本發(fā)明涉及一種具有傳輸零特性的雙頻功分器，屬于電磁場(chǎng)與微波技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

在無線通訊系統(tǒng)中，功分器作為射頻微波功率放大器的一種關(guān)鍵的射頻器件，其性能的優(yōu)劣決定著整個(gè)系統(tǒng)通訊質(zhì)量的好壞，也會(huì)在一定程度上制約無線通訊系統(tǒng)的發(fā)展。因此，高性能的功分器研究一直以來都是一個(gè)研究重點(diǎn)。傳統(tǒng)的功分器只能工作在單一頻率和其奇次諧波處。隨著雙頻與多頻通信系統(tǒng)的發(fā)展，單一頻率的微波器件已經(jīng)無法滿足社會(huì)的需求，于是雙頻甚至多頻功分器應(yīng)運(yùn)而生。

近年來，雙頻功分器的文獻(xiàn)層出不窮，然而其中許多雙頻功分器由于輸出端口相位不匹配，致使輸出端口間隔離度差，而且兩個(gè)通帶的特性比較不理想?，F(xiàn)有許多結(jié)構(gòu)的雙頻功分器帶外抑制特性比較差，而有些帶有濾波特性的雙頻功分器，雖然具有明顯的通帶選擇特性，然而由于其插損比較大，而且結(jié)構(gòu)過于復(fù)雜，無法滿足那些對(duì)于通帶特性要求比較嚴(yán)格的雙頻帶通訊系統(tǒng)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種具有傳輸零特性的雙頻功分器，該雙頻功分器不僅帶內(nèi)插損小，而且還有較好帶外抑制能力，并且制作簡(jiǎn)單，易于實(shí)現(xiàn)，加工成本也比較低，適于批量加工生產(chǎn)。

本發(fā)明為了解決上述技術(shù)問題采用以下技術(shù)方案：本發(fā)明設(shè)計(jì)了一種具有傳輸零特性的雙頻功分器，包括介質(zhì)基板(1)、金屬接地層(2)、輸入微帶傳輸線(3)、兩條第一微帶傳輸線(4)、兩條第二微帶傳輸線(5)、兩條輸出微帶傳輸線(6)、開路支節(jié)(7)、兩條短路支節(jié)(8)和隔離電阻(9)；其中，金屬接地層(2)設(shè)置于介質(zhì)基板(1)的背面；輸入微帶傳輸線(3)沿直線印制于介質(zhì)基板(1)的正面上，輸入微帶傳輸線(3)的其中一端為雙頻功分器的輸入端；兩條第一微帶傳輸線(4)分別印制于介質(zhì)基板(1)的正面上，各條第一微帶傳輸線(4)的其中一端均與輸入微帶傳輸線(3)的另一端相連，兩條第一微帶傳輸線(4)分別位于輸入微帶傳輸線(3)所在直線的兩側(cè)，且兩條第一微帶傳輸線(4)相對(duì)輸入微帶傳輸線(3)所在直線呈軸對(duì)稱，隔離電阻(9)設(shè)置于介質(zhì)基板(1)的正面上，且隔離電阻(9)的兩端分別與各條第一微帶傳輸線(4)的另一端相連接，兩條第一微帶傳輸線(4)與隔離電阻(9)構(gòu)成閉合區(qū)域；兩條第二微帶傳輸線(5)分別印制于介質(zhì)基板(1)的正面上，兩條第二微帶傳輸線(5)分別與兩條第一微帶傳輸線(4)一一對(duì)應(yīng)，各條第二微帶傳輸線(5)的其中一端分別與對(duì)應(yīng)第一微帶傳輸線(4)的另一端相連接，兩條第二微帶傳輸線(5)分別位于輸入微帶傳輸線(3)所在直線的兩側(cè)，且兩條第二微帶傳輸線(5)相對(duì)輸入微帶傳輸線(3)所在直線呈軸對(duì)稱；兩條輸出微帶傳輸線(6)分別與兩條第二微帶傳輸線(5)一一對(duì)應(yīng)，各條輸出微帶傳輸線(6)的其中一端分別與對(duì)應(yīng)第二微帶傳輸線(5)的另一端相連接，兩條輸出微帶傳輸線(6)分別位于輸入微帶傳輸線(3)所在直線的兩側(cè)，且兩條輸出微帶傳輸線(6)相對(duì)輸入微帶傳輸線(3)所在直線呈軸對(duì)稱，兩條輸出微帶傳輸線(6)的另一端分別為雙頻功分器的兩個(gè)輸出端；開路支節(jié)(7)印制于介質(zhì)基板(1)的正面上，且開路支節(jié)(7)位于由兩條第一微帶傳輸線(4)和隔離電阻(9)所構(gòu)成的閉合區(qū)域中，開路支節(jié)(7)的其中一端與輸入微帶傳輸線(3)的另一端相連，開路支節(jié)(7)的兩端之間呈非閉合形狀設(shè)置；兩條短路支節(jié)(8)分別印制于介質(zhì)基板(1)的正面上，各條短路支節(jié)(8)的其中一端均與輸入微帶傳輸線(3)的另一端相連，兩條短路支節(jié)(8)分別位于由兩條第一微帶傳輸線(4)和隔離電阻(9)所構(gòu)成閉合區(qū)域的兩側(cè)，各條短路支節(jié)(8)上的兩端之間呈非閉合形狀設(shè)置，且兩條短路支節(jié)(8)相對(duì)輸入微帶傳輸線(3)所在直線呈軸對(duì)稱，介質(zhì)基板(1)上分別對(duì)應(yīng)各條短路支節(jié)(8)另一端的位置，分別設(shè)置貫穿介質(zhì)基板(1)上下面的通孔，各條短路支節(jié)(8)的另一端分別穿過其所在介質(zhì)基板(1)上位置處的通孔、并與金屬接地層(2)相連接。

作為本發(fā)明的一種優(yōu)選技術(shù)方案：所述開路支節(jié)(7)的設(shè)置呈s形走線、非閉合環(huán)形走線，以及非閉合、且具有彎折拐角走線或非閉合、且不含彎折拐角走線中的任意一種。

作為本發(fā)明的一種優(yōu)選技術(shù)方案：所述各條短路支節(jié)(8)的設(shè)置均呈s形走線、非閉合環(huán)形走線，以及非閉合、且具有彎折拐角走線或非閉合、且不含彎折拐角走線中的任意一種。

作為本發(fā)明的一種優(yōu)選技術(shù)方案：所述各條短路支節(jié)(8)的設(shè)置均呈非閉合、且具有彎折拐角走線，其中，短路支節(jié)(8)的其中一端與輸入微帶傳輸線(3)的另一端相連，短路支節(jié)(8)自該端起，首先與所述輸入微帶傳輸線(3)上指向輸入端的方向呈45度角，接著，短路支節(jié)(8)沿垂直于輸入微帶傳輸線(3)所在直線、并背向輸入微帶傳輸線(3)的方向布置，然后依次通過三個(gè)向著由兩條第一微帶傳輸線(4)和隔離電阻(9)所構(gòu)成閉合區(qū)域的彎折拐角進(jìn)行布置，且各個(gè)彎折拐角的角度呈90度角。

作為本發(fā)明的一種優(yōu)選技術(shù)方案：所述各條短路支節(jié)(8)的長(zhǎng)度均為雙頻功分器對(duì)應(yīng)中心頻率時(shí)的二分之一波長(zhǎng)。

作為本發(fā)明的一種優(yōu)選技術(shù)方案：所述開路支節(jié)(7)的長(zhǎng)度為雙頻功分器對(duì)應(yīng)中心頻率時(shí)的四分之一波長(zhǎng)。

本發(fā)明所述一種具有傳輸零特性的雙頻功分器采用以上技術(shù)方案與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下技術(shù)效果：本發(fā)明設(shè)計(jì)的一種具有傳輸零特性的雙頻功分器，在通帶內(nèi)插損較小，帶外抑制較好，具有明顯的通帶特性；相比通過加入濾波特性的雙頻功分器，該雙頻功分器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，易于實(shí)現(xiàn)，而且?guī)?nèi)插損也??；并且所設(shè)計(jì)在要求雙頻功分器具有很好的通帶特性的條件下，通過該方法所實(shí)現(xiàn)帶有傳輸零特性的雙頻功分器具有較高的現(xiàn)實(shí)應(yīng)用價(jià)值。

附圖說明

圖1是本發(fā)明所設(shè)計(jì)一種具有傳輸零特性的雙頻功分器的俯視結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是本發(fā)明所設(shè)計(jì)一種具有傳輸零特性的雙頻功分器的側(cè)視結(jié)構(gòu)示意圖。

其中，1.介質(zhì)基板，2.金屬接地層，3.輸入微帶傳輸線，4.第一微帶傳輸線，5.第二微帶傳輸線，6.輸出微帶傳輸線，7.開路支節(jié)，8.短路支節(jié)，9.隔離電阻。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合說明書附圖對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施方式作進(jìn)一步詳細(xì)的說明。

針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明通過思考加入一個(gè)短路的支節(jié)可以產(chǎn)生諧振點(diǎn)這個(gè)思路，來改善帶外抑制特性這個(gè)方法，由此設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)一個(gè)具有傳輸零特性的雙頻功分器。

如圖1和圖2所示，本發(fā)明所設(shè)計(jì)一種具有傳輸零特性的雙頻功分器，包括介質(zhì)基板(1)、金屬接地層(2)、輸入微帶傳輸線(3)、兩條第一微帶傳輸線(4)、兩條第二微帶傳輸線(5)、兩條輸出微帶傳輸線(6)、開路支節(jié)(7)、兩條短路支節(jié)(8)和隔離電阻(9)；其中，金屬接地層(2)設(shè)置于介質(zhì)基板(1)的背面。

實(shí)際應(yīng)用中，針對(duì)輸入微帶傳輸線(3)，設(shè)計(jì)采用特性阻抗為50歐姆的微帶傳輸線，將輸入微帶傳輸線(3)沿直線印制于介質(zhì)基板(1)的正面上，輸入微帶傳輸線(3)的其中一端為雙頻功分器的輸入端；兩條第一微帶傳輸線(4)分別印制于介質(zhì)基板(1)的正面上，各條第一微帶傳輸線(4)的其中一端均與輸入微帶傳輸線(3)的另一端相連，兩條第一微帶傳輸線(4)分別位于輸入微帶傳輸線(3)所在直線的兩側(cè)，且兩條第一微帶傳輸線(4)相對(duì)輸入微帶傳輸線(3)所在直線呈軸對(duì)稱；針對(duì)隔離電阻(9)，實(shí)際應(yīng)用中，具體設(shè)計(jì)采用采用0805封裝的貼片電阻；隔離電阻(9)設(shè)置于介質(zhì)基板(1)的正面上，且隔離電阻(9)的兩端分別與各條第一微帶傳輸線(4)的另一端相連接，兩條第一微帶傳輸線(4)與隔離電阻(9)構(gòu)成閉合區(qū)域；兩條第二微帶傳輸線(5)分別印制于介質(zhì)基板(1)的正面上，兩條第二微帶傳輸線(5)分別與兩條第一微帶傳輸線(4)一一對(duì)應(yīng)，各條第二微帶傳輸線(5)的其中一端分別與對(duì)應(yīng)第一微帶傳輸線(4)的另一端相連接，兩條第二微帶傳輸線(5)分別位于輸入微帶傳輸線(3)所在直線的兩側(cè)，且兩條第二微帶傳輸線(5)相對(duì)輸入微帶傳輸線(3)所在直線呈軸對(duì)稱；針對(duì)輸出微帶傳輸線(6)，同樣設(shè)計(jì)采用特性阻抗為50歐姆的微帶傳輸線；兩條輸出微帶傳輸線(6)分別與兩條第二微帶傳輸線(5)一一對(duì)應(yīng)，各條輸出微帶傳輸線(6)的其中一端分別與對(duì)應(yīng)第二微帶傳輸線(5)的另一端相連接，兩條輸出微帶傳輸線(6)分別位于輸入微帶傳輸線(3)所在直線的兩側(cè)，且兩條輸出微帶傳輸線(6)相對(duì)輸入微帶傳輸線(3)所在直線呈軸對(duì)稱，兩條輸出微帶傳輸線(6)的另一端分別為雙頻功分器的兩個(gè)輸出端；如此設(shè)計(jì)的雙頻功分器，不僅插入損耗小，而且由于加入的傳輸零，使得兩個(gè)頻帶的帶外抑制比較優(yōu)越，具有很好的通帶選擇特性，相比于有具有濾波特性的功分器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、插入損耗小、易于加工與實(shí)現(xiàn)。

針對(duì)開路支節(jié)(7)的特性阻抗設(shè)計(jì)為50.8歐姆，開路支節(jié)(7)印制于介質(zhì)基板(1)的正面上，且開路支節(jié)(7)位于由兩條第一微帶傳輸線(4)和隔離電阻(9)所構(gòu)成的閉合區(qū)域中，開路支節(jié)(7)的其中一端與輸入微帶傳輸線(3)的另一端相連，開路支節(jié)(7)的兩端之間呈非閉合形狀設(shè)置，具體的，開路支節(jié)(7)的設(shè)置呈s形走線、非閉合環(huán)形走線，以及非閉合、且具有彎折拐角走線或非閉合、且不含彎折拐角走線中的任意一種，且開路支節(jié)(7)的長(zhǎng)度為雙頻功分器對(duì)應(yīng)中心頻率時(shí)的四分之一波長(zhǎng)；各條短路支節(jié)(8)均設(shè)計(jì)特性阻抗為69歐姆，兩條短路支節(jié)(8)分別印制于介質(zhì)基板(1)的正面上，各條短路支節(jié)(8)的其中一端均與輸入微帶傳輸線(3)的另一端相連，兩條短路支節(jié)(8)分別位于由兩條第一微帶傳輸線(4)和隔離電阻(9)所構(gòu)成閉合區(qū)域的兩側(cè)，各條短路支節(jié)(8)上的兩端之間呈非閉合形狀設(shè)置，且兩條短路支節(jié)(8)相對(duì)輸入微帶傳輸線(3)所在直線呈軸對(duì)稱，介質(zhì)基板(1)上分別對(duì)應(yīng)各條短路支節(jié)(8)另一端的位置，分別設(shè)置貫穿介質(zhì)基板(1)上下面的通孔，各條短路支節(jié)(8)的另一端分別穿過其所在介質(zhì)基板(1)上位置處的通孔、并與金屬接地層(2)相連接；具體的，各條短路支節(jié)(8)的設(shè)置均呈s形走線、非閉合環(huán)形走線，以及非閉合、且具有彎折拐角走線或非閉合、且不含彎折拐角走線中的任意一種，實(shí)際應(yīng)用中，若各條短路支節(jié)(8)的設(shè)置均呈非閉合、且具有彎折拐角走線，則短路支節(jié)(8)的其中一端與輸入微帶傳輸線(3)的另一端相連，短路支節(jié)(8)自該端起，首先與所述輸入微帶傳輸線(3)上指向輸入端的方向呈45度角，接著，短路支節(jié)(8)沿垂直于輸入微帶傳輸線(3)所在直線、并背向輸入微帶傳輸線(3)的方向布置，然后依次通過三個(gè)向著由兩條第一微帶傳輸線(4)和隔離電阻(9)所構(gòu)成閉合區(qū)域的彎折拐角進(jìn)行布置，且各個(gè)彎折拐角的角度呈90度角，并且在實(shí)際應(yīng)用中，針對(duì)各條短路支節(jié)(8)的長(zhǎng)度均為雙頻功分器對(duì)應(yīng)中心頻率時(shí)的二分之一波長(zhǎng)。如此，如圖1所示，本發(fā)明針對(duì)開路支節(jié)(7)走線時(shí)按照彎折90度角進(jìn)行處理，以及針對(duì)短路支節(jié)(8)進(jìn)行彎折處理，這樣可以大大減少雙頻功分器的面積，以實(shí)現(xiàn)雙頻功分器結(jié)構(gòu)的小型化。

如此設(shè)計(jì)帶有傳輸零特性的雙頻功分器，其中的短路支節(jié)(8)本質(zhì)上就是一個(gè)能夠產(chǎn)生周期性諧振的諧振器，該諧振器可以產(chǎn)生周期性的諧振點(diǎn)，可以通過調(diào)整諧振的長(zhǎng)度來讓諧振器在雙頻功分器的兩個(gè)通帶外產(chǎn)生諧振點(diǎn)，以達(dá)到雙頻功分器帶外抑制的特性，致使有傳輸零產(chǎn)生。對(duì)于短路支節(jié)(8)的周期應(yīng)當(dāng)以雙頻功分器的中心頻率為周期，也就是說短路支節(jié)(8)的長(zhǎng)度為所設(shè)定的雙頻功分器的中心頻率時(shí)的二分之一波長(zhǎng)。當(dāng)從a端輸入信號(hào)的頻率等于諧振器的頻率時(shí)，此時(shí)輸入端短路，信號(hào)無法到達(dá)輸出端，致使雙頻功分器產(chǎn)生傳輸零特性。正是由于在雙頻功分器兩個(gè)通帶外產(chǎn)生了傳輸零，所以使得雙頻功分器的帶外抑制大大改善，而且并不會(huì)增加帶內(nèi)的插損。

在制造上，本發(fā)明所設(shè)計(jì)具有傳輸零特性的雙頻功分器的制造工藝可以采用微電子工藝、激光工藝或者印刷電路工藝。其中，對(duì)于介質(zhì)基板(1)來說，可以采用介電常數(shù)為3.55，介質(zhì)層厚度為0.5mm的雙面敷銅板(rogersro4003)，實(shí)際應(yīng)用中，基于上述設(shè)計(jì)技術(shù)方案，構(gòu)造出了一款頻率為900mhz和2.45ghz的雙頻功分器，也就是說此時(shí)的雙頻功分器的中心頻率為1.67ghz；此時(shí)50歐姆特性的輸入微帶傳輸線(3)和兩條輸出微帶傳輸線(6)的線寬為1.1mm，長(zhǎng)度可以任意，但是考慮方便焊接sma接頭，長(zhǎng)度為6毫米左右為宜；對(duì)于兩條第一微帶傳輸線(4)來說，選用特性阻抗為34歐姆的微帶傳輸線，電長(zhǎng)度為四分之一波長(zhǎng)，此時(shí)的線寬為0.5mm，長(zhǎng)度為27.8mm；對(duì)于兩條第二微帶傳輸線(5)，選用特性阻抗為78.7歐姆的微帶傳輸線，電長(zhǎng)度為四分之一波長(zhǎng)，此時(shí)的線寬為2.0mm，長(zhǎng)度為26.2mm；兩條短路支節(jié)(8)，選用特性阻抗為69歐姆，電長(zhǎng)度分別為二分之一波長(zhǎng)，此時(shí)的線寬為0.6mm，長(zhǎng)度為57.6mm；開路支節(jié)(7)選用特性阻抗為50.8歐姆，電長(zhǎng)度為四分之一波長(zhǎng)，此時(shí)的線寬為1.1mm，長(zhǎng)度為27mm；對(duì)于隔離電阻(9)采用0805封裝的阻值為68歐姆的貼片電阻。

如此所設(shè)計(jì)獲得具有傳輸零特性的雙頻功分器，在通帶內(nèi)插損較小，帶外抑制較好，具有明顯的通帶特性；相比通過加入濾波特性的雙頻功分器，該雙頻功分器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，易于實(shí)現(xiàn)，而且?guī)?nèi)插損也??；并且所設(shè)計(jì)在要求雙頻功分器具有很好的通帶特性的條件下，通過該方法所實(shí)現(xiàn)帶有傳輸零特性的雙頻功分器具有較高的現(xiàn)實(shí)應(yīng)用價(jià)值。

上面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的實(shí)施方式作了詳細(xì)說明，但是本發(fā)明并不限于上述實(shí)施方式，在本領(lǐng)域普通技術(shù)人員所具備的知識(shí)范圍內(nèi)，還可以在不脫離本發(fā)明宗旨的前提下做出各種變化。