[发明专利]一种双工器及收发共用毫米波阵列天线

说明书

本发明公开了一种双工器及收发共用毫米波阵列天线，其中双工器包括：上行通道滤波器、下行通道滤波器及1分2基片集成波导结构；上行通道滤波器包括由金属孔围成的第一组谐振腔；下行通道滤波器包括由金属孔围成的第二组谐振腔，通过控制第一组谐振腔和第二组谐振腔的尺寸不同以使上行通道滤波器和下行通道滤波器的通频带不重叠；1分2基片集成波导结构用于分别与上行通道滤波器和下行通道滤波器耦合连接，用于接收来自天线的信号，并将从天线接收的信号沿着下行通道滤波器传入基带，以及将沿着上行通道滤波器传输的基带信号发送给天线。本发明通过调节尺寸参数使得双工器的上行通道滤波器和下行通道滤波器的频带不重叠，实现收发共用。

技术领域

本发明属于毫米波通信技术领域，具体涉及一种双工器及收发共用毫米波阵列天线。

背景技术

随着通信技术的不断发展，传统微波频段的频谱资源日益紧张。为了缓解这一问题，人们逐渐把目光移向了频段更高的毫米波频段。毫米波由于其具有的波长短、频带宽、传输速率快等特点而受到广泛的关注。在无线通信系统中，发射与接收都要依靠天线，选频降噪都要靠滤波器。因此，毫米波天线和滤波器作为毫米波通信系统中的关键部件，其性能对系统的最终性能有着至关重要的影响。

低温共烧陶瓷(LTCC，Low Temperature Co-fired Ceramic)技术由于其特有的叠层工艺，使得天线结构设计更加的多样化，可使得天线的布局从二维平面空间向三维立体空间扩展，从而使得天线结构更加紧凑，为小型化毫米波天线的设计提供了必要的条件；LTCC技术可实现天线与馈电网络的一体化立体集成，为高增益毫米波阵列天线的实现提供了便利的条件；另外，LTCC技术是平行加工技术，基板的各层可以并行加工，加工效率高，并且LTCC工艺便于自动化大规模批量生产，降低天线产品成本。

基片集成波导(SIW，Substrate integrated waveguide)是一种新的微波传输线形式，其利用金属通孔在介质基片上实现波导的场传播模式。不同于传统的波导体积大不宜集成的特点，SIW兼顾传统波导和微带传输线的优点，可实现高性能微波毫米波平面电路。为此，有人通过扩大腔体辐射面积引入高次模，通过寄生单元改变高次模的辐射特性，该种结构使得基片集成腔体的毫米波天线的增益得到提高。

对于微波通信系统，通常收发共用一副天线来节约成本，进而需要天线后端接入双工器进行信道划分及杂波过滤。而传统的收发共用天线是通过天线与双工器级联方式制作的，因此在连接端口处容易出现接口对不准、耦合失配和电磁泄露。特别是对于毫米波波段，器件尺寸都是毫米级别的，其器件连接失配问题更加严重。

发明内容

针对上述缺陷，本发明的目的在于提供一种双工器及收发共用毫米波阵列天线，旨在解决通过天线与双工器级联方式制作时，在连接端口处容易出现接口对不准、耦合失配和电磁泄露。特别是对于毫米波波段，器件尺寸都是毫米级别的，其器件连接失配问题更加严重。

为了实现上述目的，第一方面，本发明提供一种双工器，其通过LTCC流延片层压制成，包括：上行通道滤波器、下行通道滤波器及1分2基片集成波导结构；

上行通道滤波器包括由金属孔围成的第一组谐振腔；下行通道滤波器包括由金属孔围成的第二组谐振腔，通过控制所述第一组谐振腔和第二组谐振腔的尺寸不同以使所述上行通道滤波器和下行通道滤波器的通频带不重叠；1分2基片集成波导结构用于分别与所述上行通道滤波器和下行通道滤波器耦合连接，用于接收来自天线的信号，并将从天线接收的信号沿着所述下行通道滤波器传入基带，以及将沿着所述上行通道滤波器传输的基带信号发送给天线。

其中，从天线接收的信号为下行信号，基带信号为上行信号，即下行信号为天线接收电磁波并将其传入基带，上行信号为基带信号并经由天线发射出去。

可选地，第一组谐振腔和所述第二组谐振腔均包括由金属孔围成的至少两个谐振腔，所述第一组谐振腔或所述第二组谐振腔所包括的谐振腔之间耦合连接。