CN103943928B - 一种具有滤波及功分特性的平面巴伦 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种具有滤波及功分特性的平面巴伦，包括基片集成波导、基片集成波导感性窗以及金属贴片，基片集成波导感性窗位于基片集成波导内，金属贴片包括上表面金属贴片和下表面金属贴片，在介质基片上表面设有上表面金属贴片、输入端，第一输出端以及上槽线；在介质基片下表面设有下表面金属贴片、第二输出端以及下槽线。与现有技术相比，本发明是将基片集成波导滤波器、基片集成波导功分器和基片集成波导巴伦有机地集成在一起，形成了具有很好频率选择特性以及能量分配特性的基片集成波导滤波功分巴伦。整个巴伦采用传统的PCB工艺实现，有利于在微波毫米波电路的集成，该巴伦结构简单，易于设计。

Description

一种具有滤波及功分特性的平面巴伦

技术领域

本发明涉及一种可应用于微波毫米波电路的设计，也可用于SOP、SOC等高度集成系统中的微波毫米波阵列天线设计的基片集成波导滤波功分巴伦。

背景技术

巴伦是许多微波毫米波系统中的关键部件，随着当今通信技术的不断发展，对于具有小型化、宽频带、易于集成性及高性能的巴伦有着迫切的需求。在通信系统中，一方面由于有源器件的非线性特性，对滤波器的选择性提出了很高的要求；另一方面，对于阵列天线的馈电系统，要求功分器具有良好的能量分配特性。常用的巴伦仅仅具有阻抗变换以及转换信号的作用，它并不具有频率选择特性以及功率分配特性。因而在完整的系统设计中，往往需要进行额外地设计滤波器以及功分器。这样一来使得系统的设计成本急剧增加。因此需要有一种能够具有很好的频率选择特性以及功率分配特性的巴伦，一方面能够抑制带外杂波和干扰，另一方面能够进行能量的分配，从而降低对系统中其它器件设计指标的要求，降低系统设计成本。

发明内容

技术问题：本发明提供了一种可用于微波射频系统以及阵列天线设计中的具有滤波及功分特性的平面巴伦，它具有宽频带、高选择性、等能量分配、转换信号等优点，而且体积小、集成度高、加工成本较为低廉。

技术方案：

为解决上述技术问题，本发明的技术方案是：

一种具有滤波及功分特性的平面巴伦，包括基片集成波导、基片集成波导感性窗以及金属贴片，所述的基片集成波导感性窗位于所述的基片集成波导内，其特征在于：所述的金属贴片包括上表面金属贴片和下表面金属贴片，所述的基片集成波导包括具有金属化通孔的介质基片，在介质基片上表面设有所述上表面金属贴片、输入端，第一输出端以及上槽线；在介质基片下表面设有下表面金属贴片、第二输出端以及下槽线；所述的上金属贴片和下表面金属贴片由金属化通孔连接，所述的金属化通孔至少两行，在上表面金属贴片的两行金属化通孔之间设置所述的上槽线，在下表面金属贴片的两行金属化通孔之间设置所述的下槽线，所述的第一输出端与第二输出端分别置于介质基片的上下表面以形成一个相位180°的延迟。

所述的上槽线为所述上表面金属贴片边缘向输入端延伸的一条，所述的下槽线为中部断开的两条。通过上槽线和下槽线提高第一输出端以及第二输出端之间的隔离度。

有益效果：与现有技术相比，本发明有如下优点：

本发明是将基片集成波导滤波器、基片集成波导功分器和基片集成波导巴伦有机地集成在一起，形成了具有很好频率选择特性以及能量分配特性的基片集成波导滤波功分巴伦。整个巴伦采用传统的PCB工艺实现，有利于在微波毫米波电路的集成，该巴伦结构简单，易于设计，具有如下优点：

1)整个巴伦主要有金属化通孔、金属贴片及槽线组成，金属化通孔阵列组成了感性窗谐振腔，整个结构可以用传统的PCB或LTCC工艺实现。

2)与一般的巴伦相比，该巴伦具有很宽的工作频带、很好的频率选择特性以及能量分配特性。

3)该巴伦设计成本低廉，加工实物后无需额外调试。

4)由于巴伦工作在较高频的微波电路中，它的尺寸小、重量轻、结构简单。

附图说明

图1是本发明结构主视图。

图2是本发明结构后视图。

图3是图1T-T’剖视图的局部放大。

图4是本发明结构端口测试结果图。

图5是本发明结构端口不平衡度测试结果图。

图中包括：金属化通孔1，输入端2，第一输出端3，第二输出端4，金属贴片5，上表面金属贴片51，下表面金属贴片52，介质基片6，基片集成波导感性窗7，上槽线8，下槽线9。

具体实施方式

本发明由PCB工艺实现，制作方法和过程结合图1和图2来说明。该巴伦由金属贴片5、介质基片6、金属化通孔1组成，其中金属贴片5包括上表面金属贴片51和下表面金属贴片52，上表面金属贴片51位于介质基片6的上表面，上表面金属贴片51包括输入端2和第一输出端3以及上槽线8。下表面金属贴片52包括第二输出端4和下槽线9。上表面金属贴片51和下表面金属贴片52由金属通孔1连接起来，实际加工时是将金属通孔打穿，对通孔做金属化即可。整个巴伦使用单层PCB板即可加工完成，对工艺要求不高。将利用PCB技术实现的一种具有滤波及功分特性的平面巴伦作为测试对象，对本发明的测试结果表明：该巴伦有很好的频率选择性，体积较小，见图4和图5。

Claims (1)

1.一种具有滤波及功分特性的平面巴伦，包括基片集成波导、基片集成波导感性窗以及金属贴片，所述的基片集成波导感性窗位于所述的基片集成波导内，其特征在于，所述的金属贴片包括上表面金属贴片（51）和下表面金属贴片（52），所述基片集成波导包括具有金属化通孔（1）的介质基片（6），在介质基片（6）上表面设有所述上金属贴片（51）、输入端（2）、第一输出端（3）以及上槽线（8）；在介质基片（6）下表面设有所述下表面金属贴片（52）、第二输出端（4）以及下槽线（9），所述上表面金属贴片（51）和下表面金属贴片（52）由金属化通孔（1）连接，所述的金属化通孔（1）为至少两行，在上表面金属贴片（51）的两行金属化通孔之间设置所述的上槽线（8），在下表面金属贴片（52）的两行金属化通孔之间设置所述的下槽线（9），所述的第一输出端（3）与第二输出端（4）分别置于介质基片（6）的上下表面以形成一个相位180°的延迟；所述的上槽线（8）为从所述上表面金属贴片（51）边缘向输入端（2）延伸的一条，所述的下槽线（9）为中部断开的两条；所述基片集成波导感性窗由所述金属化通孔构成且分布在所述上槽线两侧。