶饋電縫隙耦合的單腔三模帶通雙工器，包括 矩形腔體、第一介質基板及第二介質基板，所述矩形腔體由第一及第二矩形腔體并聯(lián)構成， 所述兩個矩形腔體的中心頻率不同，所述第一介質基板覆蓋在第一及第二矩形腔體的頂 面，所述第二介質基板覆蓋在第一及第二矩形腔體的底面，介質基板為PCB板，所述第一介 質基板的下表面分別開有第一及第二縫隙5、6,所述第一介質基板上表面印制用于微帶饋 電的第一銅片及第二銅片1、2,所述第二介質基板開有第三及第四縫隙7、8,通過調整縫隙 的長寬和角度，實現(xiàn)縫隙耦合。所述第二介質基板上印制有用于微帶饋電的第三銅片及第 四銅片3、4。
[0032] 本實施例的具體加工方法為:第一及第二縫隙開在第一介質板的下表面，分別位 于第一、第二矩形腔體的頂面，第一及第二銅片印制在第一介質板的上表面，同樣位于第 一、第二矩形腔體的頂面，所述第三及第四縫隙開在第二介質板的下表面，位于第一、第二 矩形腔體的底面，所述第三及第四銅片印制在第二介質板的上表面，所述第一介質基板的 下表面及第二介質基板的下表面均為面向矩形腔體的一面。
[0033] 所述第一銅片1的邊緣引出端口P〇rt2,第二銅片2的邊緣引出端口port3,第四銅 片的邊緣引出端口portl。
[0034] 所述第一銅片的一端與第一縫隙5中心點相對應，其另一端與第一矩形腔體的邊 緣連接;所述第二銅片的一端與第二縫隙6中心點相對應，其另一端與第二矩形腔體的邊緣 連接。
[0035]所述第一及第二縫隙中心點在同一直線上，所述第三縫隙中心點與第一縫隙中心 點在同一豎直直線上，所述第四縫隙中心點與第二縫隙中心點在同一豎直直線上。
[0036]所述第三銅片3橫向跨接在第一與第二矩形腔體的連接處，所述第三銅片的兩端 分別與第三及第四縫隙的中心點對應，所述第四銅片4縱向放置，位于兩個矩形腔的連接 處，一端與第三銅片的中點對應，另一端與兩個矩形腔的連接處邊緣連接。所述第四銅片的 位置可調。
[0037]所述第一及第二銅片橫向放置在第一介質基板上，所述橫向為與X軸平行。
[0038]第一、第二銅片、第三銅片及第四銅片均為矩形，所述第一及第二銅片寬度及第四 銅片相等。
[0039]所述第一、第二、第三及第四縫隙為矩形。
[0040]第一縫隙及第三縫隙分別與X軸的夾角互為反角，例如第一縫隙與X軸成30度角， 則第三縫隙與X軸成-30度角，所述第二縫隙與第四縫隙分別與X軸的夾角互為反角。
[0041 ]本實用新型首先采用基片介質板上標準的50 Ω微帶線饋電，在port 1將能量輸入， 并分成兩路通過與X軸有角度的縫隙進入分別兩個矩形腔體。在一個矩形腔體中，如果縫隙 平行于X軸，只能產(chǎn)生一個模式，如果縫隙中心位于原點且與X軸有夾角，則能產(chǎn)生兩個模 式，如果與X軸有夾角的縫隙偏移了原點，則能激勵出三個模，三個模式形成通帶，再通過尺 寸相同，夾角反向的槽線輸出，通過P〇rt2輸出低頻通帶，通過port3輸出高頻通帶。這樣就 實現(xiàn)一個一端口輸入，兩個端口輸出的三端口雙工器。銅片為微帶結構的上層，寬度根據(jù)微 帶的50歐姆標準（即介質板的厚度和介電常數(shù))來選擇，長度可調?？p隙影響腔體的外部Q 值，長度和寬度，位置，與X軸的夾角均可調。同一個腔體的兩條槽線是相同的，夾角相反。矩 形腔體的頻率由其長寬高控制，這個腔體激勵的三個模式是TEm，TEon，ΤΜηο.這三個模式 的計算公式如下，a代表矩形腔體長，b代表矩形腔體寬，c代表矩形腔體高。
[0042] (.^mi)z = 〇2 + 〇2 ⑴
[0043]
[0044]
[0045] 本實用新型最大的優(yōu)勢就是腔體內部沒有任何的東西，無切角，無探針，無調諧螺 釘，保證了模式的原始和完整性。
[0046] 如圖4所示為本實用新型的仿真示意圖，通過微帶饋電，在兩個腔體濾波器內形成 兩個通帶，通帶兩側具有傳輸零點，具有選擇性高、功率容量大等特點，能夠滿足現(xiàn)代通信 技術的要求。
[0047] 上述實施例為本實用新型較佳的實施方式，但本實用新型的實施方式并不受所述 實施例的限制，其他的任何未背離本實用新型的精神實質與原理下所作的改變、修飾、替 代、組合、簡化，均應為等效的置換方式，都包含在本實用新型的保護范圍之內。
【主權項】
1. 一種基于微帶饋電縫隙耦合的單腔三模帶通雙工器，其特征在于，包括矩形腔體、第 一介質基板及第二介質基板，所述矩形腔體由第一及第二矩形腔體并聯(lián)構成，所述第一介 質基板覆蓋在第一及第二矩形腔體的頂面，所述第二介質基板覆蓋在第一及第二矩形腔體 的底面，所述第一介質基板的下表面分別開有第一及第二縫隙，所述第一介質基板的上表 面印制用于微帶饋電的第一銅片及第二銅片，所述第二介質基板的下表面開有第三及第四 縫隙，所述第二介質基板的上表面印制有用于微帶饋電的第三銅片及第四銅片。2. 根據(jù)權利要求1所述的單腔三模帶通雙工器，其特征在于，所述第一銅片的一端與第 一縫隙中心點相對應，其另一端與第一矩形腔體的邊緣連接;所述第二銅片的一端與第二 縫隙中心點相對應，其另一端與第二矩形腔體的邊緣連接。3. 根據(jù)權利要求1所述的單腔三模帶通雙工器，其特征在于，所述第三銅片橫向放置在 第一與第二矩形腔體的連接處，所述第三銅片的兩端分別與第三及第四縫隙的中心點對 應，所述第四銅片縱向放置，位于兩個矩形腔的連接處，一端與第三銅片的中點對應，另一 端與兩個矩形腔的連接處邊緣連接。4. 根據(jù)權利要求1所述的單腔三模帶通雙工器，其特征在于，所述第一及第二縫隙中心 點在同一直線上，所述第三縫隙中心點與第一縫隙中心點在同一豎直直線上，所述第四縫 隙中心點與第二縫隙中心點在同一豎直直線上。5. 根據(jù)權利要求1所述的單腔三模帶通雙工器，其特征在于，所述第一及第二銅片橫向 放置在第一介質基板上。6. 根據(jù)權利要求1所述的單腔三模帶通雙工器，其特征在于，第一、第二、第三及第四銅 片為矩形。7. 根據(jù)權利要求1-6任一項所述的單腔三模帶通雙工器，其特征在于，矩形腔體內部充 滿空氣，第一及第二矩形腔體的中心頻率不同。8. 根據(jù)權利要求1所述的單腔三模帶通雙工器，其特征在于，所述第一及第二銅片及第 四銅片的寬度相等。9. 根據(jù)權利要求1所述的單腔三模帶通雙工器，其特征在于，所述第一、第二、第三及第 四縫隙為矩形。10. 根據(jù)權利要求1所述的單腔三模帶通雙工器，其特征在于，第一縫隙及第三縫隙分 別與X軸的夾角互為相反，所述第二縫隙與第四縫隙分別與X軸的夾角互為相反。
【文檔編號】H01P1/207GK205621825SQ201620233348
【公開日】2016年10月5日
【申請日】2016年3月23日
【發(fā)明人】王世偉, 郭在成, 林景裕, 褚慶昕
【申請人】華南理工大學