CN105140613A - 一种单频段电调滤波型功分器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种单频段电调滤波器型功分器，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，并解决可调滤波型功分器可调单元数量正比于功分支路数量带来的复杂性和高成本问题。采用的创新性方案为用输入平行耦合线(2)、弯折微带线(3)和输出平行耦合线(4)构成滤波移相支路，使滤波功分支路共用单个变容管(6)来实现工作频率的电调变换。本发明可用于微波通信系统，其优点是适用于系统的小型化、低成本和高集成度。

Description

一种单频段电调滤波型功分器

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单频段电调滤波型功分器。

背景技术

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。器件多功能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，可以减小电路尺寸，减小差损。可调器件也是一种有效缩减电路尺寸和复杂度的常用方法，单个功能可调的器件，可以代替多个固定性能的器件，从而实现电路的小型化。

实现具有滤波特性的功分器的可调，可以进一步实现电路的小型化和低成本。通常滤波功分器只是将功分器的四分之一波长功分分枝节，用等效为四分之一波长枝节的滤波器代替，虽然减小了尺寸，但是和直接用滤波器和功分器级联的方案相比，所用滤波器的数量和功分枝节成正比。尤其对于要实现可调滤波特性的功分器，可调器件及其直流偏置电路也将大幅增加，反而增加了电路的复杂度和成本。

发明内容

本发明的目的是提出一种单频段电调滤波型功分器，该功分器内部集成了可调滤波器，以实现功分器的额外可调滤波特性，并减少可调元件的数量。

本发明的技术方案是：

一种单频段电调滤波型功分器，该功分器的输入端由直线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。最后由两条弯折50欧姆微带线输出，两个串联50欧姆电阻连接在两条弯折50欧姆微带线之间的起始端。变容管和上拉电阻都接在输入平行耦合线的正中间，两个金属化通孔接在变容管另一端。直流偏置焊盘接在上拉电阻的另一端，贴片电容连接在输出平行耦合线的正中间。

进一步的，弯折微带线连接输入平行耦合线、输出平行耦合线和贴片电容，形成环路，组成了上下两个具有滤波特性的90度移相谐振器。

进一步的，变容管和上拉电阻相互垂直，和输入平行耦合线都是呈45度夹角，两金属化通孔采用圆形孔，对称分布在变容管一端引脚两侧，并且不与变容管引脚重叠。

本发明的优点和有益效果：

(1)本发明具有结构紧凑，成本低的优点。一方面，通过将可调滤波器集成到功分器内部，使电路尺寸降低；另一方面，功分器两条支路，共用一个变容管，减少了变容管偏置电路，从而降低了整体电路的尺寸和成本。

(2)本发明具有损耗低的优点。由于只采用单个变容管，因此由变容管带来的损耗更小，并且不会产生由多个变容管的不一致性带来的损耗。

(3)本发明具有隔离度好的优点。采用隔离电阻，保证每个工作频带内的隔离度，并且隔离电阻由两电阻实现，减小隔离电阻的寄生电路，缩小了隔离频点的偏移。

(4)本发明采用一贴片电容，移除由电路本身带来的低频毛刺，保证了通带附近的隔离度。

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

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4组成，构成具有滤波特性的90度移相谐振器，等效为电长度为四分之波长，特性阻抗为1.414倍输入输出50欧姆微带线的阻抗，即70.7欧姆的功分枝节。最后由两条弯折50欧姆微带线5输出，两个50欧姆电阻9，串联成100欧姆，连接在两条弯折50欧姆微带线5之间的起始端，作为Wilkinson型功分器的隔离电阻。变容管6和上拉电阻10都接在输入平行耦合线2的正中间，两个金属化通孔7接在变容管6另一端，直流偏置焊盘11接在上拉电阻10的另一端，容值为20pF的贴片电容8连接在输出平行耦合线4的正中间。

进一步的，弯折微带线3连接输入平行耦合线2、输出平行耦合线4和贴片电容8，形成环路，组成了上下两个具有滤波特性的90度移相谐振器，输入平行耦合线2和输出平行耦合线4长度相同，都是9.7mm。调节接在输入平行耦合线2正中间的变容管6的容值，使此谐振器的谐振频率发生变化，从而改变滤波型功分器的中心频率。

进一步的，变容管6和上拉电阻10相互垂直，和输入平行耦合线2都是呈45度夹角，两金属化通孔7采用直径为0.5mm的圆形孔，对称分布在变容管6一端引脚两侧，并且不与变容管7引脚重叠，两金属化通孔7中心间距为0.7mm。

该滤波型功分器采用的介质基板为TaconicRF-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27mm×35.9mm。变容管6为InfineonBB857，其电容容值的可调范围为0.5pF-6.5pF；贴片电容8，容值为20pF，封装为0603；两50欧姆电阻封装为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1.5pF时，该滤波型功分器的中心频率，从1800MHz变化到2100MHz，可调范围为300MHz，同时在工作中心频率处，隔离度保持很好的性能，隔离度均大于25dB，插入损耗均小于1.8dB。

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)

1.一种单频段电调滤波型功分器，其特征在于：该功分器的输入端由直线50欧姆微带线(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(4)组成，最后由两条弯折50欧姆微带线(5)输出；两个串联50欧姆电阻(9)连接在两条弯折50欧姆微带线(5)之间的起始端；变容管(6)和上拉电阻(10)都接在输入平行耦合线(2)的正中间，两个金属化通孔(7)接在变容管(6)另一端；直流偏置焊盘(11)接在上拉电阻(10)的另一端，贴片电容(8)连接在输出平行耦合线(4)的正中间。

2.根据权利要求1所述的一种单频段电调滤波型功分器，其特征在于：弯折微带线(3)连接输入平行耦合线(2)、输出平行耦合线(4)和贴片电容(8)，形成环路，组成了上下两个具有滤波特性的90度移相谐振器。

3.根据权利要求1所述的一种单频段电调滤波型功分器，其特征在于：变容管(6)和上拉电阻(10)相互垂直，并与输入平行耦合线(2)都是呈45度夹角，两金属化通孔(7)采用圆形孔，对称分布在变容管(6)一端引脚两侧，并且不与变容管(6)引脚重叠。