CN108183293A - 平面微带双工器 - Google Patents

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张静静
杨亚南
孙琳琳
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Abstract

本发明提供了一种平面微带双工器，包括微带电路和双面覆铜介质板，双面覆铜介质板的正面设有微带电路，背面为覆铜接地板，所述微带电路包括输入端T型接头、高通滤波器、低通滤波器和两个输出端口，所述高通滤波器和低通滤波器均为微带短截线结构，其一端通过四分之一阻抗变换线并联在输入端T型接头上，高通滤波器和低通滤波器的另一端分别接一个输出端口。所述高通滤波器各短截线通过接地孔可用焊锡与覆铜接地板连接上，连接后成为短路端引入磁耦合。本发明的平面微带双工器具有结构简单、重量轻、体积小、带内插损小、方便调谐、生产制造成本低等诸多优点。

Description

平面微带双工器
技术领域
本发明涉及射频通信技术领域，具体涉及一种平面微带双工器。
背景技术
双工器是通信***设备必不可少的器件。随着无线通信***频率资源的愈加紧缺，对双工器的性能指标的要求也越来越高。降低双工器的体积和成本对于整个通信***成本的降低有非常重要的意义。高选择性、高隔离、小型化、低成本的新型双工器是市场的迫切需求，也是双工器发展的必然趋势。
目前，双工器主要用于微波毫米波电路***中，以达到收发双工信道和频段双工通信的目的。双工器的主要设计包括滤波器的设计，而根据滤波器的实现方式可分：波导结构、同轴结构、微带结构双工器。采用波导腔体以及同轴结构的特点是：功率容量大、品质因数高、***损耗低，但是这些结构的工作频带窄（相对带宽只有百分之几到百分之几十）、体积大，无法在一些对重量以及体积限制的场合使用。采用平面微带结构实现的双工器一般体积小、重量轻、方便调谐，因此平面双工器作为一种方便使用的结构仍然广泛应用于微波毫米波电路中。
发明内容
本发明的目的在于提供一种应用于收发***的平面微带双工器，旨在解决现有平面微带双工器产品中存在的体积大、结构复杂、带内***损耗大等问题。
实现本发明目的的技术解决方案为：一种平面微带双工器，包括微带电路和双面覆铜介质板，双面覆铜介质板的正面设有微带电路，背面为覆铜接地板，所述微带电路包括输入端T型接头、高通滤波器、低通滤波器和两个输出端口，高通滤波器的输入端接输入端T型接头，高通滤波器的输出端接一个输出端口，低通滤波器的输入端接输入端T型接头，低通滤波器的输出端接另一个输出端口。
所述输入端T型接头和两个输出端口均采用50欧姆阻抗匹配微带线，在距离输入端T型接头3mm处以及距离输出端口3mm处，分别设置了接地区域，便于输入输出接插件外壳接地，保证双工器的使用性能。
所述高通滤波器由四条短截线构成，短截线通过接地孔用焊锡与双面覆铜介质板的覆铜接地板连接上，连接后成为短路端引入磁耦合。
本发明与现有技术相比，其显著优点在于：（1）采用微带线结构，方便调谐，介质板介电常数为3.3，有效缩小了双工器体积，实现小型化；（2）采用微带短截线形式设计高通滤波器和低通滤波器，减小了信号传输过程中的***损耗；（3）高通滤波器的短截线通过接地孔接地，引入磁耦合。
附图说明
图1是本发明的平面微带双工器结构示意图。
图2是本发明的平面微带双工器版图示意图，其中（a）为正面，（b）为背面。
图3是本发明的平面微带双工器带内***损耗仿真结果图。
图4是本发明的平面微带双工器输入端口回波损耗仿真结果图。
图5是本发明的平面微带双工器两个输出端口回波损耗仿真结果图。
图6是本发明的平面微带双工器2端口和3端口隔离度仿真结果图。
具体实施方式
下面结合附图进一步详细描述本发明的技术方案。
结合图1和图2，一种平面微带双工器，包括微带电路和双面覆铜介质板，双面覆铜介质板的正面设有微带电路，背面为覆铜接地板，所述微带电路包括输入端T型接头、高通滤波器、低通滤波器和两个输出端口，高通滤波器的输入端接输入端T型接头，高通滤波器的输出端接一个输出端口，低通滤波器的输入端接输入端T型接头，低通滤波器的输出端接另一个输出端口。
所述输入端T型接头和两个输出端口均采用50欧姆阻抗匹配微带线，在距离输入端T型接头3mm处以及距离输出端口3mm处，分别设置了接地区域，便于输入输出接插件外壳接地，保证双工器的使用性能。
所述输入端T型接头纵向枝节的长度分别为和的50欧姆阻抗匹配微带线，其中为低通滤波器所使用频段的中心频率，为高通滤波器所使用频段的中心频率。为防止两个滤波器互相影响，经仿真优化后为2.9mm，为5.2mm。
所述高通滤波器和低通滤波器均为微带短截线结构，采用了理查德变换和科洛达规则，减小了双工器的***损耗，同时此结构紧凑，减小了双工器体积。
所述高通滤波器由四条短截线构成，短截线通过接地孔用焊锡与双面覆铜介质板的覆铜接地板连接上，连接后成为短路端引入磁耦合。
所述双面覆铜介质板采用介电常数为3.3、厚度为0.508mm的Rogers4533板材，也缩小了双工器尺寸。
实施例1
如图1所示，本发明的平面微带双工器，包括微带电路和双面覆铜介质板，双面覆铜介质板的正面设有微带电路，背面为覆铜接地板，所述微带电路包括输入端T型接头、高通滤波器、低通滤波器和两个输出端口，所述高通滤波器和低通滤波器均为微带短截线结构，其一端通过四分之一阻抗变换线并联在输入端T型接头上，高通滤波器和低通滤波器的另一端分别接一个输出端口。
如图2所示，输入端T型接头其横向枝节为50欧姆开路微带线，通过接插件输入外部信号。所述两个输出端口均为50欧姆开路微带线，通过接插件输出信号。所述高通滤波器各短截线通过接地孔可用焊锡与覆铜接地板连接上，连接后成为短路端引入磁耦合。
如图3所示，所述平面微带双工器中的高通滤波器所使用频段为5.6GHz-6GHz，带内***损耗小于-0.5dB，低通滤波器所使用频段为2.2GHz-2.6GHz，带内***损耗小于-0.5dB。
如图4所示，输入端口port1回波损耗优于-14dB。
如图5所示，高通滤波器输出端口port2回波损耗驻波比优于-16dB，低通滤波器输出端口port3回波损耗驻波比优于-14dB。
如图6所示，port2，port3端口隔离大于38dB。

Claims (7)

1.一种平面微带双工器，其特征在于：包括微带电路和双面覆铜介质板，双面覆铜介质板的正面设有微带电路，背面为覆铜接地板，所述微带电路包括输入端T型接头、高通滤波器、低通滤波器和两个输出端口，高通滤波器的输入端接输入端T型接头，高通滤波器的输出端接一个输出端口，低通滤波器的输入端接输入端T型接头，低通滤波器的输出端接另一个输出端口。
2.根据权利要求1所述的平面微带双工器，其特征在于：所述输入端T型接头和两个输出端口均采用50欧姆阻抗匹配微带线，在距离输入端T型接头3mm处以及距离输出端口3mm处，分别设置了接地区域，便于输入输出接插件外壳接地，保证双工器的使用性能。
3.根据权利要求1所述的平面微带双工器，其特征在于：所述输入端T型接头纵向枝节的长度分别为和的50欧姆阻抗匹配微带线，其中为低通滤波器所使用频段的中心频率，为高通滤波器所使用频段的中心频率。
4.根据权利要求3所述的平面微带双工器，其特征在于：所述为2.89mm，为5.2mm。
5.根据权利要求1所述的平面微带双工器，其特征在于：所述高通滤波器和低通滤波器均为微带短截线结构，采用了理查德变换和科洛达规则，减小了双工器的***损耗，同时此结构紧凑，减小了双工器体积。
6.根据权利要求1或5所述的平面微带双工器，其特征在于：所述高通滤波器由四条短截线构成，短截线通过接地孔用焊锡与双面覆铜介质板的覆铜接地板连接上，连接后成为短路端引入磁耦合。
7.根据权利要求1所述的平面微带双工器，其特征在于：所述双面覆铜介质板采用介电常数为3.3、厚度为0.508mm的Rogers4533板材。
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