[发明专利]基于半模基片集成波导的混合电磁耦合双工器

说明书

本发明公开了一种基于半模基片集成波导的混合电磁耦合双工器。该双工器包括：介质基板，设置于介质基板下表面的金属接地层，设置于介质基板上表面的上金属层，该上金属层包括第一～第三端口分别为输入端口、低频段分支滤波器输出端口、高频段分支滤波器输出端口；所述介质基板的上金属层设置低通带滤波器和高通带滤波器，且二者并联形成混合电磁耦合双工器；每一分支滤波器由一个半模结构连接一对对称的开路枝节线，每一对开路枝节线的末端均为平行的开路耦合线；低通带滤波器和高通带滤波器之间设置一列金属化通孔，该列金属化通孔等间距分布且贯穿介质基板。本发明具有尺寸小、集成度高、隔离度好、结构简单，易于实现的特点。

技术领域

本发明涉及混合电磁耦合双工器技术领域，具体是一种基于半模基片集成波导(HMSIW)的混合电磁耦合双工器。

背景技术

无线通信是信息传播的载体，电磁波作为信息在空间中传输的媒介，其出现使得人们摆脱了导线的限制，是人类社会史上的一次重大的飞跃。随着生产力水平的不断提高，人类对通信系统的技术要求也与日俱增。双工器是在滤波器的基础上发展起来的，简单地说双工器就是一种专门为解决收发共用一副天线时设计的一种无源微波器件。

双工器一般分为两种类型：收发开关和频段双工器。收发开关主要用于时分复用的雷达系统中，在发射脉冲时天线接通发射机，断开接收机；发射脉冲完成后，天线接通接收机，断开发射机。频段双工器是将不同频段的信号借助同一副天线分别进行发射和接收，它在雷达和通信技术中可以提高可靠性，对提高抗干扰性和保密程度来说，作用更加突出，因此频段双工器拥有更为广泛的应用范围，可用于微波中继通信、卫星通信、微波测量等。但是，现有双工器普遍存在阻带谐波抑制能力差，尺寸大、集成度低的缺点。

发明内容

本发明的目的在于提供一种集成度高、体积小、隔离度高、结构简单、便于实现的用于隔离收发信号的双工器。

实现本发明目的的技术解决方案为：一种基于半模基片集成波导的混合电磁耦合双工器，包括介质基板，设置于介质基板下表面的金属接地层，设置于介质基板上表面的上金属层，该上金属层包括第一端口、第二端口和第三端口，其中第一端口为输入端口，第二端口为低频段分支滤波器输出端口，第三端口为高频段分支滤波器输出端口；

所述介质基板的上金属层设置低通带滤波器和高通带滤波器，且二者并联形成混合电磁耦合双工器；所述上金属层设置由第一开路枝节线和第二开路枝节线加载而成的半模基片集成波导结构，低通带滤波器包括一个半模结构连接一对对称的第一开路枝节线，高通带滤波器包括一个半模结构连接一对对称的第二开路枝节线，每一对开路枝节线的末端均为平行的开路耦合线，该第一开路枝节线和第二开路枝节线共用一个对称轴，且该对称轴平行于开路耦合线；低通带滤波器和高通带滤波器之间设置一列金属化通孔，该列金属化通孔等间距分布且贯穿介质基板。

进一步地，所述第一开路枝节线和第二开路枝节线的长度不同，第一开路枝节线对应低通带滤波器中心频率处的1/4波长，第二开路枝节线对应高通带滤波器中心频率处的1/4波长，所述第一开路枝节线和第二开路枝节线分别控制低通带滤波器和高通带滤波器的中心频率。

进一步地，所述半模基片集成波导结构中第一开路枝节线和第二开路枝节线的结构能够调节：通过改变第一开路枝节线和第二开路枝节线的长度和宽度，来改变低通带滤波器、高通带滤波器的中心频率；通过改变第一开路枝节线和第二开路枝节线长度以及开路耦合线之间的间距来改变低通带滤波器、高通带滤波器的电耦合强度。

进一步地，所述第一输入馈线、第二输入馈线、第一输出馈线和第二输出馈线均为50欧姆微带线；金属化通孔的直径d为0.6mm，金属化通孔的孔间距p为1mm。

进一步地，所述第一输入馈线的长度对应高通带分支滤波器中心频率处的1/4波长；第二输入馈线的长度对应高通带分支滤波器中心频率处的1/4波长。