CN104091990A - 一种多路基片集成波导滤波功分器 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种多路基片集成波导滤波功分器，包含三层介质基板和分别位于最上层基板上表面，最下层基板下表面和基板与基板之间的四层金属；四边缘的金属化通孔形成矩形金属化通孔阵列；所述矩形金属化通孔阵列与基板和基板之间的两层金属层组成矩形谐振腔；矩形谐振腔左侧为输入端口，右侧为输出端口；可以灵活设计为一分四滤波功分器；以及一分二的同相或反相滤波功分器。输入和输出端口之间嵌有基片集成波导感性窗滤波器。本发明具有宽带，低插入损耗，良好的输入电压驻波比，各路输出信号幅度一致性好，以及低幅度不平衡性等优点。可以应用于微波毫米波天线馈电网络等，在通信，雷达等微波毫米波系统中有广泛的应用前景。
Description
技术领域
本发明涉及一种多路低插损、宽带基片集成波导滤波功分器，属于微波无源器件技术领域。
背景技术
功分器是功率合成放大器和天线阵列馈电系统的关键部件；以往功分器研究主要集中在拓宽带宽，小型化，多频响应。同时，带通滤波器也同样是通信系统中不可缺少的部件；主要研究方向在频率选择性，小型化，多个带通。在许多系统中功分器和滤波器通常是连接在一起使用，以实现滤波和功分的性能。这种设计只注重它们本身的性能，并且尺寸比较大。本发明联合优化设计滤波功分器，在同一个器件实现功分和滤波功能，可以有效的减小尺寸并且提高性能。
发明内容
发明目的：针对现有技术中存在的问题与不足，本发明提供一种新的基片集成波导多路滤波功分器，它具有宽带、低插损等优良特点。可以实现四路等幅输出或者两路等幅同相/反相输出，输出幅度一致性好、幅度不平衡小；并且有效抑制带外信号。适用于平面电路集成以及多路输出电路。
技术方案：一种多路基片集成波导滤波功分器，包括三层矩形介质基板和分别位于最上层基板上表面，最下层基板下表面和基板与基板之间的四层金属层；三层介质基板和四层金属层叠压在一起，形成滤波功分器本体；本体边缘处设有金属化通孔阵列，四边缘的金属化通孔形成矩形金属化通孔阵列；所述矩形金属化通孔阵列与基板和基板之间的两层金属层组成矩形谐振腔，以实现宽带工作；矩形谐振腔左侧为输入端口，右侧为输出端口；输入和输出端口之间嵌有基片集成波导感性窗滤波器，能够有效的抑制带外信号；位于最上层基板上表面的金属层和位于最下层基板下表面的金属层为微带线或者共面波导的走线。
可以将两路输出端口置于矩形谐振腔上面，两路输出端口置于矩形谐振腔下面，实现四路等幅输出，包括两路同相输出和两路反相输出；且可以将一分二滤波功分器两路输出端口均设置于矩形谐振腔的上/下面实现等幅同相输出，或者分别置于矩形谐振腔不同的面以实现等幅反相输出。
进一步地，输入和输出端口之间的基片集成波导感性窗滤波器可以为任意阶数。
进一步地，通过馈电探针转接微带线结构实现功率分配器与其他平面电路的集成。
有益效果：与现有技术相比，本发明提供的多路基片集成波导滤波功分器，采用传统的PCB技术，易于设计和加工。
具有如下优点：
1) 采用功分器和滤波器的联合设计，使得尺寸变小。
2) 使用谐振腔结构，该滤波功分器插入损耗小、频率选择性好。
3) 相比于现有的T/Y-型节一分二基片集成波导滤波功分器，该一分四滤波功分器可以改进随着输出端口增加，功分网络尺寸急剧增加的缺点。
附图说明
图1为本发明的一分二反相滤波功分器透视图；
图2为图1的俯视图；
图3为本发明的一分四滤波功分器透视图；
图4为反相一分二滤波功分器的S参数；
图5为反相一分二滤波功分器输出端口的相位差。
具体实施方式
下面结合具体实施例，进一步阐明本发明，应理解这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围，在阅读了本发明之后，本领域技术人员对本发明的各种等价形式的修改均落于本申请所附权利要求所限定的范围。
图1至图3为多路基片集成波导滤波功分器的结构示意图，其可用标准印刷电路板工艺加工。多路基片集成波导滤波功分器，包括金属化通孔阵列1、微带线2、馈电探针3、三层介质基板（分别为基板4、基板5和基板6）、基板与基板之间的两层金属层（分别为金属层7和金属层8）、以及分别位于最上层基板上表面，最下层基板下表面的两层金属层，位于最上层基板上表面的金属层和位于最下层基板下表面的金属层为微带线2的走线。三层介质基板和四层金属层叠压在一起，形成功分器本体。四边缘的金属化通孔形成矩形金属化通孔阵列1。矩形金属化通孔阵列1和金属层7、8组成矩形谐振腔。金属层7上设有第一过孔15，金属层8上设有第二过孔16。
通过馈电探针3转接微带线2结构实现功率分配器与其他平面电路的集成。
输入端口馈电探针3通过第一过孔15激励矩形谐振腔，每个输出端口馈电探针3通过第一过孔15或者第二过孔16实现一分二输出。输入端口和输出端口之间嵌有五阶基片集成波导感性窗滤波器50，本实施的滤波功分器工作在5-6GHz频段。
图4和图5是反相一分二滤波功分器的S参数和输出端口相位差。该一分二功分器具有良好的驻波特性，插入损耗小，幅度一致性好，带外选择性好。
Claims (4)
1. 一种多路基片集成波导滤波功分器，其特征在于：包括三层矩形介质基板和分别位于最上层基板上表面，最下层基板下表面和基板与基板之间的四层金属层；三层介质基板和四层金属层叠压在一起，形成滤波功分器本体；本体边缘处设有金属化通孔阵列，四边缘的金属化通孔形成矩形金属化通孔阵列；所述矩形金属化通孔阵列与基板和基板之间的两层金属层组成矩形谐振腔；矩形谐振腔左侧为输入端口，右侧为输出端口；输入和输出端口之间嵌有基片集成波导感性窗滤波器；位于最上层基板上表面的金属层和位于最下层基板下表面的金属层为微带线或者共面波导的走线。
2. 如权利要求1所述的多路基片集成波导滤波功分器，其特征在于：可以将两路输出端口置于矩形谐振腔上面，两路输出端口置于矩形谐振腔下面，实现四路等幅输出，包括两路同相输出和两路反相输出；且可以将一分二滤波功分器两路输出端口均设置于矩形谐振腔的上/下面实现等幅同相输出，或者分别置于矩形谐振腔不同面以实现等幅反相输出。
3. 如权利要求1所述的多路基片集成波导滤波功分器，其特征在于：输入和输出端口之间的基片集成波导感性窗滤波器可以为任意阶数。
4. 如权利要求1所述的多路基片集成波导滤波功分器，其特征在于：通过馈电探针转接微带线或者共面波导结构实现功率分配器与其他平面电路的集成。
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