一種小型化高隔離三頻段六路微帶合路器的制造方法
【專利摘要】本發明公開了一種小型化高隔離三頻段六路微帶合路器，其特征是，包括基板，基板的背面覆銅接地，正面設置有微帶線路，所述微帶線路包括三個頻段的濾波器和功分器，所述三個頻段的濾波器在端口一處共用一根輸出饋線，各濾波器的輸入饋線連接與之相同頻段的功分器的輸入端口，每個頻段的功分器引出2個輸出端口。本發明合路器，因為三個頻段的濾波器采用了諧波抑制理論技術，從而提高了合路器的隔離度；三個濾波器在端口一處共用一根輸出饋線，且不需要額外的匹配電路，因此減小了合路器尺寸；三個不同頻段的功分器可以為不同的陣列天線系統饋電，從而可以對不同的陣列天線系統合路。
【專利說明】
一種小型化高隔離三頻段六路微帶合路器
技術領域
[0001] 本發明涉及一種微帶合路器，具體涉及一種小型化高隔離三頻段六路微帶合路 器，屬于微波無源器件技術領域。
【背景技術】
[0002] 合路器是現代通信系統收發信機中的關鍵組成部分，它的性能好壞直接關系著整 個通信系統。
[0003] 傳統的微帶合路器都是由濾波器和匹配電路組成，然而對于多頻微帶合路器來 說，匹配電路的設計將變得尤為復雜，且匹配電路的存在也增加了合路器的尺寸。對于隔離 度，一般是通過增加濾波器的階數來增加帶外抑制，提高合路器隔離度，然而增加濾波器的 階數，同樣會增加合路器的尺寸。因此，小型化、高隔離等性能指標成為合路器研究的重要 內容。
[0004] 在陣列天線研究如此熱的背景下，傳統的單天線性能已經遠遠無法滿足人們的需 求，必須要將一系列天線單元組成陣列天線來實現指標要求。因此對不同頻段陣列天線系 統的信號進行合路的合路器具有良好的發展前景和應用價值。
【發明內容】
[0005] 本發明的目的在于克服現有技術中的不足，提供了一種小型化高隔離三頻段六路 微帶合路器，解決了現有技術中微帶合路器體積大、隔離效果低且只能對單天線系統進行 合路的技術問題。
[0006] 為解決上述技術問題，本發明提供了一種小型化高隔離三頻段六路微帶合路器， 其特征是，包括基板，基板的背面覆銅接地，正面設置有微帶線路，所述微帶線路包括三個 頻段的濾波器和功分器，所述三個頻段的濾波器在端口一處共用一根輸出饋線，各濾波器 的輸入饋線連接與之相同頻段的功分器的輸入端口，每個頻段的功分器引出2個輸出端口。
[0007] 進一步的，所述濾波器均為帶通濾波器。
[0008] 進一步的，所述濾波器均為二階的切比雪夫濾波器。
[0009] 進一步的，所述濾波器包括平行設置在輸入饋線和輸出饋線之間的兩個相同的諧 振器，兩個諧振器分別放在輸入輸出饋線的高、低電流密度處。
[0010] 進一步的，所述諧振器為開口環諧振器，兩個諧振器開口處相對設置。
[0011] 進一步的，所述開口環諧振器的微帶線長度為二分之一波長。
[0012] 進一步的，所述功分器均為二等分Wilkinson功分器。
[0013]進一步的，所述Wilkinson功分器的微帶線長度為四分之一波長，隔離電阻阻值為 100 Q 〇
[0014]與現有技術相比，本發明所達到的有益效果是:本發明合路器，因為三個頻段的濾 波器采用了諧波抑制理論技術，從而提高了合路器的隔離度；帶通濾波器是由諧振器耦合 在輸入輸出饋線之間構成的且三個濾波器在端口一處共用一根輸出饋線，而不需要額外的 匹配電路，所以減小了合路器尺寸；而且Wilkinson功分器可以為陣列天線饋電，所以本發 明合路器還能對不同頻段陣列天線系統的信號進行合路，拓寬了應用范圍。
【附圖說明】
[0015] 圖1是本發明合路器的結構示意圖；
[0016] 圖2是本發明合路器的單個濾波器的結構示意圖；
[0017] 圖3是本發明合路器在1G頻段S參數示意圖；
[0018] 圖4是本發明合路器在1.8G頻段S參數示意圖；
[0019]圖5是本發明合路器在2.5G頻段S參數示意圖；
[0020]圖6是本發明合路器的異頻端口隔離度S參數示意圖。
[0021 ]附圖標記：1、基板;2、諧振器一；3、諧振器二;4、諧振器三;5、諧振器四；6、諧振器 五；7、諧振器六;8、功分器一 ；9、功分器二；10、功分器三；11、端口一 ；12、端口二；13、端口 三;14、端口四；15、端口五；16、端口六;17、端口七。
【具體實施方式】
[0022] 下面結合附圖對本發明作進一步描述。以下實施例僅用于更加清楚地說明本發明 的技術方案，而不能以此來限制本發明的保護范圍。
[0023] 如圖1所示，本發明的一種小型化高隔離三頻段六路微帶合路器，其特征是，包括 基板1，基板1的背面覆銅接地，正面設置有微帶線路，所述微帶線路包括三個頻段的濾波器 和功分器，所述三個頻段的濾波器在端口一 11處共用一根輸出饋線，各濾波器的輸入饋線 連接與之相同頻段的功分器的輸入端口，每個頻段的功分器引出2個輸出端口。
[0024] 基板1材料選用Rogers(羅杰斯)6010LM，尺寸大小為60 ? 8mm* 5 5mm* 0 ? 635mm。基板1 正面為合路器的銅皮微帶結構，背面為接地銅皮。
[0025] 其中諧振器一 2和諧振器二3構成中心頻率為1G的帶通濾波器，諧振器三4和諧振 器四5構成中心頻率為1.8G的帶通濾波器，諧振器五6和諧振器六7構成中心頻率為2.5G的 帶通濾波器。帶通濾波器的階數均為二階，帶通濾波器的函數類型均為切比雪夫，帶通濾波 器的工作帶寬均為20MHz。
[0026] 三個頻段的功分器包括功分器一8、功分器二9和功分器三10,均為二等分 Wilkinson功分器，其中心頻率分別為1G、1.8G、2.5G，Wilkinson功分器的微帶線長度為四 分之一波長。將各頻段功分器分別接在與之中心頻率相對應的帶通濾波器的輸入端，端口 二12和端口三13為功分器一 8的輸出端口，端口六16和端口七17為功分器二9的輸出端口， 端口四14和端口五15為功分器三10的輸出端口。R1為功分器一8的隔離電阻，R2為功分器二 9的隔離電阻，R3為功分器三10的隔離電阻，隔離電阻R1、R2和R3的阻值均為100 Q。因為 Wilkinson功分器可以為陣列天線饋電，因此本發明合路器可以對上述三個不同頻段的陣 列天線系統的信號進行合路。
[0027]如圖2所示，諧振器為相同的開口環諧振器，且兩個諧振器開口處相對設置，其微 帶線長度為二分之一波長。諧振器與輸入輸出饋線之間的耦合方式包括磁耦合和電耦合， 對于磁耦合，諧振器應該放在饋線的高電流密度處，對于電耦合，諧振器應該放在饋線的低 電流密度處。因此在設計帶通濾波器的時候，利用諧波抑制理論，將兩個諧振器分別放在輸 入輸出饋線的高、低電流密度處，使諧振器和輸入輸出饋線間的耦合在通帶的諧波頻率上 的耦合方式相反（即一個是電耦合另一個是磁耦合），寄生通帶就會被有效的抑制，從而提 高了合路器的隔離度。因為帶通濾波器是由諧振器耦合在輸入輸出饋線兩端構成的，諧振 器和輸入輸出饋線間是間接耦合的，而不是直接相連的，因此不需要額外的匹配電路，從而 減小了合路器尺寸。在本實施例中，三個頻段的帶通濾波器的尺寸如表1所示，經仿真測試 此尺寸的濾波器效果最佳，
[0028]表1濾波器的結構尺寸參數值
[0030]如圖3所示，為本發明合路器在1G頻段S參數示意圖，在1G工作頻段內插入損耗小 于4dB，回波損耗小于-10dB，同頻之間的隔離度大于15dB。
[0031]如圖4所示，為本發明合路器在1.8G頻段S參數示意圖，在1.8G工作頻段內插入損 耗小于5dB，回波損耗小于-10dB，同頻之間的隔離度大于20dB。
[0032]如圖5所示，為本發明合路器在2.5G頻段S參數示意圖，在2.5G工作頻段內插入損 耗小于5dB，回波損耗小于-10dB，同頻之間的隔離度大于20dB。
[0033]如圖6所示，為本發明合路器的異頻端口隔離度S參數示意圖，異頻端口之間的隔 離度大于35dB。
[0034]本發明以應用較多的16，1.86,2.56三頻段為例，也可以以此類推設置四個頻段、 五個頻段等更多頻段的多路微帶合路器，均屬于本發明的保護范圍。
[0035]以上所述僅是本發明的優選實施方式，應當指出，對于本技術領域的普通技術人 員來說，在不脫離本發明技術原理的前提下，還可以做出若干改進和變型，這些改進和變型 也應視為本發明的保護范圍。
【主權項】
1. 一種小型化高隔離三頻段六路微帶合路器，其特征是，包括基板，基板的背面覆銅接 地，正面設置有微帶線路，所述微帶線路包括三個頻段的濾波器和功分器，所述三個頻段的 濾波器在端口一處共用一根輸出饋線，各濾波器的輸入饋線連接與之相同頻段的功分器的 輸入端口，每個頻段的功分器引出2個輸出端口。2. 根據權利要求1所述的一種小型化高隔離三頻段六路微帶合路器，其特征是，所述濾 波器均為帶通濾波器。3. 根據權利要求2所述的一種小型化高隔離三頻段六路微帶合路器，其特征是，所述濾 波器均為二階的切比雪夫濾波器。4. 根據權利要求1所述的一種小型化高隔離三頻段六路微帶合路器，其特征是，所述濾 波器包括平行設置在輸入饋線和輸出饋線之間的兩個相同的諧振器，兩個諧振器分別放在 輸入輸出饋線的高、低電流密度處。5. 根據權利要求4所述的一種小型化高隔離三頻段六路微帶合路器，其特征是，所述諧 振器為開口環諧振器，兩個諧振器開口處相對設置。6. 根據權利要求5所述的一種小型化高隔離三頻段六路微帶合路器，其特征是，所述開 口環諧振器的微帶線長度為二分之一波長。7. 根據權利要求1所述的一種小型化高隔離三頻段六路微帶合路器，其特征是，所述功 分器均為二等分Wi Ikinson功分器。8. 根據權利要求7所述的一種小型化高隔離三頻段六路微帶合路器，其特征是，所述 Wi Ikinson功分器的微帶線長度為四分之一波長。
【文檔編號】H01P1/213GK105958165SQ201610404308
【公開日】2016年9月21日
【申請日】2016年6月8日
【發明人】王友保, 張博, 吳士杰
【申請人】南京信息工程大學