CN107317073A - 一种基于附加电耦合电路的滤波器/合路器功率容量提升技术 - Google Patents

一种基于附加电耦合电路的滤波器/合路器功率容量提升技术 Download PDF

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郭松
樊茂宇
朱宇
李晓燕
周冶迪
樊勇
程钰间
赵明华
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Abstract

本发明涉及一种基于附加电耦合电路的滤波器/合路器电路功率容量提升技术。介质基板正面是缝隙耦合传输线，在基板背面附加多个微带线，增强缝隙耦合传输线之间的耦合强度。对于每个附加电耦合电路，通过调节长、宽尺寸及相对位置，均可改变电耦合强度,从而增加设计的灵活性。在原电路结构及尺寸不变的前提下，通过附加电耦合电路，为使原耦合强度不变，则原耦合缝隙宽度增加，这样可极大地提升电路的功率容量，同时提高电路的加工容差能力。本发明具有实现电路强耦合、高功率、高加工容差、生产工艺简便等优点。本发明主要用于基于微带、共面波导、槽线、多层基板等传输线设计的电路中，在微波/毫米波电路与系统中具有重要的应用前景。

Description

一种基于附加电耦合电路的滤波器/合路器功率容量提升 技术
技术领域
本发明涉及一种基于附加电耦合电路的滤波器/合路器电路功率容量提升技术。
技术背景
随着电子信息技术的迅猛发展，滤波器/合路器电路成为微波通信系统的关键部件，直接决定了系统性能指标的好坏。随着军用与民用通信系统的快速发展，对于具有宽带、小型化、高功率、低插损、高度集成化等特性的滤波器/合路器电路的需要与日俱增。小型化大功率微波系统在近年来得到了快速发展，在民用以及军用上具有重要的应用前景。
对于平面无源电路，为了实现宽带或小型化，实现需要的耦合强度，谐振器之间或输入/ 输出端口与谐振器之间的耦合缝隙往往很窄。对于滤波电路，电场最强处常常处于这种窄的耦合缝隙处。在输入高功率信号时，当耦合缝隙处电场强度大于空气可承受电场时，会产生打火击穿现象，从而使电路无法正常工作。因而，窄的耦合缝隙会降低电路的功率容量，成为电路功率容量的瓶颈。同时，过窄的耦合缝隙会导致电路容差能力低，导致成品率降低；为了保证电路性能，则对电路加工精度要求很高。因此，急需高功率容量、高容差能力的平面无源电路以满足现代通信系统发展的要求。
发明内容
本发明的目的是针对以上传统技术存在的问题，提供了一种基于附加电耦合电路的功率容量提升技术，以克服现有技术存在的缺点，可轻松实现电路强耦合、小型化、高功率、高加工容差能力、生产工艺简便，从而提高电路成品率，拓展其应用前景。
为了实现上述目的，本发明针对现有传统技术存在的缺陷，采用附加电耦合电路以提高滤波器/合路器功率容量。其具体技术方案如下：
介质基板正面是缝隙耦合传输线，在基板背面附加多个金属微带线。通过在基板背面附加金属微带线，增强基板正面的缝隙耦合传输线之间的耦合强度。对于每个附加电耦合电路，通过调节其长、宽尺寸以及相对位置，均可以改变电耦合强度,从而增加设计的灵活性。设计时，首先确定附加电耦合电路的尺寸及位置，在保持原有电路结构及电路尺寸不变的前提下，通过增加附加电耦合电路，在耦合缝隙宽度不变情况下电路的电耦合强度会大大增加。相似的，增加附加电耦合电路后，如果保持原耦合强度不变，则可以使原耦合缝隙宽度增加，这样可极大地提高电路的功率容量，同时在保持耦合强度和电路尺寸的前提下提高电路的加工容差能力。本发明专利提出的功率容量提升技术可应用于基于微带、悬置微带、倒置微带、共面波导、槽线、鳍线、多层基板等各种不同传输线设计的电路中，在微波/毫米波电路与系统中具有重要的应用前景。
附图说明
图1为采用本发明技术的悬置微带滤波器电路结构示意图；
图2为本发明实施案例1悬置微带滤波器的S参数仿真曲线；
附图中标号对应名称为：
(1)介质基板，(2)输入输出端口，(3)耦合谐振器，(4)电耦合缝隙，(5)附加电耦合电路， (6)填充介质，(7)金属腔。
具体实施方式
下面通过举例来说明本发明的优点。
例1：如图1所示，采用本发明技术设计了一个悬置微带滤波器，其包含以下几个部分。分别是：介质基板，输入输出端口，四个谐振器，电耦合缝隙，磁耦合微带线，附加的电耦合电路，金属腔，填充介质为空气。
由端口输入信号后，谐振器之间通过低阻抗线之间的电耦合缝隙和高阻抗线之间的磁耦合微带实现耦合，并可以实现对零点的控制，所有谐振器处于基板的一面。在基板的另一面增加附加电耦合电路，可以是一个或者多个。在这里，只增加一个附加电耦合电路，其中心线与第二和第三谐振器之间的耦合缝隙的中心线重合。在保持其余电路结构和尺寸不变的情况下，通过增加附加电耦合电路，可实现在增大耦合缝隙间距的情况下保持原有的耦合强度 (耦合缝隙从0.45mm增加到1.4mm)，从而实现功率容量的增大。
图2(1)是例1电路未采用附加电耦合电路的频率响应曲线，图2(2)是例1电路采用一个附加电耦合以后的频率响应曲线，两者除了第二、三谐振器之间耦合缝隙和附加耦合电路以外，其余尺寸均相同，耦合缝隙从0.45mm增大到1.4mm。可以看出，在增加附加电耦合电路以后，耦合缝隙大大加宽，而电路的工作带宽、耦合强度等技术指标不变，频率响应几乎保持不变。耦合缝隙加宽后，电路的功率容量和加工容差能力却极大地提高了。

Claims (2)

1.本专利提出了一种基于附加电耦合电路的功率容量提升技术，包括介质基板,置于介质基板正面的平行耦合线，置于介质基板背面的附加电耦合电路,其特征在于保持原有电路结构及其电路尺寸不变，通过增加附加电耦合电路，在确定其尺寸及位置后，为保持原耦合强度不变，使得原耦合缝隙宽度增加，从而提高电路的功率容量和加工容差能力。
2.根据权利要求1所述的附加电耦合电路的功率容量提升技术，其特征在于通过附加电耦合电路的尺寸、相对位置、个数均可以增加电耦合强度。
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