本發(fā)明屬于微波毫米波器件技術(shù)領(lǐng)域,尤其涉及微波毫米波器件中的雙工器。
背景技術(shù):
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雙工器在移動(dòng)通信,雷達(dá)等領(lǐng)域取得了廣闊的發(fā)展。雙工器經(jīng)常與天線配套使用,其作用是將兩路頻率不同的信號(hào)從一個(gè)端口分離到兩個(gè)端口,或是將這兩路信號(hào)從兩個(gè)端口合成到一個(gè)公共端口。已有的雙工器結(jié)構(gòu)復(fù)雜,價(jià)格高。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:
本發(fā)明的目的是提出一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,價(jià)格低的微帶與基片集成波導(dǎo)混合結(jié)構(gòu)的雙工器。
本發(fā)明的技術(shù)方案是:
包括輸入匹配網(wǎng)絡(luò)11,微帶低通網(wǎng)絡(luò)12,基片集成波導(dǎo)高通網(wǎng)絡(luò)13,輸入匹配網(wǎng)絡(luò)11為T字形,T字形的左右兩邊枝節(jié)分別與基片集成波導(dǎo)高通網(wǎng)絡(luò)13、微帶低通網(wǎng)絡(luò)12相連,T字形的下端為雙工器的輸入端口,微帶低通網(wǎng)絡(luò)12由橫向串聯(lián)的第1-n高阻線121、在高阻線連接點(diǎn)縱向依次并聯(lián)的第1-(n-1)開(kāi)路枝節(jié)122,與第n高阻線121連接的第一輸出端口123構(gòu)成,其中n大于或等于2,開(kāi)路枝節(jié)122的數(shù)量比高阻線121的數(shù)量小1,基片集成波導(dǎo)高通網(wǎng)絡(luò)13由位于基片上下表面的長(zhǎng)方形的波導(dǎo)表層金屬131)兩排金屬化通孔陣列132,左右梯形過(guò)渡線133,與左梯形過(guò)渡線連接的第二輸出端口134,和兩波導(dǎo)表層金屬131之間的介質(zhì)層2共同構(gòu)成,兩排金屬化通孔陣列132貫穿介質(zhì)層2位于波導(dǎo)表層金屬131上下兩長(zhǎng)邊的內(nèi)側(cè),右梯形過(guò)渡線與輸入匹配網(wǎng)絡(luò)11的左邊枝節(jié)連接。
雙工器的種類可以分為腔體雙工器,介質(zhì)雙工器和微帶雙工器等。微帶雙工器制作在電路板上,工藝簡(jiǎn)單,價(jià)格低廉,尺寸也比腔體雙工器小得多。基片集成波導(dǎo)技術(shù)同時(shí)具有金屬波導(dǎo)大功率高品質(zhì)因數(shù)的優(yōu)點(diǎn),和微帶線的尺寸小的優(yōu)點(diǎn),越來(lái)越多地受到人們的關(guān)注,目前已大量應(yīng)用于天線、濾波器等無(wú)源器件的制作中。簡(jiǎn)單的基片集成波導(dǎo)通金屬波導(dǎo)一樣,具有高通的特性,因此可以用來(lái)制作雙工器的高通網(wǎng)絡(luò),這樣做,可以使雙工器的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,便于設(shè)計(jì)。
本發(fā)明技術(shù)方案的原理是:
信號(hào)由T字形的輸入匹配網(wǎng)絡(luò)11進(jìn)入,T字形的兩邊分別與微帶低通網(wǎng)絡(luò)12,基片集成波導(dǎo)高通網(wǎng)絡(luò)13,通過(guò)改變這兩條邊的長(zhǎng)度和寬度可以對(duì)兩個(gè)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行匹配。微帶低通網(wǎng)絡(luò)的高阻線121能等效為電感,具有低通的特性,而開(kāi)路枝節(jié)122能在阻帶產(chǎn)生零點(diǎn),增加低通濾波器的帶外抑制水平,通過(guò)合理的設(shè)計(jì),可以使該低通網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)生廣義切比雪夫低通響應(yīng)。基片集成波導(dǎo)高通網(wǎng)絡(luò)13中的梯形過(guò)渡線133用于微帶到基片集成波導(dǎo)的過(guò)渡。基片集成波導(dǎo)本身具有高通的特性,其截止頻率與基片集成波導(dǎo)的寬度,基片的相對(duì)介電常數(shù)有關(guān),而其帶外抑制,受基片集成波導(dǎo)長(zhǎng)度的控制,長(zhǎng)度越長(zhǎng),帶外抑制越好。
本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)和有益效果:
(1)本發(fā)明加工周期短,生產(chǎn)成本低,電性能穩(wěn)定,適合批量生產(chǎn);
(2)本發(fā)明的高通網(wǎng)絡(luò)由基片集成波導(dǎo)直接構(gòu)成,結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,設(shè)計(jì)方便。
附圖說(shuō)明:
圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)圖。
圖2為本發(fā)明仿真的頻率響應(yīng)曲線圖。
具體實(shí)施方式:
下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步說(shuō)明:如圖1所示,微帶與基片集成波導(dǎo)混合結(jié)構(gòu)的雙工器,包括輸入匹配網(wǎng)絡(luò)11,微帶低通網(wǎng)絡(luò)12,基片集成波導(dǎo)高通網(wǎng)絡(luò)13,輸入匹配網(wǎng)絡(luò)為T字形,T字形的左右兩邊枝節(jié)分別與基片集成波導(dǎo)高通網(wǎng)絡(luò)13、微帶低通網(wǎng)絡(luò)12相連,下端為雙工器的輸入端口,微帶低通網(wǎng)絡(luò)12由橫向的高阻線121與縱向的開(kāi)路枝節(jié)122依次相連,最后連接到第一輸出端口123構(gòu)成,其中高阻線121的數(shù)量為4,開(kāi)路枝節(jié)122的數(shù)量為3,基片集成波導(dǎo)高通網(wǎng)絡(luò)13由位于基片上下的長(zhǎng)方形的波導(dǎo)表層金屬131,兩排金屬化通孔陣列132,梯形過(guò)渡線133,第二輸出端口134,和介質(zhì)層2共同構(gòu)成,兩排金屬化通孔陣列132貫穿介質(zhì)層2,位于波導(dǎo)表層金屬131長(zhǎng)邊的兩側(cè)。圖2是該雙工器的頻率響應(yīng)曲線,雙工器的兩個(gè)通道的工作頻率分別為4-6GHz,8-10GHz,插入損耗小于1.5dB,通帶內(nèi)的回波損耗大于10dB,兩個(gè)通道之間的隔離度大于35dB。