[发明专利]应用于超宽带频道和窄带频道的高隔离槽线双工器

说明书

技术领域

    本发明涉及双工器领域，具体是一种应用于超宽带频道和窄带频道的高隔离槽线双工器。

背景技术

微波双工器是一种广泛应用于无线电接收机的重要微波器件，是完成现代多频多服务收发系统共用同一副天线的至关重要的部件，其性能的优劣直接影响到射频前端的工作性能。传统的双工器设计是先分别设计出两个滤波器，再通过一个匹配网络使其相连，匹配网络的存在增大了电路尺寸，不利于小型化。据此，一些学者采用共用谐振器技术来取代匹配网络，这虽然大大减小了电路尺寸，但是这种技术只能运用于窄带系统，而且带宽不易调节。设计一种应用于超宽带系统的紧凑小型化的双工器十分有必要。

发明内容

本发明为了解决现有技术中缺少超宽带频道槽线双工器的问题，提供了一种应用于超宽带频道和窄带频道的高隔离度的槽线双工器，其带宽可独立调节，结构紧凑，电路简单，具有很高的频率选择性。

本发明包括第一滤波器和第二滤波器，第一滤波器和第二滤波器共用一介质基板，均采用开槽线结构和微带线结构，开槽线结构位于介质基板的下层，微带线结构位于介质基板的上层；

第一滤波器的开槽线结构为U型开槽线谐振器；微带线结构包括：第一馈线、第二馈线、第一开路枝节、第二开路枝节，其中第一馈线采用T型形状，为第一滤波器和第二滤波器的公共馈线，第一开路枝节连接在第一馈线T型头的一端并与其垂直，第二开路枝节连接在第二馈线的一端并与其垂直，两开路枝节分别与U型开槽线谐振器的两臂平行，两开路枝节水平方向上的间距可调节，记为g₁；

第二滤波器的开槽线结构为多模开槽线谐振器，微带线结构包括：第一馈线、第三馈线、第一短路枝节、第二短路枝节，其中第一短路枝节连接在第一馈线T型头的另一端，并与之垂直，第二短路枝节连接在第三馈线的一端并与之垂直；多模开槽线谐振器采用U型结构，其内部中间位置加载有开槽线枝节，开槽线枝节的长度可调节，记为l₅。

所述第一滤波器为三阶滤波器，U型开槽线谐振器长度为超宽带频道中心频率对应波长的二分之一，第一开路枝节和第二开路枝节均为四分之一波长谐振器。

所述的第二滤波器中U型开槽线谐振器为窄带频道中心频率对应波长的二分之一。

所述的介质基板为PCB板，包括介质基片以及包覆介质基片的上金属贴片和下金属贴片，微带线结构形成于上金属贴片，开槽线结构为下金属贴片刻蚀而成。

所述的第一短路枝节上设有第一接地通孔，第二短路枝节上设有第二接地通孔。

    本发明有益效果在于：

1、双工器的两个频道带宽可以独立进行调节。第一滤波器的带宽通过U型开槽线谐振器、第一开路枝节和第二开路枝节之间的耦合控制，通过调整其间距g₁可以控制其带宽；第二滤波器的谐振模式可以通过加载枝节长度来控制，因而通过调整l₅的大小可以调节其带宽，二者可以独立调节。

2、具有高隔离度和高选择性。所述双工器在两个通带边缘及通带之间有多个传输零点，使得双工器具有很高的隔离度和频率选择性。第一馈线和第二馈线之间的源-负载耦合可以在超宽带频带的下边缘产生一个传输零点；第一馈线和第三馈线之间的源-负载耦合可以在上阻带产生传输零点加深阻带；第一滤波器和第二滤波器相互之间的加载效应会产生多个传输零点，提高两个通道之间的隔离度。

3、结构简单紧凑，电路简单，易于加工。

附图说明

图1是单层印刷电路板的示意图。

图2是双工器示意图。

图3是双工器上层电路示意图。

图4是双工器下层电路示意图。

图5是双工器散射参数的仿真与测试结果。

图6是双工器的隔离度仿真与测试结果。

图7是双工器超宽带频道的群时延仿真与测试结果。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步说明。

本发明采用相对介电常数为2.2，厚度为0.508mm的PCB板作为基板，也可以采用其他规格的PCB板作为基板。如图1所示，在PCB板的介质基片12的上、下表面分别包覆有上金属贴片13和下金属贴片14。下文中所述的上层微带线结构形成于介质基片的上层，开槽线结构是将下金属贴片14刻蚀后形成的。