[发明专利]具有滤波特性的单端到差分的魔T

说明书

本发明公开了一种具有滤波特性的单端到差分的魔T，解决了目前魔T频带选择性较差、端口形式单一和不利于加工集成的问题。本发明在介质基板上表面设有单端到差分形式的反相和同相功率分配网络，在功率分配网络中设有一对相互对称的滤波耦合输出网络，通过多种类型的微带到缝隙转换结构将两种网络集成连接。本发明的滤波耦合输出网络通过L型微带线和L型缝隙线结构将枝节加载型谐振器插入耦合。本发明通过增加传输零点的方式，提高了频带选择性，有效提高了空间利用率和集成度，并且通过引入单端到差分的端口减小了设计复杂度，具有引入噪声小，抗干扰能力强的优点，作为一种新型射频微波器件，应用于无线通信系统。

技术领域

本发明属于微波和射频技术领域，更进一步涉及微波和射频领域中的射频微波器件，具体是一种具有滤波特性的单端到差分的魔T，应用于无线通信系统的射频前端。

背景技术

近年来，随着无线通信系统的飞速发展，差分电路以其优异的抗环境噪声和电磁干扰性能，得到了越来越广泛的关注和应用。功率分配器作为无线系统中至关重要的微波器件之一，其输入端口往往是单端的，但其所连接的器件通常是差分的，如差分混频器、差分振荡器和差分天线阵列等。因此，为了将单端信号转换为差分信号，并将功率平均分配，通常需要一个单端到差分的功率分配器。与其他类型的功率分配器相比，如差分到差分和差分到单端的功率分配器，单端到差分的功率分配器类型无疑是应用最广泛的类型之一。根据功率分配器输出端口的输出相位，可以将功率分配器分为输出相位差为0°的同相功率分配器和输出相位差为180°的反相功率分配器，这两种不同输出相位的功率分配器在无线通信系统中均具有各自的优势。为顺应通信系统小型化集成化的发展趋势，魔T将同相功率分配器和反相功率分配器的功能合二为一，支持输出信号的同相和反相传输。同时，在输入端口之间和输出端口之间提供隔离，相比于传统的功率分配器需要引入隔离电阻以提高隔离度方法，这给我们提供了一种实现高隔离度功率分配的新方法。因此，魔T受到了国内外众多学者越来越多的关注，研究单端到差分的魔T具有广泛的应用价值。

例如，Peng Li等学者在其发表的论文“SIW magic-T with bandpass response”(ELECTRONICS LETTERS，Vol.51，No.14，July，2015)中提出了一种基于基片集成波导技术的滤波魔T。同相和反相功率分配功能和滤波功能可以在这种魔T上同时实现。但是，该设计在滤波通带两侧无明显传输零点，频带选择性较差，并且该结构为传统的单端到单端结构，不具有差分输出功能，因而还有改进的空间。

又如，Jing-Yu Lin等学者发表于IEEE TRANSACTIONS ON MICROWAVE THEORY ANDTECHNIQUES的期刊文献“Cavity filtering magic-t and its integrations intobalanced-to-unbalanced power divider and duplexing power divider”中设计了一种基于腔体结构的差分到单端的魔T，能够实现共模信号的抑制和差模信号的滤波功能。但是，该设计仍然存在频带选择性较差的缺点，并且该结构为差分到单端结构，应用场景受限，此外，腔体结构不利于加工和系统集成。

综上，现有魔T设计方案存在频带选择性较差、端口形式单一、应用场景受限和不利于加工和系统集成的缺点。

发明内容

本发明的目的在于针对上述现有技术的不足，提出一种集成度高、频带选择性好和易于加工的具有滤波特性的单端到差分的魔T。