[发明专利]一种无磁非互易性三端口环形器

说明书

本发明属于微波、通讯技术领域，具体涉及一种无磁非互易性三端口环形器，包括第一开关模块、第二开关模块、第一延迟线模块和第二延迟线模块；第一延迟线模块连接有第一端口和第三端口，且第一延迟线模块与第一开关模块、第二开关模块连接；第二延迟线模块连接有第二端口，且第二延迟线模块与第一开关模块、第二开关模块连接；第一延迟线模块包括输入欧姆端口、输出欧姆端口和多个单周期传输结构；单周期传输结构包括周期性加载传输线、不连续传输线和加载枝节的弯折线；本发明使用无磁非互易性时间延迟技术，解决铁氧体环形器体积大、加工困难且不兼容的缺点，并对微带延迟线结构改进，缩小了延迟线的体积，实现了小型化，且降低了加工成本。

技术领域

本发明属于微波、通讯技术领域，具体涉及一种无磁非互易性三端口环形器。

背景技术

随着5G技术的发展，同时同频全双工(CCFD)通信技术受到了人们的广泛关注，同时同频全双工通信技术是在同一时刻以相同的频率发送和接收信号的一种传输方式，与现有的频分双工(FDD)或时分双工(TDD)相比，同时同频全双工技术能够将无线资源的使用效率提升近一倍，从而显著提高系统吞吐量和容量，在频谱资源异常紧张的情况下显得尤为关键。该技术在雷达、微波感知、无线通信以及无线局域网系统中起着重要作用，却在射频端存在着严重的自干扰问题，而环形器在解决发射通道和接收通道之间的干扰问题上有非常显著的效果。

环形器存在发射端、天线端和接收端三个端口，其发射端发出的微波信号只能到天线端发送出去，而不能泄漏到接收端口；同时天线端接收到的微波信号只能传递到接收端口，从而避免了微波信号的相互影响，所以电磁波在环行器的各端口间的传输是非互易的，环行器的性能直接影响收发信机的整体性能。在通信或雷达系统中环形器通常用于隔离发射和接收通道。它连接天线和收、发链路，通过环形传输信号的功能使信号的收发可由一副天线完成，大大提高了系统效率，减小了部件的尺寸，节约了成本。环行器可有效解决雷达系统的级间隔离、阻抗以及共用等一系列实际问题，极大的提高了雷达系统的性能，是系统中的关键器件。

通常情况下，使用铁氧体材料实现器件的非互易特性，可铁氧体材料复杂的处理操作与现有的集成工艺不兼容，且铁氧体需要极高的温度和氧化程度，这与半导体制造是不兼容的。因此，铁氧体环行器和隔离器往往是笨重和昂贵的设备，目前不适合低成本、重量轻、小型化的应用。在近十年，一种基于时空调制的非互易环形器被提出，其解决了铁氧体的环形器体积大成本高且与集成电路技术不兼容缺点，也解决了有源环形器的噪声性能差等缺点，但是，这种基于时空调制的非互易环形器为了获得较大的延迟时间导致其面积较大，小型化程度和集成度不够高，也不能解决微带慢波延迟线在半波长处的反射问题，且其带宽仅为0.8GHz。。

发明内容

目前报道的时空调制的无磁非互易网络环形器为了获得的较大延迟，其微带延迟线的体积较大，不利于其集成，为解决上述问题，本发明提供了一种无磁非互易性三端口环形器，包括第一开关模块、第二开关模块、第一延迟线模块和第二延迟线模块；第一延迟线模块连接有第一端口和第三端口，且第一延迟线模块与第一开关模块、第二开关模块连接；第二延迟线模块连接有第二端口，且第二延迟线模块与第一开关模块、第二开关模块连接；第一延迟线模块包括输入欧姆端口、输出欧姆端口和多个单周期传输结构；单周期传输结构包括周期性加载传输线、不连续传输线和加载枝节的弯折线。

进一步的，周期性加载传输线包括双枝节加载传输线和单枝节加载传输线。

进一步的，双枝节加载传输线与单枝节加载传输线之间通过加载枝节的弯折线连接。

进一步的，第一延迟线模块和第二延迟线模块结构相同，采用罗杰斯6010LM板材，其介电常数为10.2。

进一步的，第一延迟线模块和第二延迟线模块的尺寸为76×81mm，厚度为1.27mm。

进一步的，第一开关模块采用四个单极双掷开关，第二开关模块采用一个单极双掷开关。

本发明的有益效果：