CN106025463A - 一种半模基片集成波导双工器 - Google Patents

一种半模基片集成波导双工器 Download PDF

Info

Publication number
CN106025463A
CN106025463A CN201610386601.XA CN201610386601A CN106025463A CN 106025463 A CN106025463 A CN 106025463A CN 201610386601 A CN201610386601 A CN 201610386601A CN 106025463 A CN106025463 A CN 106025463A
Authority
CN
China
Prior art keywords
duplexer
substrate integrated
metal
hmsiw
cavity
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN201610386601.XA
Other languages
English (en)
Inventor
李国辉
吴玉丹
杨维
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
University of Shanghai for Science and Technology
Original Assignee
University of Shanghai for Science and Technology
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by University of Shanghai for Science and Technology filed Critical University of Shanghai for Science and Technology
Priority to CN201610386601.XA priority Critical patent/CN106025463A/zh
Publication of CN106025463A publication Critical patent/CN106025463A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01P—WAVEGUIDES; RESONATORS, LINES, OR OTHER DEVICES OF THE WAVEGUIDE TYPE
    • H01P1/00—Auxiliary devices
    • H01P1/20—Frequency-selective devices, e.g. filters
    • H01P1/207—Hollow waveguide filters

Landscapes

  • Control Of Motors That Do Not Use Commutators (AREA)

Abstract

本发明公开了一种半模基片集成波导双工器，包括介质板层，还包括介质板层正面的上金属镀层以及介质板层反面的下金属镀层；所述上金属镀层有输入端口和两个输出端口，输入输出采用50Ω微带线直接耦合馈电；所述上金属镀层上设有接地金属通孔。本发明双工器采用HMSIW结构易于集成，又具备了功率容量大、高Q、低损耗以及适用频率高等特点。相较一般SIW结构，HMSIW减小约一半尺寸，大大地减小了双工器的体积。

Description

一种半模基片集成波导双工器
技术领域
本发明涉及一种半模基片集成波导（HMSIW，Half Mode Substrate IntegratedWaveguide）双工器，属于无线通信系统领域。
背景技术
随着无线通信技术的不断发展和广泛应用，滤波器在通信系统中扮演着越来越重要的角色，其性能的好坏是整个通信系统中的关键。所以既要求其具有更低的插入损耗，以减小有用信号的衰减，又要求其具有更好的矩形系数和更宽的阻带，以减小无用信号的干扰，以及更小的体积、更轻的重量。
基片集成波导滤波器因性能较优、体积小、易于平面电路集成也一直是微波、毫米波领域的研究热点。
双工器是在滤波器的基础上发展起来的，主要用于异频双工电台、中继台、基站、卫星等无线通信系统中。双工器是由两个不同通频段的滤波器通过阻抗匹配网络连接组成的，其作用是发射信号和接收信号隔离，保证信号的发射和接收能同时进行，从而接收和发射能共用一副天线。
早期的双工器性能较差，传统矩形波导双工器虽然具有很好的电气性能指标，但其体积大、成本高且不易与电路集成。微带双工器虽然体积小，成本低，易加工，但其插入损耗大并且电路Q值低。双工器是通信系统设备必不可少的器件，降低双工器的体积和成本对于整个通信系统成本的降低有非常重要的意义。高选择性、小型化、低成本的双工器是市场的迫切需求。
发明内容
针对现有技术存在的缺陷，本发明的目的在于提供一种半模基片集成波导双工器，具有体积小、易于集成和成本低等特点。
为达到上述目的，本发明的构思是：
发送滤波器（TX）和接收滤波器（RX）都采用半模SIW谐振腔，半模SIW腔比一般SIW腔体尺寸减小约一般尺寸，有利于小型化需求。另外HMSIW本身不支持传输TE2mn模式和TM模式，因此拥有更好的抑制寄生通带的性能从而获得更宽的阻带。在每个腔体内部蚀刻三条缝隙，每两个缝隙之间的部分构成一个谐振器，三条缝隙分别将一个HMSIW腔体分成两个谐振腔，构成二阶带通滤波器。通过改变这些缝隙的尺寸可以达到调整各个通道的中心频率和带宽的效果。采用T型接头连接两个通道滤波器，输入输出采用50Ω微带线直接耦合馈电方式，T型接头采用跃宽度微带线来弥补T型节本身带来的的不连续性。T型接头采用弯折形结构，满足小型化需求。
根据上述发明构思，本发明采用下述技术方案：
一种半模基片集成波导双工器，包括介质板层，还包括介质板层正面的上金属镀层以及介质板层反面的下金属镀层；所述上金属镀层有输入端口和两个输出端口，输入输出采用50Ω微带线直接耦合馈电；所述上金属镀层上设有接地金属通孔。
所述上金属镀层上设有两个长方形HMSIW腔，所述金属通孔作为谐振腔的腔体壁，在每个HMSIW谐振腔的腔体内设置三条缝隙，每两条缝隙之间的部分构成一个谐振腔，三条缝隙分别将一个HMSIW腔体分成两个谐振腔，构成二阶带通滤波器，通过改变三条缝隙之间的尺寸调整各带通滤波器的中心频率和带宽。
所述输入端口通过T型接头连接两个带通滤波器的输入端口，所述T型接头采用阶跃宽度微带线连接两带通滤波器以弥补T型节本身带来的不连续性，T型接头采用弯折形结构，满足小型化需求。
所述介质板层为介电常数的介质板，其厚度h为0.45-0.65mm。
所述上金属镀层和下金属镀层选用导电性能较好的金属材料，如金、或银、或铜。
本发明与现有技术比较，具有如下显而易见的突出实质性特点和显著优点：
本发明双工器采用HMSIW结构易于集成，又具备了功率容量大、高Q、低损耗以及适用频率高等特点。相较一般SIW结构，HMSIW减小约一半尺寸，大大地减小了双工器的体积。相比传统二阶滤波器采用两个独立的SIW腔体，该滤波器通过在腔体内蚀刻三条缝隙，每两条缝隙之间的部分构成一个谐振器，在不增加腔体的情况下达到二阶滤波器效果，从这个角度来说，又相对减小了一半的尺寸。另外通过改变缝隙的尺寸可以调整各通道的中心频率和带宽。输入输出采用微带线直接耦合馈电方式，设计简单。采用弯折形的T型接头连接两个通道滤波器，满足小型化需求。
附图说明
图1是本发明半模基片集成波导（HMSIW）双工器的结构示意图。
图2是本发明半模基片集成波导（HMSIW）双工器上金属镀层的结构示意图。
图3是本发明具体实施例的结构示意图。
图4是半模基片集成波导（HMSIW）双工器的S11、S21和S31示意图。
图5是半模基片集成波导（HMSIW）双工器的隔离度S23示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的优选实施例作详细说明：
参见图1和图2，一种半模基片集成波导双工器，包括介质板层2，还包括介质板层2正面的上金属镀层1以及介质板层2反面的下金属镀层3；所述上金属镀层1有输入端口1-1和两个输出端口1-2、1-3，输入输出采用50Ω微带线直接耦合馈电；所述上金属镀层1上设有接地金属通孔5。
所述上金属镀层1上设有两个长方形HMSIW腔，比一般SIW腔体尺寸减小约一半尺寸，有利于小型化需求。所述金属通孔5作为谐振腔的腔体壁，在每个HMSIW谐振腔的腔体内设置三条缝隙6、7，每两条缝隙之间的部分构成一个谐振腔，三条缝隙分别将一个HMSIW腔体分成两个谐振腔，构成二阶带通滤波器，通过改变三条缝隙之间的尺寸调整各带通滤波器的中心频率和带宽。所述输入端口1-1通过T型接头4连接两个带通滤波器的输入端口2-1、2-2，所述T型接头4采用阶跃宽度微带线连接两带通滤波器以弥补T型节本身带来的不连续性，T型接头4采用弯折形结构，满足小型化需求。
所述介质板层2为介电常数的介质板。
图3是本实施例的结构示意图，经过设计、仿真和优化，本实施例的半模基片集成波导（HMSIW）双工器的具体尺寸如下：
W=57.5mm, L=102mm, a1=22mm, a2=15.5mm, b1=69.5mm, b2=52.5mm, Wl1=0.15mm,W12=0.25mm, W13=0.15mm, W21=0.13mm, W22=0.25mm, W23=0.13mm, d11=15mm,d12=15.5mm, d13=15mm, d21=11.8mm, d22=12.2mm, d23=11.8mm,
其中，W和L分别为介质板层2的宽度和长度，a1、b1分别为高通道滤波器HMSIW腔体的宽度和长度，a2、b2分别为低通道滤波器HMSIW腔体的宽度和长度，dl1~d13和Wl1~W13分别为高通道滤波器腔体内蚀刻的三条缝隙的长和宽，d21~d23和W21~W23分别为低通道滤波器腔体内蚀刻的三条缝隙的长和宽。
本实施例的半模基片集成波导（HMSIW）双工器的中心频率为2.45GHz/3.5GHz，通过电磁仿真软件HFSS进行仿真，调试。
图4显示了该半模基片集成波导（HMSIW）双工器的S11、S21和S31仿真结果。图5显示了该双工器的隔离度S23仿真结果。仿真结果表明，该双工器具有良好的通带效果，两通道回波损耗都在21/23dB以下，插入损耗低于1.4/1.5dB，两通道隔离度大于37.8dB。

Claims (4)

1.一种半模基片集成波导双工器，包括介质板层（2），其特征在于，还包括介质板层（2）正面的上金属镀层（1）以及介质板层（2）反面的下金属镀层（3）；所述上金属镀层（1）有输入端口（1-1）和两个输出端口（1-2、1-3），输入输出采用50Ω微带线直接耦合馈电；所述上金属镀层（1）上设有接地金属通孔（5）。
2.根据权利要求1所述的半模基片集成波导双工器，其特征在于，所述上金属镀层（1）上设有两个长方形HMSIW腔，所述金属通孔（5）作为谐振腔的腔体壁，在每个HMSIW谐振腔的腔体内设置三条缝隙（6、7），每两条缝隙之间的部分构成一个谐振腔，三条缝隙分别将一个HMSIW腔体分成两个谐振腔，构成二阶带通滤波器，通过改变三条缝隙之间的尺寸调整各带通滤波器的中心频率和带宽。
3.根据权利要求1所述的半模基片集成波导双工器，其特征在于，所述输入端口（1-1）通过T型接头（4）连接两个带通滤波器的输入端口（2-1、2-2），所述T型接头（4）采用阶跃宽度微带线连接两带通滤波器以弥补T型节本身带来的不连续性，T型接头（4）采用弯折形结构，满足小型化需求。
4.根据权利要求1所述的半模基片集成波导双工器，其特征在于，所述介质板层（2）为介电常数的介质板，其厚度h为0.45-0.65mm。
CN201610386601.XA 2016-06-04 2016-06-04 一种半模基片集成波导双工器 Pending CN106025463A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201610386601.XA CN106025463A (zh) 2016-06-04 2016-06-04 一种半模基片集成波导双工器

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201610386601.XA CN106025463A (zh) 2016-06-04 2016-06-04 一种半模基片集成波导双工器

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN106025463A true CN106025463A (zh) 2016-10-12

Family

ID=57089472

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201610386601.XA Pending CN106025463A (zh) 2016-06-04 2016-06-04 一种半模基片集成波导双工器

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN106025463A (zh)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108199138A (zh) * 2018-04-02 2018-06-22 信阳师范学院 半模基片集成波导背腔自双工天线
CN111247690A (zh) * 2017-10-18 2020-06-05 瑞典爱立信有限公司 滤波器装置
CN113224489A (zh) * 2021-05-07 2021-08-06 杭州电子科技大学 一种传输零点位置独立可控的hmsiw滤波器

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN2914354Y (zh) * 2006-07-10 2007-06-20 东南大学 半模基片集成波导
CN101867079A (zh) * 2009-04-20 2010-10-20 天津海泰超导电子有限公司 一种高温超导微带双工器
CN102723564A (zh) * 2011-03-30 2012-10-10 南京航空航天大学 镜像连接半模基片集成波导t形功率分配器
CN203690451U (zh) * 2013-11-27 2014-07-02 成都九洲迪飞科技有限责任公司 双工器

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN2914354Y (zh) * 2006-07-10 2007-06-20 东南大学 半模基片集成波导
CN101867079A (zh) * 2009-04-20 2010-10-20 天津海泰超导电子有限公司 一种高温超导微带双工器
CN102723564A (zh) * 2011-03-30 2012-10-10 南京航空航天大学 镜像连接半模基片集成波导t形功率分配器
CN203690451U (zh) * 2013-11-27 2014-07-02 成都九洲迪飞科技有限责任公司 双工器

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
《中国优秀硕士学位论文全文数据库信息科技辑》 *

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111247690A (zh) * 2017-10-18 2020-06-05 瑞典爱立信有限公司 滤波器装置
CN111247690B (zh) * 2017-10-18 2022-04-01 瑞典爱立信有限公司 滤波器装置、相关的天线装置和无线设备及相关滤波方法
US11374297B2 (en) 2017-10-18 2022-06-28 Telefonaktiebolaget Lm Ericsson (Publ) Filter arrangement
CN108199138A (zh) * 2018-04-02 2018-06-22 信阳师范学院 半模基片集成波导背腔自双工天线
CN113224489A (zh) * 2021-05-07 2021-08-06 杭州电子科技大学 一种传输零点位置独立可控的hmsiw滤波器
CN113224489B (zh) * 2021-05-07 2021-11-02 杭州电子科技大学 一种传输零点位置独立可控的hmsiw滤波器

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN110444840B (zh) 基于枝节负载谐振器的双频差分带通滤波器
CN112332054B (zh) 一种基于非对称式耦合线的双通带带通滤波器
EP3439110A1 (en) Filter feed network and base-station antenna
CN109301416B (zh) 悬置基片集成波导传输线
CN206602169U (zh) 一种基于双层微带的超宽带低损耗功率分配器
CN106654555B (zh) 一种小型非对称高隔离度uwb-mimo天线
KR101919456B1 (ko) 일체형 유전체 세라믹 도파관 듀플렉서
CN106129558B (zh) 基于开口谐振环结构的超材料微波滤波器
CN108183293A (zh) 平面微带双工器
CN105375093A (zh) 工作频率可调的微带功分器
CN104795614A (zh) 宽阻带电调双频带通滤波器
CN106025463A (zh) 一种半模基片集成波导双工器
CN114284673B (zh) 一种基片集成波导双频带滤波巴伦
CN103972617A (zh) 基于枝节加载双模谐振器的宽带双工器
CN105140603A (zh) 缝隙电容加载双模双通带滤波器
CN104134836B (zh) 一种基于四分之一波长短路馈线的平面双工器
CN105826640B (zh) 一种基于多模谐振器的双模巴伦带通滤波器
CN109037873B (zh) 一种带过渡结构的模式复合传输线
CN113193370B (zh) 一种基于模式正交的自双工介质谐振器天线
CN215732192U (zh) 一种小型化具有五陷波特性的uwb-mimo天线
CN110739517B (zh) 一种一分三路单端-平衡式微波滤波功率分配系统
CN210296585U (zh) 基于共面波导的单腔双频带微波滤波器
CN110416674B (zh) 基于共面波导的单腔双频带微波滤波器
CN113488752A (zh) 一种基于c型谐振器的五陷波微型超宽带滤波器
CN207517859U (zh) 一种双工“工”字形槽天线

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
RJ01 Rejection of invention patent application after publication
RJ01 Rejection of invention patent application after publication

Application publication date: 20161012