CN105186088B - 一种具有谐波抑制功能的电调滤波型功分器 - Google Patents

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Abstract

一种具有谐波抑制功能的电调滤波型功分器，属于微波无源器件技术领域。本方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，并抑制了偶次谐波。采用的创新性方案主要是用输入平行耦合线(2)、弯折微带线(3)、射频金属化通孔(4)和输出平行耦合线(5)构成双模滤波移相支路，具有偶次谐波抑制特性。本发明可用于微波毫米波通信***，其优点是适用于小型化、低成本和高性能的***。

Description

一种具有谐波抑制功能的电调滤波型功分器
技术领域
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具有谐波抑制功能的电调滤波型功分器。
背景技术
随着现代通信***的快速发展，微波毫米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毫米波电路的商业化要求而形成的。将多个器件吸收合并到单个器件中，形成多功能器件，可以有效缩减电路尺寸，比如使功分器具有滤波特性，可以节省原先滤波器的空间；电路的可调也是实现小型化的可行方案，比如在微波***中，对于不同的信号通道，有对应通道数量的通道选择滤波器，通道数越多，对应滤波器数量就越多，单个或少量可调滤波器可以代替原先的多个滤波器，从而大大减小电路的尺寸和成本。
可调滤波型功分器，可以大大减小电路的尺寸和成本。普通滤波型功分器，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，并不具有谐波抑制的特性，从邻近谐波泄露的信号，会有影响各器件的工作状态，干扰正常信号等特性，从而降低整个微波***的性能。
发明内容
本发明的目的是提出一种具有谐波抑制功能的电调滤波型功分器，该功分器内部集成了双模可调滤波器，以实现功分器的额外可调滤波特性和谐波抑制。
本发明的技术方案是：
一种具有谐波抑制功能的电调滤波型功分器，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，分成上下对称的两条支路，每条支路由输入平行耦合线、弯折微带线和输出平行耦合线组成，在弯折微带线上，各有一个射频金属化通孔。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。整个电路正中间是两金属化通孔，两个贴片电容和两个变容管对称分布在两金属化通孔两侧，两贴片电容接在外侧，并分别与输入平行耦合线和输出平行耦合线相连。两上拉电阻，一端分别于贴片电容和变容管中间相连，另一端接于直流馈电焊盘。
进一步的，弯折微带线，将输入平行耦合线和输出平行耦合线连接成一环路，射频金属化通孔分别位于上下两弯折微带线上，并位于其中间，将弯折微带线连接到地板，组成了上下两个具有滤波特性的90度移相双模谐振器。
进一步的，两个贴片电容、两变容管和两金属化通孔与直线50欧姆微带线共线，并与两上拉电阻平行。直流馈电焊盘在两金属化通孔的正下方，两上拉电阻对称分布于直流馈电焊盘两侧，与变容管和两金属化通孔围成矩形。
本发明的优点和有益效果：
(1)本发明具有结构简单、尺寸小和成本低的优点。功分器的两条支路，共用同一对变容管及其支流偏置电路，减少了变容管和偏置电路，从而降低了整体电路的复杂度和尺寸以及成本。
(2)本发明的功分器由于使用双模谐振器，使本发明的带宽更宽，并且其偶模谐波的抑制特性，提高了该功分器的带外抑制。
(3)本发明的调节单元的位置，可以同时对双模的两个频率同步调节，实现了双模通带的整体调节。
附图说明
图1是本发明的结构示意图
图2是本发明的一种具体结构的S参数仿真结果
图3是本发明的一种具体结构的带外抑制的仿真结果
具体实施方式
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。
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，分成上下对称的两条支路，每条支路由输入平行耦合线2、弯折微带线3和输出平行耦合线5组成，构成上下两个具有滤波特性的90度移相双模谐振器，等效为电长度为四分之波长，特性阻抗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5线宽都是1.2mm，两者边缘相距6.8mm，弯折微带线3线宽为0.5mm。在弯折微带线3上，各有一个直径为0.5mm的射频金属化通孔4，最后由两条弯折50欧姆微带线6输出，100欧姆电阻12接在两条弯折50欧姆微带线6之间的起始端，作为Wilkinson型功分器的隔离电阻。两金属化通孔9位于输入平行耦合线2和输出平行耦合线5正中间，并靠近整体模型中线，直径也为0.5mm，贴片电容7和两变容管8对称分布在两金属化通孔9两侧，两贴片电容7接在外侧，并分别与输入平行耦合线2和输出平行耦合线5相连，两上拉电阻10，一端分别于贴片电容7和变容管8中间相连，另一端接于直流馈电焊盘11。
进一步的，弯折微带线，将输入平行耦合线和输出平行耦合线连接成一环路，射频金属化通孔分别位于上下两弯折微带线上，并位于其中间，将弯折微带线连接到地板，组成了上下两个具有滤波特性的90度移相双模谐振器。由于射频金属化通孔4将90度移相双模谐振器中心接地，把此谐振器的偶模谐振频率拉到奇模谐振频率处，形成双模结构，将原为谐波的偶模谐振频率移除，达到谐波抑制的目的
进一步的，两个贴片电容、两变容管和两金属化通孔与直线50欧姆微带线共线，并与两上拉电阻平行。直流馈电焊盘在两金属化通孔的正下方，两上拉电阻对称分布于直流馈电焊盘两侧，与变容管和两金属化通孔围成矩形。
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29.8mm×33.9mm。变容管8为InfineonBB857，其电容容值的可调范围为0.5pF-6.5pF；贴片电容7，容值为0.5pF，封装为0402，100欧姆电阻12封装为0603，两上拉电阻10，阻值为10kohm，封装为0603。
图2为这个具体实施实例的仿真S参数结果，可以看出：当变容管6容值从0.5pF变化到3.5pF时，该滤波型功分器的中心频率，从2000MHz变化到2300MHz，可调范围为300MHz，同时在工作中心频率处，输入回波损耗和隔离度均优于15dB。图3为这个具体实施实例的带外抑制仿真结果，可以看出，2次谐波已被抑制在20dB以下。
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。

Claims (3)

1.一种具有谐波抑制功能的电调滤波型功分器，其特征在于：该功分器的输入端由一段特性阻抗为50欧姆的直微带线(1)构成，微带线之后，分成上下对称的两条支路，每条支路由输入平行耦合线(2)、弯折微带线(3)和输出平行耦合线(5)组成，所述弯折微带线(3)将输入平行耦合线(2)和输出平行耦合线(5)连接成一环路，在弯折微带线(3)上，各有一个射频金属化通孔(4)；最后由两条弯折50欧姆微带线(6)输出，100欧姆电阻(12)接在两条弯折50欧姆微带线(6)之间的起始端；两金属化通孔(9)位于输入平行耦合线(2)和输出平行耦合线(5)正中间，并靠近整体模型中线，两个贴片电容(7)和两变容管(8)对称分布在两金属化通孔(9)两侧，两贴片电容(7)接在外侧，并分别与输入平行耦合线(2)和输出平行耦合线(5)相连；两上拉电阻(10)，一端分别于贴片电容(7)和变容管(8)中间相连，另一端接于直流馈电焊盘(11)。
2.根据权利要求1所述的一种具有谐波抑制功能的电调滤波型功分器，其特征在于：所述射频金属化通孔(4)分别位于上下两弯折微带线(3)上，并位于其中间，将弯折微带线(3)连接到地板，组成了上下两个具有滤波特性的90度移相双模谐振器。
3.根据权利要求1所述的一种具有谐波抑制功能的电调滤波型功分器，其特征在于：两个贴片电容(7)、两变容管(8)和两金属化通孔(9)与特性阻抗为50欧姆的直微带线(1)共线，并与两上拉电阻(10)平行；直流馈电焊盘(11)在两金属化通孔(9)的正下方，两上拉电阻(10)对称分布于直流馈电焊盘(11)两侧，与变容管(8)和两金属化通孔(9)围成矩形。
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