[发明专利]一种紧凑型全平衡式宽带滤波功分器

说明书

本发明公开了一种紧凑型全平衡式宽带滤波功分器为中心对称结构，在顶层金属层上设置级联的两条双端加载贴片电容的八分之一波长的三线耦合微带线和一条四分之一波长的三线耦合微带线。其中，四分之一波长的三线耦合微带线的中间微带线与外侧微带线之间分别设有中心连接点。金属地上开有两个槽，槽内分别设置两个金属贴片以及连接两个金属贴片的隔离电阻，四个金属贴片分别通过金属化孔与两条八分之一波长的三线耦合微带线的外侧微带线一一对应连接。本发明通过级联两条八分之一波长的三线耦合微带线和一条四分之一波长的三线耦合微带线，结合多个加载贴片电容与电阻的方式，获得同时具有小尺寸、宽频带及低损耗特点的全平衡式宽带滤波功分器。

技术领域

本发明涉及微波通信领域，尤其涉及一种全平衡式宽带滤波功分器。

背景技术

近年来，随着无线通信技术的迅速发展，对系统的集成化、宽带化、小型化以及低损耗要求越来越高。滤波器和功分器作为无线通信系统中的重要元件，广泛应用于雷达、卫星通信、相控阵天线和阵列天线等多个领域。将滤波器和功分器融合于一体，不仅大大减小了系统的体积和复杂度，降低了成本，同时提高了通信质量和系统集成度。此外，与单端电路相比，全平衡式电路因为其方便与其他平衡式器件相连接，且具有良好的抑制环境噪声和抗电磁干扰能力而受到广泛关注。因此，具有宽带，小型化以及低损耗特点的全平衡式滤波功分器符合当代无线通信系统的发展需求，然而目前来讲此类全平衡式滤波功分器的设计仍然是一个重要挑战。

目前已报道了多种全平衡式滤波功分器的设计技术。大多数采用U型谐振器、H型谐振器、槽线谐振器、加载短路枝节的半波长谐振器、方形贴片谐振器、加载枝节的耦合线，级联多条枝节等。然而采用上述设计方法的全平衡式滤波功分器的工作带宽较窄，损耗较高，且部分设计没有隔离。少数全平衡式滤波功分器采用了耦合线级联四分之一波长微带线的设计方法，相比采用上述方法所设计的全平衡式滤波功分器，此类设计的工作带宽有所增加，但其电路尺寸过大，损耗仍较高。因此提出一种全平衡式宽带滤波功分器，使其工作带宽进一步增加，同时减少尺寸并保证低损耗显得至关重要。

发明内容

发明目的：针对上述现有技术，提出一种紧凑型全平衡式宽带滤波功分器，使全平衡式宽带滤波功分器同时获得宽频带、小型化和低损耗特性。

技术方案：一种紧凑型全平衡式宽带滤波功分器，所述全平衡式宽带滤波功分器为中心对称结构，包括层叠的金属地、介质基板以及顶层金属层，在所述顶层金属层上设置两条双端加载贴片电容的八分之一波长的三线耦合微带线和一条四分之一波长的三线耦合微带线，所述四分之一波长的三线耦合微带线位于两条八分之一波长的三线耦合微带线之间，三条三线耦合微带线级联；其中，所述四分之一波长的三线耦合微带线的中间微带线与外侧微带线之间分别设有中心连接点；分别构成两条八分之一波长的三线耦合微带线的三条独立微带线上均连有一根馈线。

进一步的，所述金属地上开有两个槽，槽内分别设置两个金属贴片以及连接两个金属贴片的隔离电阻，四个所述金属贴片分别通过金属化孔与两条八分之一波长的三线耦合微带线的外侧微带线一一对应连接。

有益效果：相比于现有的全平衡式滤波功分器，本发明采用简单的结构获得的全平衡式宽带滤波功分器，具有最宽的工作带宽、最小的尺寸和最低的损耗。具体优点如下：

1、两条双端加载贴片电容的八分之一波长的三线耦合微带线级联一条四分之一波长的三线耦合微带线，结合金属地上开槽加载的电阻，实现差模宽频带、共模抑制、功率分配以及输出端口之间的隔离，同时尺寸小、损耗低且结构简单。

2、贴片电容C₁加载在八分之一波长的三线耦合微带线的外侧，贴片电容C₂加载在八分之一波长的三线耦合微带线的内侧并靠近与四分之一三线耦合微带线的连接处，用于增强耦合、调节匹配、提高频率选择性以及带外抑制。

3、贴片电阻R加载在金属贴片之间，通过金属化过孔与八分之一波长的三线耦合微带线的两侧微带线相连接，用于实现两个输出端口之间信号的隔离，同时不影响滤波性能。