[发明专利]一种小型化低插损双工器

说明书

一种小型化低插损双工器，由五层介质板构成，从上到下分别为第一至第五层介质板，每层介质板都双面覆铜且设计金属通孔，在第二层和第四层介质板上除去长方体构成空气腔，电路部分分布在第三层介质板上下两侧，各层介质板通过螺钉压合在一起；电路部分采用了互补双工原理，包括三个输出端口、三个过渡结构、低通支路和高通支路以及金属通孔；三个输出端口由微带线构成，高通支路和低通支路由高阻抗线和平板电容构成，一端并联在一个公共端口并串联一个过渡结构，另外一端直接串联过渡结构；在过渡结构中，微带线馈线与内芯相连，在馈线两侧设计金属通孔，输出端口串联在过渡结构的末端；具有自封装特性，加工简单，在小型化的同时实现了低插损。

技术领域

本发明属于双工器技术领域，具体涉及一种小型化低插损双工器。

背景技术

双工器作为无线信号通讯系统的核心器件，能够实现对两个异频信号的合路或对单个宽频信号的两路频段分割，插入损耗与隔离度是衡量双工器性能的关键指标。目前常用的双工器的设计方法有环形器耦合型、公共端加消纳网络以及互补型双工器；其中环形器耦合型容易模块化，但环形器的引入导致电路的体积较大且工作带宽窄；公共端加消纳网络适合频带距离远且工作窄的情况；互补型双工器结构简单，但设计具有多个通道的多工器时十分复杂。

双工器具体实现形式有介质双工器、同轴腔体双工器、波导双工器以及微带双工器，随着各领域实际应用尤其是5G通信技术的迅速发展，对电子系统的体积、重量和功耗的要求越来越高，人们寻求低插损、体积小的双工器的愿望也越来越迫切。

例如南京理工大学在其申请的名称为“平面微带双工器”(申请号201711304351.1，授权专利号CN 108183293 A)的发明专利，公开了一种平面微带双工器，平面微带双工器包括微带电路和双面铜的介质板，其中介质板采用介电常数3.3厚0.508mm的Rogers4533，微带电路包括：T型接头，高通滤波器、低通滤波器和两个输出端口；高通滤波器和低通滤波器都由微带短截线构成，其中高通滤波器各短截线通过金属通孔与地板连接构成短路短截线引入了磁耦合；两个滤波器的一端通过四分之一波长阻抗变换器并联在T型接头上，另外一端接输出端口；平面微带双工器具有结构简单，重量轻、体积小、带内插损小生产成本低等优点。

华南理工大学在其申请的名称为“同轴腔体双工器”(申请号201921176212.X，授权专利号CN 210430050 U)的发明，公开了一种同轴腔体双工器，同轴腔体双工器包括四个呈“凸”字形的谐振腔，分别为左侧的第一阶谐振腔、中间的第二阶谐振腔以及背部和右侧的第三阶谐振腔，各个谐振腔之间通过耦合谐振窗实现耦合，其中第一、二阶谐振腔具有双频特性，第三阶谐振腔为单频谐振腔；在第一、三阶谐振腔上有同轴馈电线作为输出端口，其内芯延伸至第一谐振腔的竖直金属圆柱以及第三阶谐振腔的谐振杆内，同轴腔体双工器具有结构紧凑、易于调谐、选择性好等优点。

综上所述，如何实现小型化以及低插损一直是人们设计双工器的重点研究问题，平面微带双工器利用介电常数3.3的介质板减小体积，采用微带短截线设计滤波器来减小信号传输过程中的损耗，但由于微带线存在介质损耗以及辐射损耗，插入损耗还有进一步优化的空间，且该双工器覆盖的频段较窄，无法覆盖5G频段；同轴腔体通过利用公共谐振腔减少谐振腔的数目来减小体积，但是由于谐振腔尺寸必须与四分之一波长相比拟导致双工器总体尺寸偏大，且此结构覆盖带宽较窄。因此急需一款能在兼顾小型化低插损的同时还能覆盖5G频段的双工器应用到5G基站天线中。

发明内容

为了克服上述现有技术的缺点，本发明目的在于提出了一种小型化低插损双工器，具有自封装特性，加工简单，在小型化的同时实现了低插损。

为了达到上述目的，本发明采取的技术方案为：