[发明专利]一种宽阻带滤波功分器

说明书

本发明提供一种微带滤波功分器，基于多模谐振器，同时实现滤波和功分的功能，从而有效得减小元件尺寸。该滤波功分器实现一个三阶带通频率响应，由于加载T型开路枝节，在通带每侧有限频率处各有一个传输零点，可以改善通带两侧的频率选择性；在高频阻带内具有多个传输零点，具有非常优良的带外抑制；此外，输出端口之间在较宽的频率范围内，能够获得较高的隔离度。该滤波功分器具有性能优越、设计过程简单等优点。

技术领域

本发明属于通信技术领域，具体涉及一种具有宽阻带的微带滤波功分器，且具有宽带隔离特性。

背景技术

在射频/微波/光频等较高频段内，微带线具有体积小、重量轻、使用频带宽、可靠性高和制造成本低等优点，是应用广泛的一类传输线。微带线具有分布参数效应，其电气特性与结构尺寸紧密相关。功分器全称功率分配器，是通信或雷达系统中的重要器件。它是一种将一路输入信号能量分成两路或多路输出相等或不相等能量的器件，也可反过来将多路信号能量合成一路输出，此时可也称为合路器。由于功分器可以逆向使用作为合路器，所以下面的讨论皆以功分器为例。一个功分器的输出端口之间应保证一定的隔离度。此外，滤波器作为另外一种微波器件，其功能在于允许某一部分频率的信号顺利的通过，而让另外一部分频率的信号受到较大的抑制。传统的滤波器和功分器是两个分立的元件，承担不同的功能。

发明内容

为了克服传统的功分器和滤波器分属两个元件，导致尺寸较大的缺点，本发明提供了一种新型的微带功分器，同时实现带通滤波和功分的功能；两个输出端口之间，在很宽的频率范围内实现良好的隔离；此外，具有良好的频率选择性、小尺寸和容易设计等优点。以下简称为滤波功分器。

典型微带的结构如图1所示，主要包括三层。第I层是金属上覆层，第II层是介质基片，第III层是金属下覆层。本发明所述的滤波功分器如图2所示，在金属上覆层(I)内，其特征在于：第一端口(Port#1)连接到耦合三线结构(1)的中间，耦合三线结构(1)的中间另外一端连接T型开路线节(2)，耦合三线结构(1)中左侧连接到第一传输线节(21)的右端，第一传输线节(21)的左端连接第一开路枝节(22)和第二传输线节(23)的右端，第二传输线节(23)的左端连接第二开路枝节(24)和第三传输线节(25)的右端，第三传输线节(25)的左端连接第三开路枝节(26)和第一耦合双线结构(27)的右端，第一耦合双线结构(27)的左端连接第二端口(Port#2)；耦合三线结构(1)中右侧连接到第四传输线节(31)的左端，第四传输线节(31)的右端连接第四开路枝节(32)和第五传输线节(33)的左端，第五传输线节(33)的右端连接第五开路枝节(34)和第六传输线节(35)的左端，第六传输线节(35)的左端连接第六开路枝节(36)和第二耦合双线结构(37)的左端，第二耦合双线结构(37)的右端连接第三端口(Port#3)；在耦合三线结构(1)上跨接第一电阻(R1)和第二电阻(R2)。

在滤波功分器中，包含两个多模谐振器，如图3所示。图4所示为其等效电路图。因为多模谐振器是对称结构，所以可采用奇偶模分析方法对图4的等效电路进行分析。奇模等效电路和偶模等效电路如图5和图6所示，其中θ_i(i＝1,…,6)为电长度，Y_i(i＝1,…,6)为特征导纳。根据图5的奇模等效电路可知，从图中的节点看进去的奇模输入导纳Y_in,odd为

根据图6的偶模等效电路可知，从图中的节点看进去的偶模输入导纳Y_in,even为

其中，θ_A＝θ₅+θ₆。

令奇模输入导纳Y_in,odd等于零，可得奇模谐振条件方程为