應用于超寬帶頻道和窄帶頻道的高隔離槽線雙工器制造技術

本發明專利技術提供了一種應用于超寬帶頻道和窄帶頻道的高隔離槽線雙工器，包括第一濾波器和第二濾波器，第一濾波器和第二濾波器共用一介質基板，均采用開槽線結構和微帶線結構，開槽線結構位于介質基板的下層，微帶線結構位于介質基板的上層。第一濾波器的帶寬通過U型開槽線諧振器、第一開路枝節和第二開路枝節之間的耦合控制，通過調整其間距g1可以控制其帶寬；第二濾波器的諧振模式可以通過加載枝節長度來控制，因而通過調整l5的大小可以調節其帶寬。兩濾波器的帶寬可以獨立調節，結構緊湊，電路簡單，具有很高的頻率選擇性。

【技術實現步驟摘要】
【專利摘要】本專利技術提供了一種應用于超寬帶頻道和窄帶頻道的高隔離槽線雙工器，包括第一濾波器和第二濾波器，第一濾波器和第二濾波器共用一介質基板，均采用開槽線結構和微帶線結構，開槽線結構位于介質基板的下層，微帶線結構位于介質基板的上層。第一濾波器的帶寬通過U型開槽線諧振器、第一開路枝節和第二開路枝節之間的耦合控制，通過調整其間距g1可以控制其帶寬；第二濾波器的諧振模式可以通過加載枝節長度來控制，因而通過調整l5的大小可以調節其帶寬。兩濾波器的帶寬可以獨立調節，結構緊湊，電路簡單，具有很高的頻率選擇性。【專利說明】應用于超寬帶頻道和窄帶頻道的高隔離槽線雙工器
本專利技術涉及雙工器領域，具體是一種應用于超寬帶頻道和窄帶頻道的高隔離槽線雙工器。
技術介紹
微波雙工器是一種廣泛應用于無線電接收機的重要微波器件，是完成現代多頻多服務收發系統共用同一副天線的至關重要的部件，其性能的優劣直接影響到射頻前端的工作性能。傳統的雙工器設計是先分別設計出兩個濾波器，再通過一個匹配網絡使其相連，匹配網絡的存在增大了電路尺寸，不利于小型化。據此，一些學者采用共用諧振器技術來取代匹配網絡，這雖然大大減小了電路尺寸，但是這種技術只能運用于窄帶系統，而且帶寬不易調節。設計一種應用于超寬帶系統的緊湊小型化的雙工器十分有必要。
技術實現思路
本專利技術為了解決現有技術中缺少超寬帶頻道槽線雙工器的問題，提供了一種應用于超寬帶頻道和窄帶頻道的高隔離度的槽線雙工器，其帶寬可獨立調節，結構緊湊，電路簡單，具有很高的頻率選擇性。本專利技術包括第一濾波器和第二濾波器，第一濾波器和第二濾波器共用一介質基板，均采用開槽線結構和微帶線結構，開槽線結構位于介質基板的下層，微帶線結構位于介質基板的上層； 第一濾波器的開槽線結構為U型開槽線諧振器；微帶線結構包括:第一饋線、第二饋線、第一開路枝節、第二 開路枝節，其中第一饋線采用T型形狀，為第一濾波器和第二濾波器的公共饋線，第一開路枝節連接在第一饋線T型頭的一端并與其垂直，第二開路枝節連接在第二饋線的一端并與其垂直，兩開路枝節分別與U型開槽線諧振器的兩臂平行，兩開路枝節水平方向上的間距可調節，記為A ; 第二濾波器的開槽線結構為多模開槽線諧振器，微帶線結構包括:第一饋線、第三饋線、第一短路枝節、第二短路枝節，其中第一短路枝節連接在第一饋線T型頭的另一端，并與之垂直，第二短路枝節連接在第三饋線的一端并與之垂直；多模開槽線諧振器采用U型結構，其內部中間位置加載有開槽線枝節，開槽線枝節的長度可調節，記為4。所述第一濾波器為三階濾波器，U型開槽線諧振器長度為超寬帶頻道中心頻率對應波長的二分之一，第一開路枝節和第二開路枝節均為四分之一波長諧振器。所述的第二濾波器中U型開槽線諧振器為窄帶頻道中心頻率對應波長的二分之 o所述的介質基板為PCB板，包括介質基片以及包覆介質基片的上金屬貼片和下金屬貼片，微帶線結構形成于上金屬貼片，開槽線結構為下金屬貼片刻蝕而成。所述的第一短路枝節上設有第一接地通孔，第二短路枝節上設有第二接地通孔。本專利技術有益效果在于: 1、雙工器的兩個頻道帶寬可以獨立進行調節。第一濾波器的帶寬通過U型開槽線諧振器、第一開路枝節和第二開路枝節之間的耦合控制，通過調整其間距&可以控制其帶寬;第二濾波器的諧振模式可以通過加載枝節長度來控制，因而通過調整75的大小可以調節其帶寬，二者可以獨立調節。2、具有高隔離度和高選擇性。所述雙工器在兩個通帶邊緣及通帶之間有多個傳輸零點，使得雙工器具有很高的隔離度和頻率選擇性。第一饋線和第二饋線之間的源-負載耦合可以在超寬帶頻帶的下邊緣產生一個傳輸零點；第一饋線和第三饋線之間的源-負載耦合可以在上阻帶產生傳輸零點加深阻帶；第一濾波器和第二濾波器相互之間的加載效應會產生多個傳輸零點，提高兩個通道之間的隔離度。3、結構簡單緊湊，電路簡單，易于加工。【專利附圖】【附圖說明】圖1是單層印刷電路板的示意圖。圖2是雙工器示意圖。圖3是雙工器上層電路示意圖。圖4是雙工器下層電路示意圖。圖5是雙工器散射參數的仿真與測試結果。圖6是雙工器的隔離度仿真與測試結果。圖7是雙工器超寬帶頻道的群時延仿真與測試結果。【具體實施方式】下面結合附圖對本專利技術作進一步說明。本專利技術采用相對介電常數為2.2，厚度為0.508mm的PCB板作為基板，也可以采用其他規格的PCB板作為基板。如圖1所示，在PCB板的介質基片12的上、下表面分別包覆有上金屬貼片13和下金屬貼片14。下文中所述的上層微帶線結構形成于介質基片的上層，開槽線結構是將下金屬貼片14刻蝕后形成的。圖2是開槽線雙工器的結構示意圖，圖中U型開槽線諧振器6和多模開槽線諧振器11是位于介質基板下層的，其余微帶線結構均位于介質基板上層。所述雙工器包括第一濾波器和第二濾波器，分別應用于超寬帶頻道和窄帶頻道，窄帶頻道以無線局域網WLAN為例說明。所述第一濾波器包括:第一饋線1、第二饋線2、第一開路枝節4、第二開路枝節5和U型開槽線諧振器6 ;所述第二濾波器包括:第一饋線1、第三饋線3、第一短路枝節7、第二短路枝節9和多模開槽線諧振器11。其中第一饋線I為T型結構，是第一濾波器和第二濾波器的公共饋線，第一開路枝節4和第二開路枝節5分別連接在第一饋線IT形頭的一端和第二饋線2的一端并與之垂直，二者相互平行并分別與U型開槽線諧振器6的兩臂平行，U型開槽線諧振器6長度為超寬帶頻道中心頻率對應波長的二分之一，第一開路枝節4和第二開路枝節5長度約為超寬帶頻道中心頻率對應波長的四分之一。第一短路枝節7和第二短路枝節9分別連接在第一饋線IT形頭的另一端和第三饋線3的一端并與之垂直；多模開槽線諧振器11采用U型結構，并在其中間位置加載開槽線枝節，U型開槽線諧振器長度為窄帶頻道中心頻率對應波長的二分之一，開槽線枝節長度為15，通過調節15可以控制窄帶頻道的帶寬；第一短路枝節7和第二短路枝節9作為高阻饋線提供強耦合。圖3和圖4分別是所述雙工器上層微帶線示意圖和下層開槽線結構示意圖。為了更清晰的展示雙工器的電路結構，在圖3和圖4中分別示意其上層和下層電路結構。上層電路均采用微帶線結構，下層U型開槽線諧振器6和多模開槽線諧振器11是將下層金屬貼片14刻蝕后形成的，第一接地通孔8和第二接地通孔10是在介質基板12內加入金屬柱將上層對應的微帶線與下層金屬貼片14相連接，形成短路 本專利技術所述雙工器具有三個端口，其中第一饋線的另一端作為輸入端口 P1，第二饋線和第三饋線的另一端分別作為兩個輸出端口 P2、P3。所述雙工器的輸入端口和輸出端口均用SMA頭焊接，以便接入測試或者實用器件。采用HFSS軟件進行仿真，采用安捷倫N5230C矢量網絡分析儀進行測試。圖5是所述雙工器散射參數的仿真和實物測量結果。本結果是基于HFSS仿真軟件和安捷倫N5230C矢量網絡分析儀所得。從圖中可以看出，雙工器工作于超寬帶頻道和窄帶頻道，實物測量結果和仿真結果吻合良好，其中超寬帶頻道中心頻率為3.1GHz，其3dB相對帶寬為57.1%，窄帶系統中心頻率在5.35GHz，位于無線局域網WLAN頻道，其3dB相對帶寬為4.86%。在第一通帶的下邊緣、上邊緣和第二通帶的上邊緣處各有一個傳輸零點，提高了通帶的頻率選擇性本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種應用于超寬帶頻道和窄帶頻道的高隔離槽線雙工器，其特征在于：包括第一濾波器和第二濾波器，第一濾波器和第二濾波器共用一介質基板，均采用開槽線結構和微帶線結構，開槽線結構位于介質基板的下層，微帶線結構位于介質基板的上層；第一濾波器的開槽線結構為U型開槽線諧振器（6）；微帶線結構包括：第一饋線（1）、第二饋線（2）、第一開路枝節（4）、第二開路枝節（5），其中第一饋線（1）采用T型結構，為第一濾波器和第二濾波器的公共饋線，第一開路枝節（4）連接在第一饋線（1）T型頭的一端并與其垂直，第二開路枝節（5）連接在第二饋線（2）的一端并與其垂直，兩開路枝節分別與U型開槽線諧振器（6）的兩臂平行，兩開路枝節水平方向上的間距可調節，記為g1；第二濾波器的開槽線結構為多模開槽線諧振器（11），微帶線結構包括：第一饋線（1）、第三饋線（3）、第一短路枝節（7）、第二短路枝節（9），其中第一短路枝節（7）連接在第一饋線（1）T型頭的另一端，并與之垂直，第二短路枝節（9）連接在第三饋線（3）的一端并與之垂直；多模開槽線諧振器（11）采用U型結構，其內部中間位置加載有開槽線枝節，開槽線枝節的長度可調節，記為l5。...

【技術特征摘要】

【專利技術屬性】
技術研發人員：鄧宏偉，趙永久，賀瑩，王洪李，
申請(專利權)人：南京航空航天大學，
類型：發明
國別省市：江蘇;32