[发明专利]集成了双频带通滤波器的功率分配器

说明书

技术领域

本发明涉及一种具有滤波功能的功率分配器，特别涉及一种基于集成了双频带通滤波器的功率分配器，可应用于射频前端电路的带滤波功能的功率分配器。

背景技术

功率分配器是微波电路中一个基础的部分，因为其有分离和组合信号的功能，所以几乎在所有天线阵列和平衡电路中都要用到。因为可以分离出需要的频带，带通滤波器是无线通信系统中另一种不可缺少的器件。功率分配器和带通滤波器这两种器件在许多微波系统中同时存在。

在过去的几十年，有大量关于功率分配器的研究。研究的焦点在于拓宽频带，减小面积，双频响应以及谐波抑制。

另一方面，带通滤波器也是无源电路设计中重要的研究领域。单通带和多通带滤波器是两个不同的研究方向。一方面，超宽带，谐波抑制以及可调滤波器是单通带带通滤波器设计要着重考虑的。另一方面，阶梯阻抗滤波器广泛应用于多通带带通滤波器的设计。最近，又有研究表明多频响应可由开路支节加载到谐振器中心位置得到。

在很多的系统中，功率分配器以及滤波器通常需要连接在一起以实现分离和滤除信号的功能。然而，所有上面提到的功率分配器以及滤波器的研究都只是注重他们本身的特性，很少有考虑两者结合的可能性，传统的系统中通常应用离散器件实现这两个功能。但是，用离散器件会使得模块的尺寸很大。因此，为了减小尺寸，双功能器件是有需求的。同时具有分离功率信号以及频率选择功能的双功能器件已经有一些学者研究过。在K. J. Song, and Q. Xue, “Novel Ultra-Wideband (UWB) Multilayer Slotline Power Divider With Bandpass Response,” IEEE Microw. Wireless Compon. Lett., vol. 20, no. 1, pp. 13-15, Jan, 2010.中，作者完成了一个具有带通响应的超宽带功率分配器。多层微带开槽线耦合用于分离信号以及阻隔无用频率带。此外，一种兼具带通响应和谐波抑制的威尔金森功率分配器设计在文献P. Cheong, K. Lai, and K. Tam, “Compact Wilkinson Power Divider with Simultaneous Bandpass Response and Harmonic Suppression,” in 2010 IEEE MTT-S International Microwave Symposium Digest, Snaheim, USA, 2010.中被提出，在这个设计中，交叉指阶梯阻抗耦合线被用于实现所需功能。另外，在文献X. Y. Tang, and K. Mouthaan, “Filter Integrated Wilkinson Power Dividers,” Microwave and Optical Technology Letters, vol. 52, no. 12, pp. 2830-2833, Dec, 2010.中提到，Π-型传输线可以被集成到功率分配器中，然而，文章中只是提出可以用Π-型传输线而不是真正的滤波器用于实现特性。到目前为止，尚未出现真正滤波器集成到功率分配器中的器件，尤其是有双频带通特性的集成了滤波器功能的功率分配器，为了填补这一空白，本发明提出了一种新型的集成了双频带通滤波器的功率分配器。

发明内容

在本发明中，提出了一种新型的集成了双频带通滤波器的功率分配器。本设计中，滤波器用作阻抗转换器以代替传统的四分之一波长传输线。电阻，电容或电感作为隔离元件连接于两个滤波器的开路端以得到良好的隔离效果。因为隔离元件摆放的特殊位置，所提出的结构有较小的尺寸和增强的电路集成度。因为功率分配器中集成了双频带通滤波器，所以可以同时实现功率分配和频率选择的功能。

为实现本发明目的，本发明所采用的技术方案如下：

集成了双频带通滤波器的功率分配器。包括上层微带结构、隔离元件、中间层介质基板和下层接地金属板，上层微带结构和隔离元件附着在中间层介质板上表面，中间层介质板下表面为接地金属；其特征在于：上层微带结构包括两个支节线中心加载带通滤波器，两个支节线中心加载带通滤波器结构相同，排布成上下对称的结构，两个支节线中心加载带通滤波器共用一个输入端口作为集成了双频带通滤波器的功率分配器的输入端口,两个支节线中心加载带通滤波器的输出端口作为集成了双频带通滤波器的功率分配器的两个输出端口。