CN107196027B - 一种小型化八通道双工器 - Google Patents

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Abstract

本发明提出了一种小型化八通道双工器，由两个不同频段的四通带滤波器、公共输入端口和输出端口组成，所述双工器的公共端信号先馈入到一个四通带滤波器，然后再采用串联方式馈入到另一个四通带滤波器，两个不同频段的四通带滤波器共同组成双工器的八个通道；应用多耦合电路技术满足各个通带耦合特性，电路具有结构紧凑、通道数量多、隔离度好、易加工、低成本等优点，可用于需要多通道、多系统集成的硬件平台设计中，在现代通信电子系统中拥有广阔的应用前景。

Description

一种小型化八通道双工器
技术领域
本发明涉及一种紧凑设计的小型化八通道双工器，可广泛应用于各种小型化微波电子系统中。
背景技术
双工器是通信电子系统中重要器件之一，而多通道双工器在现代移动通信中具有重要作用。双工器可将通信系统的上行与下行信号分离，以实现天线等微波器件的复用。传统的双工器通常使用波导腔体实现，存在体积大，成本高，加工复杂等缺点。另一方面,为了实现多通道和高隔离的特性，双工器的高通带和低通带滤波器需要各自产生更多的通带。然而，传统的多通道双工器一般采用多个谐振器实现多通道功能，这必然会极大地增加双工器的体积,从而产生多通道功能需求与电路小型化设计的矛盾。使用多模谐振器设计多通道(多通带)滤波器,从而实现多通道双工器的设计，是一种实现小型化多通道双工器的有效方法，在电子系统应用领域具有广阔的应用前景。本发明针对传统双工器存在的缺点，提出了一种小型化八通道双工器，具有小型化、低成本、易加工、低损耗等优势。
发明内容
本发明的目的是针对上述现有技术中存在的补足，提出了一种紧凑设计的小型化八通道双工器。通过引入多耦合电路和多模谐振器同时实现了双工器的小体积和多通带特性。
本发明提出的具体技术方案如下：
本发明电路是一种基于微带电路的小型化八通道双工器，包含两个不同频段的四通带滤波器、公共输入端口和输出端口。小型化八通道双工器的每个四通带滤波器由多个四模阶梯阻抗谐振器和多个多耦合电路组成，四模阶梯阻抗谐振器和多耦合电路的个数可根据设计需要来确定。为了提高通道的频率选择性和通道间隔离特性，四通带滤波器的输入端口与输出端口之间具有交叉耦合电路，以产生额外的传输零点。另外，本发明所提出的小型化八通道双工器的公共端信号先馈入到一个四通带滤波器，然后再采用串联方式馈入到另一个四通带滤波器，两个不同频段的四通带滤波器共同组成双工器的八个通道。
四通带滤波器的采用的四模阶梯阻抗谐振器具有两个奇模谐振频率和两个偶模谐振频率。这四个不同工作模式的频率可以通过调整四模阶梯阻抗谐振器的电路尺寸进行调节。同时，两相邻谐振器之间以及输入/输出端口与谐振器之间采用多耦合电路、交叉耦合电路。通过调整各个耦合度，在各个通带之间引入传输零点，以满足多带通滤波器多个通带的耦合度设计需求，实现所设计的多通带频率响应。
根据电路的互易性，本发明所提出的八通道双工器电路既可应用于多通道/多频带信号分离又可应用于多通道/多频带信号合路。当应用于多通道/多频带信号分离时，分别由两个输出端口各输出四个通道的信号。
本发明电路使用微带电路，通过在介质基板上蚀刻微带实现，使得本发明具有设计方便、尺寸小、易加工、成本低、可实现通道数量多、电路一致性好等优点。本发明电路可用于需要多通道、多系统集成的硬件平台设计中，在现代通信电子系统中有广阔的应用前景。
发明内容
图1是小型化八通道双工器电路结构示意图。
图2是八通道双工器频率响应(S21&S31)结果图。
图3是八通道双工器公共输入端口的回波损耗结果图。
图4是八通道双工器两个输出端口之间的隔离度(S32)结果图。
附图中标号对应名称为：(1)四通带滤波器Ⅰ，(2)四通带滤波器Ⅱ，(3)多耦合电路，(4)公共输入端口，(5)输出端口，(6)交叉耦合电路。
具体实施方式
下面通过举例对本发明做进一步的描述。
本实施例的八通道双工器电路结构如附图1所示，使用厚度为0.508mm的RF-35介质板实现该双工器。如图2所示，低通带的四个通道的中心频率分别为：2.5/3.3/5.2/6.65GHz,其-3dB分数带宽分别为：3％/4.5％/4％/4.6％；高通带的四个通道的中心频率分别为：3.82/4.65/5.5/7.2GHz，其-3dB分数带宽分别为：3％/6％/4％/5％。同时，在八通道双工器的八个通道处的插入损耗分别小于2/2.6/2.3/1.4/3.9/2.6/1.4/2dB。
如图3所示为八通道双工器公共输入端口回波损耗结果，结果表明公共输入端口在八个通道处的回波损耗分别大于16/10/14/12/15/14/15/14dB。
如图4所示，八通道双工器两个输出端口之间在通带内的隔离度大于20dB。
本发明电路尺寸仅为0.083λ2，实现了多通道和小型化特性。

Claims (2)

1.一种小型化八通道双工器，由两个不同频段的四通带滤波器、公共输入端口和输出端口组成，其特征在于：双工器的公共端输入信号先馈入到一个四通带滤波器，然后再采用串联方式馈入到另一个四通带滤波器，两个不同频段的四通带滤波器共同组成双工器的八个通道；其中，每个四通带滤波器由四模阶梯阻抗谐振器和多耦合电路组成，四通带滤波器的输入端口与输出端口之间通过交叉耦合电路产生传输零点，每个四模阶梯阻抗谐振器由相互耦合的两个阶梯阻抗谐振单元组成，每个阶梯阻抗谐振单元由中心低阻线和周围四个高阻线组成，多耦合电路包括两个阶梯阻抗谐振器单元之间的耦合以及两个阶梯阻抗谐振单元分别与四通带滤波器的输入端口和输出端口之间的耦合。
2.如权利要求1所述的小型化八通道双工器，其特征在于：构成四通带滤波器的四模阶梯阻抗谐振器能够同时产生两个奇模谐振频率和两个偶模谐振频率，并由中心低阻线和周围四个高阻线共同控制谐振频率大小。
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