一種使用多枝節(jié)線加載匹配網(wǎng)絡(luò)的雙頻雙工器的制造方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種使用多枝節(jié)線加載匹配網(wǎng)絡(luò)的雙頻雙工器，使用微帶線結(jié)構(gòu)進行實現(xiàn)，以印刷電路板的方式制作在雙面覆銅微帶板上，包括信號輸入饋線端口port1、信號輸出饋線端口port2及port3、四個通道濾波器和多枝節(jié)線加載匹配網(wǎng)絡(luò)，該匹配網(wǎng)絡(luò)由兩條短路傳輸線和兩條開路傳輸線構(gòu)成。使用多枝節(jié)線加載匹配網(wǎng)絡(luò)的雙頻雙工器，能夠在任一組諧振器工作時，另一組諧振器均處于開路狀態(tài)，提高了通道之間的抑制效果；同時該匹配網(wǎng)絡(luò)體積小，設(shè)計簡單，可根據(jù)理論設(shè)計公式進行設(shè)計，改變傳輸線的長度值和阻抗值，適用范圍更廣更靈活。
【專利說明】—種使用多枝節(jié)線加載匹配網(wǎng)絡(luò)的雙頻雙工器

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及本實用新型涉及頻分雙工的【技術(shù)領(lǐng)域】，特別涉及一種使用多枝節(jié)線加載匹配網(wǎng)絡(luò)的雙頻雙工器。

【背景技術(shù)】
[0002]由于無線通信技術(shù)的迅速發(fā)展以及人們對無線通信的需要日益增加，當今市場2G、3G、4G網(wǎng)絡(luò)并存，許多無線終端，比如移動電話、平板電腦等，在設(shè)計時都希望能兼容多個通信標準，這就可以讓終端用戶同時享受不同運營商提供的服務(wù)。
[0003]通信工業(yè)中常見的FDD技術(shù)，要求具有兩個通信通道:一個上行通道和一個下行通道。此時，通信系統(tǒng)中就必須使用雙工器。傳統(tǒng)的雙工器僅能工作于一組上下行頻率，對于多種通信標準共存的市場，這樣的雙工器不能滿足要求。
[0004]雙頻雙工器，即四通道雙工器，可以同時工作于兩組上下行頻率，大大降低通信系統(tǒng)的體積和成本?，F(xiàn)已有多個學者提出不同的四通道雙工器結(jié)構(gòu)。雙工器的設(shè)計主要在于匹配網(wǎng)絡(luò)。本實用新型的核心創(chuàng)新之處在于提出一個適用于四通道雙工器的新型多枝節(jié)線加載匹配網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。多通帶的雙工器要求多個通帶之間有較好的隔離效果，同時要求器件尺寸盡可能小。
[0005]資料顯示的一種分支結(jié)構(gòu)的高隔離度微帶雙工器，該雙工器的結(jié)構(gòu)圖如圖1所示，具體請參考“專利申請?zhí)?201310547087.X，專利名稱:分支結(jié)構(gòu)的高隔離度微帶雙工器，專利權(quán)人:中國計量學院”。其使用的匹配網(wǎng)絡(luò)如圖1中5和11所示，該匹配網(wǎng)絡(luò)僅使用兩條簡單的均勻傳輸線，因此，僅能滿足二通道雙工器對隔離度的要求，卻難以滿足四通道的雙工器的隔離度要求。
[0006]資料顯示的另一種基于電磁混合耦合的微帶雙工器，該雙工器的結(jié)構(gòu)圖如圖2所示，具體請參考“專利申請?zhí)?201310582773.0，專利名稱:一種基于電磁混合耦合的微帶雙工器，專利權(quán)人:華南理工大學”。其使用的匹配網(wǎng)絡(luò)為T型接頭，如圖2中8所示。雖然本專利的技術(shù)方案中使用T型接頭作為匹配網(wǎng)絡(luò)，同樣僅能滿足雙通道雙工器的隔離度要求，卻難以滿足四通道的雙工器的隔離度要求。
[0007]資料顯示的又一種四通帶的雙工器，該雙工器的結(jié)構(gòu)圖如圖3所示，具體請參考Hung-ffei ffu, Shih-Hua Huang和 Yu_Fu Chen在本【技術(shù)領(lǐng)域】頂級期刊〃IEEE MICROWAVE ANDWIRELESS COMPONENTS LETTERS〃上發(fā)表題為 “Design of New Quad-Channel DiplexerWith Compact Circuit Size”的文章。該雙工器由兩組諧振器(①②為一組,③④為一組)和一個匹配網(wǎng)絡(luò)組成，匹配網(wǎng)絡(luò)使用的是T型接頭，如圖3中的L3、L4所示。這樣的匹配網(wǎng)絡(luò)，在其中一組諧振器工作時，無法保證另一組諧振器處于開路狀態(tài)，因此難以實現(xiàn)四個通道均得到較好的隔離效果。
實用新型內(nèi)容
[0008]本實用新型的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的缺點與不足，提供一種使用多枝節(jié)線加載匹配網(wǎng)絡(luò)的雙頻雙工器，本實用新型的雙工器中公開了一種多枝節(jié)線加載的新型匹配網(wǎng)絡(luò)，能滿足二通道、四通道雙工器的隔離度要求，填補現(xiàn)有技術(shù)關(guān)于雙頻雙工器匹配網(wǎng)絡(luò)設(shè)計的空白。
[0009]本實用新型的目的通過下述技術(shù)方案實現(xiàn):
[0010]一種使用多枝節(jié)線加載匹配網(wǎng)絡(luò)的雙頻雙工器，以印刷電路板的方式制作在雙面履銅微帶板上，所述雙面覆銅微帶板的同一面上分別制作有信號輸入饋線端口 portl、信號輸出饋線端口 port2、信號輸出饋線端口 port3、第一通道濾波器、第二通道濾波器、第三通道濾波器、第四通道濾波器第一短路傳輸線、第二短路傳輸線、第一開路傳輸線、第二開路傳輸線、第一輸出饋線、第二輸出饋線、第三輸出饋線、第四輸出饋線，該雙面覆銅微帶板的另一面為覆銅接地板；第一輸出饋線的底端與信號輸出饋線端口 port2的底端垂直連接呈反向L型，第二輸出饋線與信號輸出饋線端口 port2的底端水平連接，同時與第一輸出饋線的底端垂直連接，并且第一輸出饋線與第二輸出饋線構(gòu)成一個輸出饋線網(wǎng)絡(luò)；第三輸出饋線的底端與信號輸出饋線端口 port3的底端垂直連接呈L型，第四輸出饋線與信號輸出饋線端口 port3的底端水平連接，同時與第三輸出饋線的底端垂直連接，并且第三輸出饋線與第四輸出饋線構(gòu)成一個輸出饋線網(wǎng)絡(luò)；第一短路傳輸線與第二短路傳輸線底端連接構(gòu)成U字型，位于第一輸出饋線與第三輸出饋線之間，該U字型的下端中間與饋線端口 portl垂直連接，第一開路傳輸線與第一短路傳輸線垂直連接呈反向L型，第二開路傳輸線與第二短路傳輸線垂直連接呈L型，并且第二輸出饋線、第一開路傳輸線、第二開路傳輸線、第四輸出饋線同時橫向設(shè)置且位于同一水平線上，第二輸出饋線與第一開路傳輸線的一端相鄰存在耦合間隙，第二開路傳輸線與第四輸出饋線的一端相鄰存在耦合間隙；所述第一通道濾波器、第二通道濾波器位于第一輸出饋線與第一短路傳輸線之間，其中第一通道濾波器位于第二輸出饋線和第一開路傳輸線的正上方，第二通道濾波器位于第二輸出饋線和第一開路傳輸線的正下方；所述第三通道濾波器、第四通道濾波器位于第三輸出饋線與第二短路傳輸線之間，其中第三通道濾波器位于第二開路傳輸線與第四輸出饋線的正上方，第四通道濾波器位于第二開路傳輸線與第四輸出饋線的正下方。
[0011]優(yōu)選的，所述雙面覆銅微帶板的同一面上還制作有第五接地短路過孔以及第六接地短路過孔；所述第一通道濾波器由第一微帶、第二微帶、第三微帶、第四微帶、第五微帶、第六微帶、第七微帶、第八微帶組成，其中第一微帶、第三微帶、第六微帶、第八微帶是橫向水平的，平行于第二輸出饋線和第一開路傳輸線，第二微帶、第四微帶、第五微帶、第七微帶是縱向的，平行于第一輸出饋線與第一短路傳輸線，橫向的第三微帶的兩端與縱向的第二微帶、第四微帶的頂端連接構(gòu)成倒U字型，橫向的第六微帶的兩端與縱向的第五微帶、第七微帶的頂端連接構(gòu)成倒U字型，第四微帶和第五微帶之間存在耦合間隙，并且第四微帶和第五微帶的底端通過第五接地短路過孔連接，其中第五接地短路過孔位于第二輸出饋線與第一開路傳輸線之間的耦合間隙的正上方，第一微帶與第二微帶的底端垂直連接構(gòu)成反向L型，第八微帶與第七微帶的底端垂直連接構(gòu)成L型；
[0012]所述第三通道濾波器由第九微帶、第十微帶、第十一微帶、第十二微帶、第十三微帶、第十四微帶、第十五微帶、第十六微帶組成，其中第九微帶、第十一微帶、第十四微帶、第十六微帶是橫向水平的，平行于第二開路傳輸線和第四輸出饋線，第十微帶、第十二微帶、第十三微帶、第十五微帶是縱向的，平行于第三輸出饋線與第二短路傳輸線，橫向的第十一微帶的兩端與縱向的第十微帶、第十二微帶的頂端連接構(gòu)成倒U字型，橫向的第十四微帶的兩端與縱向的第十三微帶、第十五微帶的頂端連接構(gòu)成倒U字型，第十二微帶和第十三微帶之間存在耦合間隙，并且第十二微帶和第十三微帶的底端通過第六接地短路過孔連接，其中第六接地短路過孔位于第二開路傳輸線和第四輸出饋線之間的耦合間隙的正上方，第九微帶與第十微帶的底端垂直連接構(gòu)成反向L型，第十六微帶與第十五微帶的底端垂直連接構(gòu)成L型。
[0013]優(yōu)選的，所述第二通道濾波器由第十七微帶、第十八微帶、第十九微帶、第二十微帶、第二十一微帶、第二十二微帶組成，其中第十七微帶、第十九微帶、第二十微帶、第二十二微帶是橫向水平的，平行于第二開路傳輸線和第四輸出饋線，第二十四微帶、第二十七微帶是縱向的，平行于第一輸出饋線與第一短路傳輸線，縱向的第十八微帶的兩端與橫向的十七微帶、第十九微帶的底端連接構(gòu)成向左翻倒狀的U字型，縱向的第二十一微帶的兩端與橫向的二十微帶、第二十二微帶的底端連接構(gòu)成向右翻倒狀的U字型，上述兩個U字型背對設(shè)置，第十八微帶與第二十一微帶之間存在耦合間隙，位于第二輸出饋線與第一開路傳輸線之間的耦合間隙的正下方。
[0014]所述第四通道濾波器由第二十三微帶、第二十四微帶、第二十五微帶、第二十六微帶、第二十七微帶、第二十八微帶組成，其中第二十三微帶、第二十五微帶、第二十六微帶、第二十八微帶是橫向水平的，平行于第二輸出饋線和第一開路傳輸線，第十八微帶、第二十一微帶是縱向的，平行于第三輸出饋線與第二短路傳輸線，縱向的第二十四微帶的兩端與橫向的二十三微帶、第二十五微帶的底端連接構(gòu)成向左翻倒狀的U字型，縱向的第二十七微帶的兩端與橫向的二十六微帶、第二十八微帶的底端連接構(gòu)成向右翻倒狀的U字型，上述兩個U字型背對設(shè)置，第二十四微帶與第二十七微帶之間存在耦合間隙，位于第二開路傳輸線和第四輸出饋線之間的耦合間隙的的正下方。
[0015]優(yōu)選的，所述第一短路傳輸線、第二短路傳輸線、第一開路傳輸線和第二開路傳輸線共同構(gòu)成多枝節(jié)線加載匹配網(wǎng)絡(luò)，并且上述四條傳輸線采用的微波傳輸結(jié)構(gòu)包括微帶線、帶狀線、同軸線以及槽線。
[0016]優(yōu)選的，所述第一短路傳輸線的(Υ1; θ^、第一開路傳輸線的(Υ2，θ2)、第二短路傳輸線的(γ3，θ3)以及第二開路傳輸線的(Υ4，Θ4)由方程組
[0017]-jY^ot (r3 Θ j) + jY2tan (r3 Θ 2) =0
[0018]-jY^ot (r4 Θ j) + jY2tan (r4 Θ 2) =0
[0019]-jY3cot ( Θ 3) +jY4tan ( Θ 4) = 0
[0020]-jY3cot (r2 Θ 3) +jY4tan (r2 Θ 4) = 0
[0021]確定，方程組中f1; f2，f3，f4分別表示第一通道濾波器、第二通道濾波器、第三通道濾波器、第四通道濾波器的通帶中心頻率，令r2 = f2/fv r3 = f3/fi, r4 = ?Α/?ν上述Y:、θ !分別為第一短路傳輸線的特征導納和電長度，\、92分別為第一開路傳輸線的特征導納和電長度，Υ3、Θ 3分別為第二短路傳輸線的特征導納和電長度，Υ4、Θ 4分別為傳輸線4的特征導納和電長度。
[0022]優(yōu)選的，所述雙面覆銅微帶板的同一面上還制作有第一接地短路過孔、第二接地短路過孔、第三接地短路過孔、第四接地短路過孔，其中第一接地短路過孔與第一輸出饋線頂端連接，第二接地短路過孔與第一短路傳輸線頂端連接，第三接地短路過孔與第二短路傳輸線頂端連接，第四接地短路過孔與第三輸出饋線頂端連接。
[0023]本實用新型相對于現(xiàn)有技術(shù)具有如下的優(yōu)點及效果:
[0024]1、本實用新型使用的多枝節(jié)線加載的匹配網(wǎng)絡(luò)的雙頻雙工器，能夠在任一組諧振器工作時，另一組諧振器均處于開路狀態(tài)，提高了通道之間的抑制效果。
[0025]2、本實用新型提出的匹配網(wǎng)絡(luò)體積小，使用該匹配網(wǎng)絡(luò)的雙工器的尺寸幾乎僅取決于濾波器尺寸，匹配網(wǎng)絡(luò)僅增加了少量的體積。
[0026]3.本實用新型提出的匹配網(wǎng)絡(luò)設(shè)計過程簡單，且設(shè)計與濾波器結(jié)構(gòu)無關(guān)，均可根據(jù)提出的理論設(shè)計公式進行設(shè)計，因此該匹配網(wǎng)絡(luò)適用范圍廣。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0027]圖1是現(xiàn)有技術(shù)中一種分支結(jié)構(gòu)的高隔離度微帶雙工器的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0028]圖2是現(xiàn)有技術(shù)中一種基于電磁混合稱合的微帶雙工器的結(jié)構(gòu)不意圖；
[0029]圖3是現(xiàn)有技術(shù)中一種四通帶的雙工器的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0030]圖4是本實用新型提出的雙工器設(shè)計中的多枝節(jié)線加載匹配網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)圖；
[0031]圖5是本實用新型提出的一種雙頻雙工器設(shè)計的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0032]圖6是本實用新型提出的一種雙頻雙工器設(shè)計的仿真結(jié)果示意圖；
[0033]圖中，附圖標記為:1-第一短路傳輸線，2-第一開路傳輸線，3-第二短路傳輸線,4-第二開路傳輸線，5-第一通道濾波器,5-1-第一微帶,5-2-第二微帶,5-3-第三微帶，5-4-第四微帶，5-5-第五微帶，5-6-第六微帶，5-7-第七微帶，5-8-第八微帶，6-第二通道濾波器，6-1-第十七微帶，6-2-第十八微帶，6-3-第十九微帶，6-4-第二十微帶，6-5-第二i^一微帶，6-6-第二十二微帶，7-第三通道濾波器，7-1-第九微帶，7-2-第十微帶，7-3-第十一微帶，7-4-第十二微帶，7-5-第十三微帶，7-6-第十四微帶，7-7-第十五微帶,7-8-第十六微帶，8-第四通道濾波器，8-1-第二十二微帶，8-2-第二十四微帶，8-3-第二十五微帶，8-4-第二十六微帶，8-5-第二十七微帶，8-6-第二十八微帶，9-第一輸出饋線，10-第二輸出饋線，11-第二輸出饋線，12-第四輸出饋線，13-第一接地短路過孔，14-第二接地短路過孔，15-第三接地短路過孔，16-第四接地短路過孔，17-第五接地短路過孔，18-第六接地短路過孔，19-信號輸入饋線端口 portl，20-信號輸出饋線端口 port2，21_信號輸出饋線端口 port3。

【具體實施方式】
[0034]下面結(jié)合實施例及附圖對本實用新型作進一步詳細的描述，但本實用新型的實施方式不限于此。
[0035]實施例
[0036]本實用新型提出的一種使用多枝節(jié)線加載匹配網(wǎng)絡(luò)的雙頻雙工器的結(jié)構(gòu)圖如圖5所示，以印刷電路板的方式制作在雙面履銅微帶板上，所述雙面覆銅微帶板的同一面上分別制作有信號輸入饋線端口 portl、信號輸出饋線端口 port2、信號輸出饋線端口 port3 (分別對應(yīng)圖中標記19、20、21)、第一通道濾波器5、第二通道濾波器6、第三通道濾波器7、第四通道濾波器8、第一短路傳輸線1、第二短路傳輸線3、第一開路傳輸線2、第二開路傳輸線4、第一輸出饋線9、第二輸出饋線10、第三輸出饋線11、第四輸出饋線12,該雙面覆銅微帶板的另一面為覆銅接地板。
[0037]第一輸出饋線9的底端與信號輸出饋線端口 port2的底端垂直連接呈反向L型，第二輸出饋線10與信號輸出饋線端口 port2的底端水平連接，同時與第一輸出饋線9的底端垂直連接，并且第一輸出饋線9與第二輸出饋線10構(gòu)成一個輸出饋線網(wǎng)絡(luò)；
[0038]第三輸出饋線11的底端與信號輸出饋線端口 port3的底端垂直連接呈L型，第四輸出饋線12與信號輸出饋線端口 port3的底端水平連接，同時與第三輸出饋線11的底端垂直連接，并且第三輸出饋線11與第四輸出饋線12構(gòu)成一個輸出饋線網(wǎng)絡(luò)；
[0039]第一短路傳輸線1與第二短路傳輸線3底端連接構(gòu)成U字型，位于第一輸出饋線9與第三輸出饋線11之間，該U字型的下端中間與饋線端口 portl垂直連接，第一開路傳輸線2與第一短路傳輸線1垂直連接呈反向L型，第二開路傳輸線4與第二短路傳輸線3垂直連接呈L型，并且第二輸出饋線10、第一開路傳輸線2、第二開路傳輸線4、第四輸出饋線12同時橫向設(shè)置且位于同一水平線上，第二輸出饋線10與第一開路傳輸線2的一端相鄰存在耦合間隙，第二開路傳輸線4與第四輸出饋線12的一端相鄰存在耦合間隙；
[0040]所述第一通道濾波器5、第二通道濾波器6位于第一輸出饋線9與第一短路傳輸線1之間，其中第一通道濾波器5位于第二輸出饋線10和第一開路傳輸線2的正上方，第二通道濾波器6位于第二輸出饋線10和第一開路傳輸線2的正下方；所述第三通道濾波器
7、第四通道濾波器8位于第三輸出饋線11與第二短路傳輸線3之間，其中第三通道濾波器7位于第二開路傳輸線4與第四輸出饋線12的正上方，第四通道濾波器8位于第二開路傳輸線4與第四輸出饋線12的正下方。
[0041]所述雙面覆銅微帶板的同一面上還制作有第五接地短路過孔(17)以及第六接地短路過孔18 ；
[0042]所述第一通道濾波器5由第一微帶5-1、第二微帶5-2、第三微帶5_3、第四微帶5-4、第五微帶5-5、第六微帶5-6、第七微帶5-7、第八微帶5_8組成，其中第一微帶、第三微帶、第六微帶、第八微帶是橫向水平的，平行于第二輸出饋線10和第一開路傳輸線2，第二微帶、第四微帶、第五微帶、第七微帶是縱向的，平行于第一輸出饋線9與第一短路傳輸線1，橫向的第三微帶的兩端與縱向的第二微帶、第四微帶的頂端連接構(gòu)成倒U字型，橫向的第六微帶的兩端與縱向的第五微帶、第七微帶的頂端連接構(gòu)成倒U字型，第四微帶和第五微帶之間存在耦合間隙，并且第四微帶和第五微帶的底端通過第五接地短路過孔連接，其中第五接地短路過孔位于第二輸出饋線10與第一開路傳輸線2之間的耦合間隙的正上方，第一微帶與第二微帶的底端垂直連接構(gòu)成反向L型，第八微帶與第七微帶的底端垂直連接構(gòu)成L型；
[0043]所述第三通道濾波器7由第九微帶7-1、第十微帶7-2、第十一微帶7_3、第十二微帶7-4、第十三微帶7-5、第十四微帶7-6、第十五微帶7-7、第十六微帶7-8組成，其中第九微帶、第十一微帶、第十四微帶、第十六微帶是橫向水平的，平行于第二開路傳輸線4和第四輸出饋線12，第十微帶、第十二微帶、第十三微帶、第十五微帶是縱向的，平行于第三輸出饋線11與第二短路傳輸線3，橫向的第十一微帶的兩端與縱向的第十微帶、第十二微帶的頂端連接構(gòu)成倒U字型，橫向的第十四微帶的兩端與縱向的第十三微帶、第十五微帶的頂端連接構(gòu)成倒U字型，第十二微帶和第十三微帶之間存在耦合間隙，并且第十二微帶和第十三微帶的底端通過第六接地短路過孔連接，其中第六接地短路過孔位于第二開路傳輸線4和第四輸出饋線12之間的耦合間隙的正上方，第九微帶與第十微帶的底端垂直連接構(gòu)成反向L型，第十六微帶與第十五微帶的底端垂直連接構(gòu)成L型。
[0044]所述第二通道濾波器6由第十七微帶6-1、第十八微帶6-2、第十九微帶6_3、第二十微帶6-4、第二十一微帶6-5、第二十二微帶6-6組成，其中第十七微帶、第十九微帶、第二十微帶、第二十二微帶是橫向水平的，平行于第二開路傳輸線4和第四輸出饋線12，第二十四微帶、第二十七微帶是縱向的，平行于第一輸出饋線9與第一短路傳輸線1，縱向的第十八微帶的兩端與橫向的十七微帶、第十九微帶的底端連接構(gòu)成向左翻倒狀的U字型，縱向的第二十一微帶的兩端與橫向的二十微帶、第二十二微帶的底端連接構(gòu)成向右翻倒狀的U字型，上述兩個U字型背對設(shè)置，第十八微帶與第二十一微帶之間存在耦合間隙，位于第二輸出饋線10與第一開路傳輸線2之間的耦合間隙的正下方。
[0045]所述第四通道濾波器8由第二十三微帶8-1、第二十四微帶8-2、第二十五微帶8-3、第二十六微帶8-4、第二十七微帶8-5、第二十八微帶8-6組成，其中第二十三微帶、第二十五微帶、第二十六微帶、第二十八微帶是橫向水平的，平行于第二輸出饋線10和第一開路傳輸線2，第十八微帶、第二十一微帶是縱向的，平行于第三輸出饋線11與第二短路傳輸線3，縱向的第二十四微帶的兩端與橫向的二十三微帶、第二十五微帶的底端連接構(gòu)成向左翻倒狀的U字型，縱向的第二十七微帶的兩端與橫向的二十六微帶、第二十八微帶的底端連接構(gòu)成向右翻倒狀的U字型，上述兩個U字型背對設(shè)置，第二十四微帶與第二十七微帶之間存在耦合間隙，位于第二開路傳輸線4和第四輸出饋線12之間的耦合間隙的的正下方。
[0046]所述雙面覆銅微帶板的同一面上還制作有第一接地短路過孔13、第二接地短路過孔14、第三接地短路過孔15、第四接地短路過孔16，其中第一接地短路過孔與第一輸出饋線頂端連接，第二接地短路過孔與第一短路傳輸線頂端連接，第三接地短路過孔與第二短路傳輸線頂端連接，第四接地短路過孔與第三輸出饋線頂端連接。
[0047]所述第一短路傳輸線1、第二短路傳輸線3、第一開路傳輸線2和第二開路傳輸線4共同構(gòu)成多枝節(jié)線加載匹配網(wǎng)絡(luò)，并且上述四條傳輸線采用的微波傳輸結(jié)構(gòu)包括微帶線、帶狀線、同軸線以及槽線。本實用新型提出的雙工器設(shè)計中的多枝節(jié)線加載匹配網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)圖如圖4所示。
[0048]該匹配網(wǎng)絡(luò)的設(shè)計方法具體如下:
[0049]令f\，f2，f3，f4分別表示第一通道濾波器、第二通道濾波器、第三通道濾波器、第四通道濾波器的通帶中心頻率，令r2 = f2/fv r3 = fjf!, r4 = fVA，所述第一短路傳輸線的(Υ1； θ^、第一開路傳輸線的(γ2，θ2)、第二短路傳輸線的(γ3，θ3)以及第二開路傳輸線的(Υ4，Θ 4)由方程組
[0050]-jY^ot (r3 Θ j) + jY2tan (r3 Θ 2) =0 (1)
[0051]-jY^ot (r4 Θ j) + jY2tan (r4 Θ 2) =0 (2)
[0052]-jY3cot ( Θ 3) +jY4tan ( Θ 4) = 0 (3)
[0053]-jY3cot (r2 Θ 3) +jY4tan (r2 Θ 4) = 0 (4)
[0054]確定，方程組中f1; f2，f3，f4分別表示第一通道濾波器、第二通道濾波器、第三通道濾波器、第四通道濾波器的通帶中心頻率，令r2 = f2/fv r3 = f3/fi, r4 = ?Α/?ν上述Y:、θ !分別為第一短路傳輸線的特征導納和電長度，\、92分別為第一開路傳輸線的特征導納和電長度，Υ3、θ 3分別為第二短路傳輸線的特征導納和電長度，Υ4、Θ 4分別為傳輸線4的特征導納和電長度。
[0055]在該雙頻雙工器中，當通道帶通濾波器5或者通道帶通濾波器6工作時，第二短路傳輸線3和第二開路傳輸線4組成的網(wǎng)絡(luò)均處于開路狀態(tài)，因此通道帶通濾波器7和通道帶通濾波器8不工作；同樣的，當通道帶通濾波器7或者通道帶通濾波器8工作時，第一短路傳輸線1和第一開路傳輸線2組成的網(wǎng)絡(luò)均處于開路狀態(tài)，因此通道帶通濾波器3和通道帶通濾波器4不工作。所以，相比于常用的Τ型接頭匹配網(wǎng)絡(luò)或者其他現(xiàn)有技術(shù)，由傳輸線1、2、3、4組成的多枝節(jié)線加載匹配網(wǎng)絡(luò)可以更好地滿足四通道雙工器的隔離度要求。
[0056]該雙頻雙工器的工作頻率設(shè)計為1.8GHz、2.2GHz、3.5GHz、4.0GHz，根據(jù)公式
(1)-(4)可以得到多枝節(jié)線加載匹配網(wǎng)絡(luò)的設(shè)計參數(shù)為Z: = l/Yl = 32 Ω , Z2 = 1/Υ2 =131 Ω , θ j = θ 2 = 52。，Ζ3 = 1/Υ3 = 40 Ω，Ζ4 = 1/Υ4 = 131 Ω，θ 3 = θ 4 = 61 °，其中 Ζ”θ !分別為傳輸線1的阻抗和電長度，ζ2，Θ 2分別為傳輸線2的阻抗和電長度，Ζ3，Θ 3分別為傳輸線3的阻抗和電長度，Ζ4, Θ 4分別為傳輸線4的阻抗和電長度，Θ 17 Θ 2，Θ 3，04均定義在1.8GHz。
[0057]該雙頻雙工器的仿真數(shù)據(jù)如圖6所示，橫軸表示本雙頻雙工器的信號頻率，縱軸表示幅度，包括插入損耗621和331)的幅度，回波損耗(Sn)的幅度，隔離度(S32)的幅度，其中S21表示portl到port2的插入損耗,S31表示portl到port3的插入損耗,Sn表示portl的回波損耗，S32表示port2和port3之間的隔離度，其相應(yīng)的數(shù)學函數(shù)如下:輸出功率/輸入功率=20*log | S211 (或20*log I S311)，反射功率/入射功率=20*log | Sn |，輸出功率/輸入功率=20*log|S32。
[0058]從圖6可以得出，在四個通帶中，回波損耗|Sn|和S33的絕對值大于17DB，插入損耗S13的絕對值小于2DB。從0 — 3.5Ghz的頻率范圍看，雙工器的隔離度S23的絕對值大于50DB。從1 一5Ghz的頻率范圍看，雙工器的隔離度S23的絕對值大于30DB。滿足二通道、四通道雙工器的隔離度要求。另外，該雙工器的每個通帶兩側(cè)都能產(chǎn)生數(shù)個傳輸零點，大大提高了帶外抑制性。
[0059]本實用新型包括并不僅限于上述給出的實施方案，本領(lǐng)域技術(shù)人員在本實用新型的構(gòu)思下，在不脫離本實用新型原理的前提下，可作出不同的變形和替換，例如將傳輸線改為其他阻抗值或長度值，將示意的四枝節(jié)線加載匹配網(wǎng)絡(luò)改為更多枝節(jié)線加載的匹配網(wǎng)絡(luò)，使用其他傳輸線類型(如帶狀線、同軸線)實現(xiàn)本實用新型提出的結(jié)構(gòu)等，這些變形和替換也屬于本專利保護范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種使用多枝節(jié)線加載匹配網(wǎng)絡(luò)的雙頻雙工器，以印刷電路板的方式制作在雙面履銅微帶板上，其特征在于:所述雙面覆銅微帶板的同一面上分別制作有信號輸入饋線端口portl (19)、信號輸出饋線端口 port2 (20)、信號輸出饋線端口 port3 (21)、第一通道濾波器(5)、第二通道濾波器(6)、第三通道濾波器(7)、第四通道濾波器(8)、第一短路傳輸線(1)、第二短路傳輸線(3)、第一開路傳輸線(2)、第二開路傳輸線(4)、第一輸出饋線(9)、第二輸出饋線(10)、第三輸出饋線(11)、第四輸出饋線(12)，該雙面覆銅微帶板的另一面為覆銅接地板；第一輸出饋線(9)的底端與信號輸出饋線端口 port2(20)的底端垂直連接呈反向L型，第二輸出饋線(10)與信號輸出饋線端口 port2(20)的底端水平連接，同時與第一輸出饋線(9)的底端垂直連接，并且第一輸出饋線(9)與第二輸出饋線(10)構(gòu)成一個輸出饋線網(wǎng)絡(luò)；第三輸出饋線(11)的底端與信號輸出饋線端口 port3(21)的底端垂直連接呈L型，第四輸出饋線(12)與信號輸出饋線端口 port3(21)的底端水平連接，同時與第三輸出饋線(11)的底端垂直連接，并且第三輸出饋線(11)與第四輸出饋線(12)構(gòu)成一個輸出饋線網(wǎng)絡(luò)；第一短路傳輸線(1)與第二短路傳輸線(3)底端連接構(gòu)成U字型，位于第一輸出饋線(9)與第三輸出饋線(11)之間，該U字型的下端中間與饋線端口 portl垂直連接，第一開路傳輸線(2)與第一短路傳輸線(1)垂直連接呈反向L型，第二開路傳輸線(4)與第二短路傳輸線(3)垂直連接呈L型，并且第二輸出饋線(10)、第一開路傳輸線(2)、第二開路傳輸線(4)、第四輸出饋線(12)同時橫向設(shè)置且位于同一水平線上，第二輸出饋線(10)與第一開路傳輸線(2)的一端相鄰存在耦合間隙，第二開路傳輸線(4)與第四輸出饋線(12)的一端相鄰存在耦合間隙；所述第一通道濾波器(5)、第二通道濾波器(6)位于第一輸出饋線(9)與第一短路傳輸線(1)之間，其中第一通道濾波器(5)位于第二輸出饋線(10)和第一開路傳輸線(2)的正上方，第二通道濾波器(6)位于第二輸出饋線(10)和第一開路傳輸線(2)的正下方；所述第三通道濾波器(7)、第四通道濾波器(8)位于第三輸出饋線(11)與第二短路傳輸線(3)之間，其中第三通道濾波器(7)位于第二開路傳輸線(4)與第四輸出饋線(12)的正上方，第四通道濾波器(8)位于第二開路傳輸線(4)與第四輸出饋線(12)的正下方。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種使用多枝節(jié)線加載匹配網(wǎng)絡(luò)的雙頻雙工器，其特征在于:所述雙面覆銅微帶板的同一面上還制作有第五接地短路過孔(17)以及第六接地短路過孔(18)； 所述第一通道濾波器(5)由第一微帶(5-1)、第二微帶(5-2)、第三微帶(5-3)、第四微帶(5-4)、第五微帶(5-5)、第六微帶(5-6)、第七微帶(5-7)、第八微帶(5_8)組成，其中第一微帶、第三微帶、第六微帶、第八微帶是橫向水平的，平行于第二輸出饋線(10)和第一開路傳輸線(2)，第二微帶、第四微帶、第五微帶、第七微帶是縱向的，平行于第一輸出饋線(9)與第一短路傳輸線(1)，橫向的第三微帶的兩端與縱向的第二微帶、第四微帶的頂端連接構(gòu)成倒U字型，橫向的第六微帶的兩端與縱向的第五微帶、第七微帶的頂端連接構(gòu)成倒U字型，第四微帶和第五微帶之間存在耦合間隙，并且第四微帶和第五微帶的底端通過第五接地短路過孔連接，其中第五接地短路過孔位于第二輸出饋線(10)與第一開路傳輸線(2)之間的耦合間隙的正上方，第一微帶與第二微帶的底端垂直連接構(gòu)成反向L型，第八微帶與第七微帶的底端垂直連接構(gòu)成L型； 所述第三通道濾波器(7)由第九微帶(7-1)、第十微帶(7-2)、第十一微帶(7-3)、第十二微帶(7-4)、第十三微帶(7-5)、第十四微帶(7-6)、第十五微帶(7-7)、第十六微帶(7-8)組成，其中第九微帶、第十一微帶、第十四微帶、第十六微帶是橫向水平的，平行于第二開路傳輸線(4)和第四輸出饋線(12)，第十微帶、第十二微帶、第十三微帶、第十五微帶是縱向的，平行于第三輸出饋線(11)與第二短路傳輸線(3)，橫向的第十一微帶的兩端與縱向的第十微帶、第十二微帶的頂端連接構(gòu)成倒U字型，橫向的第十四微帶的兩端與縱向的第十三微帶、第十五微帶的頂端連接構(gòu)成倒U字型，第十二微帶和第十三微帶之間存在耦合間隙，并且第十二微帶和第十三微帶的底端通過第六接地短路過孔連接，其中第六接地短路過孔位于第二開路傳輸線(4)和第四輸出饋線(12)之間的耦合間隙的正上方，第九微帶與第十微帶的底端垂直連接構(gòu)成反向L型，第十六微帶與第十五微帶的底端垂直連接構(gòu)成L型。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種使用多枝節(jié)線加載匹配網(wǎng)絡(luò)的雙頻雙工器，其特征在于:所述第二通道濾波器出)由第十七微帶￠-1)、第十八微帶￠-2)、第十九微帶￠-3)、第二十微帶￠-4)、第二十一微帶￠-5)、第二十二微帶￠-6)組成，其中第十七微帶、第十九微帶、第二十微帶、第二十二微帶是橫向水平的，平行于第二開路傳輸線(4)和第四輸出饋線(12)，第二十四微帶、第二十七微帶是縱向的，平行于第一輸出饋線(9)與第一短路傳輸線(I)，縱向的第十八微帶的兩端與橫向的十七微帶、第十九微帶的底端連接構(gòu)成向左翻倒狀的U字型，縱向的第二十一微帶的兩端與橫向的二十微帶、第二十二微帶的底端連接構(gòu)成向右翻倒狀的U字型，上述兩個U字型背對設(shè)置，第十八微帶與第二十一微帶之間存在耦合間隙，位于第二輸出饋線(10)與第一開路傳輸線(2)之間的耦合間隙的正下方； 所述第四通道濾波器(8)由第二十三微帶(8-1)、第二十四微帶(8-2)、第二十五微帶(8-3)、第二十六微帶(8-4)、第二十七微帶(8-5)、第二十八微帶(8-6)組成，其中第二十三微帶、第二十五微帶、第二十六微帶、第二十八微帶是橫向水平的，平行于第二輸出饋線(10)和第一開路傳輸線(2)，第十八微帶、第二十一微帶是縱向的，平行于第三輸出饋線(11)與第二短路傳輸線(3)，縱向的第二十四微帶的兩端與橫向的二十三微帶、第二十五微帶的底端連接構(gòu)成向左翻倒狀的U字型，縱向的第二十七微帶的兩端與橫向的二十六微帶、第二十八微帶的底端連接構(gòu)成向右翻倒狀的U字型，上述兩個U字型背對設(shè)置，第二十四微帶與第二十七微帶之間存在耦合間隙，位于第二開路傳輸線(4)和第四輸出饋線(12)之間的耦合間隙的的正下方。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種使用多枝節(jié)線加載匹配網(wǎng)絡(luò)的雙頻雙工器，其特征在于:所述第一短路傳輸線(I)、第二短路傳輸線(3)、第一開路傳輸線(2)和第二開路傳輸線(4)共同構(gòu)成多枝節(jié)線加載匹配網(wǎng)絡(luò)，并且上述四條傳輸線采用的微波傳輸結(jié)構(gòu)包括微帶線、帶狀線、同軸線以及槽線。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種使用多枝節(jié)線加載匹配網(wǎng)絡(luò)的雙頻雙工器，其特征在于:所述第一短路傳輸線的(Y1, θ J、第一開路傳輸線的(γ2，θ2)、第二短路傳輸線的(γ3，θ3)以及第二開路傳輸線的(Υ4，θ4)由方程組
-J-Y1Cot Cr3 Θ j) +jY2tan (r3 θ 2) = O
-jYiCot Cr4 Θ j) +jY2tan (r4 Θ 2) = 0
-jY3cot ( Θ 3) + jY4tan ( Θ 4) = 0
-jY3cot (r2 Θ 3) + jY4tan (r2 Θ 4) = 0 確定，方程組中f1; f2，f3，f4分別表示第一通道濾波器、第二通道濾波器、第三通道濾波器、第四通道濾波器的通帶中心頻率，令r2 = fVfp r3 = fVA，r4 = f/fu上述Y1' Q1*別為第一短路傳輸線的特征導納和電長度，Y2> θ2分別為第一開路傳輸線的特征導納和電長度，Υ3、93分別為第二短路傳輸線的特征導納和電長度，Υ4、θ4分別為傳輸線4的特征導納和電長度。
6.根據(jù)權(quán)利要求1至3任一所述的一種使用多枝節(jié)線加載匹配網(wǎng)絡(luò)的雙頻雙工器，其特征在于:所述雙面覆銅微帶板的同一面上還制作有第一接地短路過孔(13)、第二接地短路過孔(14)、第三接地短路過孔(15)、第四接地短路過孔(16)，其中第一接地短路過孔與第一輸出饋線頂端連接，第二接地短路過孔與第一短路傳輸線頂端連接，第三接地短路過孔與第二短路傳輸線頂端連接，第四接地短路過孔與第三輸出饋線頂端連接。
【文檔編號】H01P1/203GK204067530SQ201420404201
【公開日】2014年12月31日 申請日期:2014年7月21日 優(yōu)先權(quán)日:2014年7月21日
【發(fā)明者】陳付昌, 邱捷銘, 胡豪濤, 涂治紅, 褚慶昕 申請人:華南理工大學