一种双频段电调滤波型功分器

摘要

本发明公开了一种双频段电调滤波型功分器，属于微波无源器件技术领域。本发明将可调滤波器集成在功分器的内部，减小了功分器的复杂度和尺寸，并具有双频独立调节的功能。采用的创新性方案主要是调节元件‑‑第一变容管(4)和第二变容管(8)，选用调频独立的接入点，对两个频段独立调节。本发明可用于微波通信系统，其优点是适用于小型化、低成本和多频带的系统。

权利要求

1.一种双频段电调滤波型功分器，其特征在于：该功分器的输入端由一直线50欧姆微带线(1)构成，微带线之后，分成左右对称的两条支路，每条支路由输入平行耦合线(2)、弯折微带线(3)、一个第一变容管(4)、一对金属化通孔(5)和输出平行耦合线(6)组成；两个第一变容管(4)一端连接在两弯折微带线(3)中间，两对金属化通孔(5)将两个第一变容管(4)的另一端连接到地板；最后由两条弯折50欧姆微带线(7)输出，100欧姆电阻(17)接在两条弯折50欧姆微带线(7)之间的起始端；输入平行耦合线(2)和输出平行耦合线(6)正中间是第二变容管(8)，第一贴片电容(11)和第二贴片电容(14)紧贴对称分布在第二变容管(8)上下方，第一贴片电容(11)和第二贴片电容(14)分别与输入平行耦合线(2)和输出平行耦合线(6)中心点相连；在第二变容管(8)上侧端，还依次连接着上拉电阻(12)和直流偏置焊盘(13)，在第二变容管(8)下侧端，还依次连接着弯折连接线(18)、贴片电阻(9)和金属化通孔(10)；直流偏置焊盘(15)经由上拉电阻(16)连接在输出平行耦合线(6)正中间。

2.根据权利要求1所述的一种双频段电调滤波型功分器，其特征在于：弯折微带线(3)、输入平行耦合线(2)和输出平行耦合线(6)线宽相同，三者内部围成矩形。

3.根据权利要求1所述的一种双频段电调滤波型功分器，其特征在于：第二变容管(8)、第一贴片电容(11)和第二贴片电容(14)形成的直线与直线50欧姆微带线(1)共线，并垂直于贴片电阻(9)和金属化通孔(10)，与第二变容管(8)上侧端连接的上拉电阻(12)、直流偏置焊盘(13)和输出平行耦合线(6)正中间连接的上拉电阻(16)、直流偏置焊盘(15)形成π型。

说明书

一种双频段电调滤波型功分器

技术领域

[0001] 本发明属于微波无源器件技术领域，尤其涉及微波无源器件中的一种双频段电调滤波型功分器。

背景技术

[0002] 随着现代通信系统的快速发展，微波电路的功能越来越复杂、电性能要求越来越高，同时也向着小型化、轻量化、低成本的方向发展。这种发展趋势是为了适应微波电路的商业化要求而形成的。器件的多功能和器件的性能可调都是有效缩减电路尺寸的方法，比如：共存于同一收发前端的功分器和滤波器，可以整合在一起，组成具有滤波特性的功分器，若再采用可调技术，可以大大减小电路的尺寸，复杂度和成本。

[0003] 普通带有滤波特性的功分器，是在四分之一波长功分臂上附加滤波特性，虽然减小了尺寸，但成倍增加了滤波器的个数。现有具有可调滤波特性的功分器，只实现了单频段可调特性，对于需要多频段可调的微波系统而言，需要多个分别工作在相应频段的具有可调滤波特性的功分器，成本增加了功分电路的复杂性、体积和成本。

发明内容

[0004] 本发明的目的是提出一种双频段电调滤波型功分器，该功分器内部集成了滤波器，以实现功分器的额外滤波特性，并采用双频结构，加载两组变容管，来实现功分器的双工作频段可调特性。

[0005] 本发明的技术方案是：

[0006] 一种双频段电调滤波型功分器，该功分器的输入端由一直线50欧姆微带线构成，微带线之后，分成左右对称的两条支路，每条支路由输入平行耦合线、弯折微带线、一个第一变容管、一对金属化通孔和输出平行耦合线组成；两个第一变容管一端连接在两弯折微带线中间，两对金属化通孔将两个第一变容管的另一端连接到地板；最后由两条弯折50欧姆微带线输出，100欧姆电阻接在两条弯折50欧姆微带线之间的起始端；输入平行耦合线和输出平行耦合线正中间是第二变容管，第一贴片电容和第二贴片电容紧贴对称分布在第二变容管上下方，第一贴片电容和第二贴片电容分别与输入平行耦合线和输出平行耦合线中心点相连；在第二变容管上侧端，还依次连接着上拉电阻和直流偏置焊盘，在第二变容管下侧端，还依次连接着弯折连接线、贴片电阻和金属化通孔；直流偏置焊盘经由上拉电阻连接在输出平行耦合线正中间。

[0007] 进一步的，弯折微带线、输入平行耦合线和输出平行耦合线线宽相同，三者内部围成矩形。

[0008] 进一步的，第二变容管、第一贴片电容和第二贴片电容形成的直线与直线50欧姆微带线共线，并垂直于贴片电阻和金属化通孔，与第二变容管上侧端连接的上拉电阻、直流偏置焊盘和输出平行耦合线正中间连接的上拉电阻、直流偏置焊盘形成π型。

[0009] 本发明的优点和有益效果：

[0010] (1)本发明具有小型化、低成本的优点。一方面，采用双频技术，相比普通级联单频滤波器来实现的双频，使电路尺寸减小了一半；另一方面，该功分器低频的可调部件，共用一个变容管，和变容管的偏置电路；从而大大降低了整体电路的尺寸和成本，并减小了电路的差损。

[0011] (2)本发明的功分器具有独立双频段可调的滤波特性，两个频段之间的调节，相互独立，对单个频带调节时，不影响另一个频带。

附图说明

[0012] 图1是本发明的结构示意图

[0013] 图2是本发明的一种具体结构的低频单独可调仿真结果

[0014] 图3是本发明的一种具体结构的高频单独可调仿真结果

具体实施方式

[0015] 为了使本发明的目的、解决的技术问题以及技术方案更加清晰，下面结合附图和具体实施例对本发明做进一步的描述。

[0016] 图1为本发明的一个具体实施实例的结构示意图。该功分器为Wilkinson型功分器，输入端由一直线50欧姆微带线1构成，线宽为1.1mm，微带线之后，分成左右对称的两条支路，每条支路由输入平行耦合线2、弯折微带线3、一个第一变容管4、一对金属化通孔5和输出平行耦合线6组成，构成左右两个具有滤波特性的90度移相谐振器，等效为电长度为四分之波长，特性阻抗为70.7欧姆的功分枝节。输入平行耦合线2和输出平行耦合线6长度均为10mm。两个第一变容管4一端连接在两弯折微带线3中间，两对金属化通孔5将两个第一变容管4的另一端连接到地板。最后由两条弯折50欧姆微带线7输出，100欧姆电阻17接在两条弯折50欧姆微带线7之间的起始端。输入平行耦合线2和输出平行耦合线6正中间是第二变容管8，第一贴片电容11和第二贴片电容14紧贴对称分布在第二变容管8上下方，第一贴片电容11和第二贴片电容14分别于输入平行耦合线2和输出平行耦合线6中心相连。在第二变容管8上侧端，还依次连接着上拉电阻12和直流偏置焊盘13，在变容管8下侧端，还依次连接着弯折连接线18、贴片电阻9和金属化通孔10。直流偏置焊盘15经由上拉电阻16连接在输出平行耦合线6正中间。第一变容管4和第二变容管8分别只影响偶模谐振频率和奇模谐振频率，因此，此滤波型功分器可以工作在独立可调的双频段。金属化通孔直径均为0.5mm。

[0017] 进一步的，弯折微带线3、输入平行耦合线2和输出平行耦合线6线宽相同，均为0.5mm,三者内部围成4.8mm×36mm的矩形。

[0018] 进一步的，第二变容管8、第一贴片电容11和第二贴片电容14形成的直线与直线50欧姆微带线1共线，并垂直于贴片电阻9和金属化通孔10，与第二变容管8上侧端连接的上拉电阻12、直流偏置焊盘13和输出平行耦合线6正中间连接的上拉电阻16、直流偏置焊盘15形成π型。

[0019] 该滤波型功分器采用的介质基板为Taconic RF-35，介质基板厚度为0.508mm，上下两层金属铜箔层厚度均为18um，最终基板尺寸为26mm×43mm。变容管4和8均为Infineon BB857，其电容容值的可调范围为0.5pF-6.5pF；贴片电容11和14，容值均为0.5pF，封装为0402，100欧姆电阻17封装为0603，两上拉电阻12和16，阻值为10kohm，封装为0603，贴片电感9，电感值为20nH，封装为0603。

[0020] 图2为这个具体实施实例的低频单独可调仿真结果，可以看出：当固定变容管8的容值为0.5pF，变容管4从0.5pF变化到1.5pF时，该滤波型功分器的低频带中心频率，从1400MHz变化到1700MHz，可调范围为300MHz，高频带中心频率保持为3400MHz。

[0021] 图3为这个具体实施实例的高频单独可调仿真结果，可以看出：当固定变容管4的容值为0.5pF，变容管8从0.5pF变化到1.0pF时，该滤波型功分器的低频带中心频率，保持为1700MHz，高频带中心频率从3000MHz变化到3400MHz，可调范围为400MHz。

[0022] 同时在所有工作中心频率处，隔离度均优于15dB，输入反射损耗优于10dB，低频插入损耗小于4.3dB，高频插入损耗小于2.0dB。

[0023] 本领域的普通技术人员将会意识到，这里所述的实施例是为了帮助读者理解本发明的原理，应被理解为本发明的保护范围并不局限于这样的特别陈述和实施例。本领域的普通技术人员可以根据本发明公开的这些技术启示做出各种不脱离本发明的其它各种具体变形和组合，这些变形和组合仍然在本发明的保护范围内。