CN107464978B - 平衡转非平衡信号滤波功分器 - Google Patents
平衡转非平衡信号滤波功分器 Download PDFInfo
- Publication number
- CN107464978B CN107464978B CN201710775979.3A CN201710775979A CN107464978B CN 107464978 B CN107464978 B CN 107464978B CN 201710775979 A CN201710775979 A CN 201710775979A CN 107464978 B CN107464978 B CN 107464978B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- line
- feeder line
- micro
- port feeder
- coupling
- 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.)
- Active
Links
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01P—WAVEGUIDES; RESONATORS, LINES, OR OTHER DEVICES OF THE WAVEGUIDE TYPE
- H01P5/00—Coupling devices of the waveguide type
- H01P5/12—Coupling devices having more than two ports
- H01P5/16—Conjugate devices, i.e. devices having at least one port decoupled from one other port
Landscapes
- Control Of Motors That Do Not Use Commutators (AREA)
Abstract
本发明公开一种平衡转非平衡信号滤波功分器，包括满覆于矩形介质基板(1)下表面的金属接地板(2)和贴覆于介质基板(1)上表面的第一、二输入端口馈线(31、32)、第一、二输出端口馈线(41、42)；在所述介质基板(1)上表面还包括第一、二谐振器(51、52)、第一至四微带阻抗渐变线(61、62、63、64)、第一至六耦合线(71‑76)、微带线(8)和第一、二隔离电阻(91、92)。本发明的平衡转非平衡信号滤波功分器，结构简单、尺寸较小、共模抑制很好。
Description
技术领域
本发明涉及微波无源器件技术领域，特别是一种结构简单、共模抑制好的平衡转非平衡信号滤波功分器。
背景技术
功分器在微波射频系统中用来进行输出功率的分配，进而将分配的功率传输到下一个器件中去，是一种极其重要的元件。为了防止谐波的干扰，通常会在功分器的输入端前面加设滤波器，同时在每个输出端后面再加设滤波器。
2017年，M.Heydari；S.Roshani在Electronics Letters期刊上发表的论文“Miniaturised unequal Wilkinson power divider using lumped componentelements”，提出了一种小型化的功分器，但是不具有滤波功能。
2015年，Kai Xu；Jin Shi；Longlong Lin；Jian-Xin Chen在IEEE Transactionson Microwave Theory and Techniques期刊上发表的论文“A Balanced-to-UnbalancedMicrostrip Power Divider With Filtering Function”，提出了一种具有良好滤波效果的功分器，通过带外引入两个传输零点，提高了带外抑制，但是该结构的带内共模抑制不好。
2017年，XinGao；Wenjie Feng；WenquanChe；QuanXue在IEEE Transactions onMicrowave Theory and Techniques上发表的论文“Wideband Balanced-to-UnbalancedFiltering Power Dividers Based on Coupled Lines”，通过耦合线结构很好的实现了宽带响应，并且，开路/短路耦合线以及二分之一波长开路支节提高了通带选择性，通带相对带宽有80％，但是，整个通带内的共模抑制差的地方只有12dB，不能在整个通带内提供良好的共模抑制。
总之，现有技术存在的问题是：滤波功分器结构复杂，尺寸较大，共模抑制不够好。
发明内容
本发明的目的在于提供一种平衡转非平衡信号滤波功分器，结构简单、尺寸较小、共模抑制很好。
实现本发明目的的技术解决方案为：
一种平衡转非平衡信号滤波功分器，包括满覆于矩形介质基板1下表面的金属接地板2和贴覆于介质基板1上表面的第一、二输入端口馈线31、32、第一、二输出端口馈线41、42；
在所述介质基板1上表面还包括第一、二谐振器51、52、第一至四微带阻抗渐变线61、62、63、64、第一至六耦合线71-76、微带线8和第一、二隔离电阻91、92；
所述第一、二谐振器51、52之间通过第五、六耦合线75、76相连，
所述第一谐振器51通过第一耦合线71和第一微带阻抗渐变线61与第一输入端口馈线31相连，通过第二耦合线72和第二微带阻抗渐变线62与第二输入端口馈线32相连，
所述第二谐振器52通过第三耦合线73和第三微带阻抗渐变线63与第一输出端口馈线41相连，通过第四耦合线74和第四微带阻抗渐变线64与第二输出端口馈线42相连，
所述微带线8一端通过第一隔离电阻91与第三阻抗渐变线63和第三耦合线73的接触点相连接；另一端通过第二隔离电阻92与第四阻抗渐变线64和第四耦合线74的接触点相连接。
本发明与现有技术相比，其显著优点为：
1、具有滤波功能：结构中两个二分之一波长的传输线谐振器，实现了通带内良好的滤波效果。
2、共模抑制好：通带内的共模抑制达到了55dB以下。
3、结构简单：容易构造和实现。基于印制电路板制造工艺对电路基板正面及背面的金属面进行加工腐蚀就能形成所需的金属图案。
附图说明
图1是本发明一种平衡转非平衡信号滤波功分器的立体结构示意图。
图2是实施例的结构尺寸示意图。
图3是实施例输入差模信号时S参数仿真图。
图4是实施例输入共模信号时S参数仿真图。
图5是实施例输入差模信号时两个输出端口的隔离度仿真图。
具体实施方式
如图1所示，本发明平衡转非平衡信号滤波功分器，包括满覆于矩形介质基板1下表面的金属接地板2和贴覆于介质基板1上表面的第一、二输入端口馈线31、32、第一、二输出端口馈线41、42；
在所述介质基板1上表面还包括第一、二谐振器51、52、第一至四微带阻抗渐变线61、62、63、64、第一至六耦合线71-76、微带线8和第一、二隔离电阻91、92；
所述第一、二谐振器51、52之间通过第五、六耦合线75、76相连，
所述第一谐振器51通过第一耦合线71和第一微带阻抗渐变线61与第一输入端口馈线31相连，通过第二耦合线72和第二微带阻抗渐变线62与第二输入端口馈线32相连，
所述第二谐振器52通过第三耦合线73和第三微带阻抗渐变线63与第一输出端口馈线41相连，通过第四耦合线74和第四微带阻抗渐变线64与第二输出端口馈线42相连，
所述微带线8一端通过第一隔离电阻91与第三阻抗渐变线63和第三耦合线73的接触点相连接；另一端通过第二隔离电阻92与第四阻抗渐变线64和第四耦合线74的接触点相连接。
优选地，
所述第一、二输入端口馈线31、32的输入端位于介质基板1的第一长边上，第一输入端口馈线31靠近介质基板1第一长边的一端，第二输入端口馈线32靠近介质基板1第一长边的另一端；
所述第一、二输出端口馈线41、42的输出端位于介质基板1的第二长边上，第一输出端口馈线41靠近介质基板1第二长边的一端，第二输出端口馈线42靠近介质基板1第二长边的另一端，第一输入端口馈线31与第一输出端口馈线41相对应，第二输入端口馈线32与第二输出端口馈线42相对应；
所述第一、二谐振器51、52均与介质基板1的长边平行；
第一输入端口馈线31的输出端与第一微带阻抗渐变线61的宽端相连，第一耦合线71的始端与第一微带阻抗渐变线61的窄端相连，第一耦合线71的末端与第一谐振器51的第一端相连，第五耦合线75的始端与第一谐振器51的第一端相连，其末端与第二谐振器52的第一端相连，第三耦合线73的始端与第二谐振器52的第一端相连，其末端与第三微带阻抗渐变线63的窄端相连，第一输出端口馈线41的输入端与第三微带阻抗渐变线63的宽端相连；
第二输入端口馈线32的输出端与第二微带阻抗渐变线62的宽端相连，第二耦合线72的始端与第二微带阻抗渐变线62的窄端相连，第二耦合线72的末端与第一谐振器51的第二端相连，第六耦合线76的始端与第一谐振器51的第二端相连，其末端与第二谐振器52的第二端相连，第四耦合线74的始端与第二谐振器52的第二端相连，其末端与第四微带阻抗渐变线64的窄端相连，第二输出端口馈线42的输入端与第四微带阻抗渐变线64的宽端相连；
所述微带线8的一端与第三微带阻抗渐变线63的窄端相连，其另一端与第四微带阻抗渐变线64的窄端相连。
优选地，
所述第一、二输入端口馈线31、32、第一、二输出端口馈线41、42均为50欧姆微带线，方便与射频系统其他器件连接使用。
优选地，
所述第一至六耦合线71-76均为π型四分之一波长高阻抗线，折叠结构减小了该结构的整体尺寸。
优选地，
所述第一输入端口馈线31与第二输入端口馈线32、第一输出端口馈线41与第二输出端口馈线42关于介质基板1长边中点的连线呈轴对称排列，对称的输入口地位一样，对称的输出口也是如此，方便使用。
优选地，
所述介质基板1的相对介电常数为3.55，厚度为2mm，使得S参数匹配好。
本发明的工作过程为：
当一对差模信号经第一输入端口馈线31和第二输入端口馈线32流入，信号经过第一阻抗渐变线61和第二阻抗渐变线62，进入四分之一波长第一耦合线71和四分之一波长第二耦合线72，完成了外部阻抗匹配工作；然后这对差模信号激励起二分之一波长的第一谐振器51，又经过四分之一波长第五耦合线75和四分之一波长第六耦合线76，激励起二分之一波长的第二谐振器52，进而在通带内形成了两个极点，实现了良好的滤波功能；最后，差模信号经由外部匹配部分：第三耦合线73，第四耦合线74，第三阻抗渐变线63，第四阻抗渐变线64，由第一输出端口馈线41和第二输出端口馈线42输出。
其中第一隔离电阻91和第二隔离电阻92以及二分之一波长微带线8在工作时，能够实现两个输出端口很好的隔离度。
当一对共模信号经由两个输入端口输入时，不能激励起第一谐振器，更不会激励起第二谐振器，因此，信号不能从两个输出端口输出，实现了共模抑制的功能。
综上，当一路平衡的差模信号从所述第一输入端口馈线31与第二输入端口馈线32输入进来，经过上述结构之后，就分成两路功率为输入信号一半的非平衡信号，从第一输出端口馈线41与第二输出端口馈线42输出。
下面结合具体实施例对本发明作进一步详细描述。
实施例1
一种平衡转非平衡信号滤波功分器的立体结构如图1所示，有关尺寸规格如图2所示。所采用的介质基板20相对介电常数为3.55，厚度为2mm，损耗角正切为0.0027。结合图2，功分器的各种尺寸如下：M1＝4mm,M2＝4mm,M3＝3mm,L1＝1.2mm,L2＝0.2mm,L3＝0.1mm,L4＝21.96mm,L5＝44.67mm,L6＝43.78mm。整个结构关于介质基板20长边中线成轴对称布置。
本实例的功分器是在电磁仿真软件HFSS.13中建模仿真的。
图3是实施例输入差模信号时S参数仿真图。可以看出，该功分器中心频率为2GHz，并且矩形系数很高，能很好的实现滤波功能。
从图4可以看出，在共模信号输入时，通带内共模抑制达到了55dB以下。
图5是本实例中功分器的两个输出端口隔离度，从图中可以看出，该功分器通带内隔离度达到了23dB以下。
综上所述，本发明平衡转非平衡信号滤波功分器，不仅结构简单，而且实现了滤波功能，共模抑制和隔离度也很好，非常适用于现代无线通信系统。
Claims (6)
1.一种平衡转非平衡信号滤波功分器，其特征在于：
包括满覆于矩形介质基板(1)下表面的金属接地板(2)和贴覆于介质基板(1)上表面的第一、二输入端口馈线(31、32)、第一、二输出端口馈线(41、42)；
在所述介质基板(1)上表面还包括第一、二谐振器(51、52)、第一至四微带阻抗渐变线(61、62、63、64)、第一至六耦合线(71-76)、微带线(8)和第一、二隔离电阻(91、92)；
所述第一、二谐振器(51、52)之间通过第五、六耦合线(75、76)相连，
所述第一谐振器(51)通过第一耦合线(71)和第一微带阻抗渐变线(61)与第一输入端口馈线(31)相连，通过第二耦合线(72)和第二微带阻抗渐变线(62)与第二输入端口馈线(32)相连，
所述第二谐振器(52)通过第三耦合线(73)和第三微带阻抗渐变线(63)与第一输出端口馈线(41)相连，通过第四耦合线(74)和第四微带阻抗渐变线(64)与第二输出端口馈线(42)相连，
所述微带线(8)一端通过第一隔离电阻(91)与第三阻抗渐变线(63)和第三耦合线(73)的接触点相连接；另一端通过第二隔离电阻(92)与第四阻抗渐变线(64)和第四耦合线(74)的接触点相连接；
所述第一、二输入端口馈线(31、32)的输入端位于介质基板(1)的第一长边上，第一输入端口馈线(31)靠近介质基板(1)第一长边的一端，第二输入端口馈线(32)靠近介质基板(1)第一长边的另一端；
所述第一、二输出端口馈线(41、42)的输出端位于介质基板(1)的第二长边上，第一输出端口馈线(41)靠近介质基板(1)第二长边的一端，第二输出端口馈线(42)靠近介质基板(1)第二长边的另一端，第一输入端口馈线(31)与第一输出端口馈线(41)相对应，第二输入端口馈线(32)与第二输出端口馈线(42)相对应；
所述第一、二谐振器(51、52)均与介质基板(1)的长边平行；
第一输入端口馈线(31)的输出端与第一微带阻抗渐变线(61)的宽端相连，第一耦合线(71)的始端与第一微带阻抗渐变线(61)的窄端相连，第一耦合线(71)的末端与第一谐振器(51)的第一端相连，第五耦合线(75)的始端与第一谐振器(51)的第一端相连，其末端与第二谐振器(52)的第一端相连，第三耦合线(73)的始端与第二谐振器(52)的第一端相连，其末端与第三微带阻抗渐变线(63)的窄端相连，第一输出端口馈线(41)的输入端与第三微带阻抗渐变线(63)的宽端相连；
第二输入端口馈线(32)的输出端与第二微带阻抗渐变线(62)的宽端相连，第二耦合线(72)的始端与第二微带阻抗渐变线(62)的窄端相连，第二耦合线(72)的末端与第一谐振器(51)的第二端相连，第六耦合线(76)的始端与第一谐振器(51)的第二端相连，其末端与第二谐振器(52)的第二端相连，第四耦合线(74)的始端与第二谐振器(52)的第二端相连，其末端与第四微带阻抗渐变线(64)的窄端相连，第二输出端口馈线(42)的输入端与第四微带阻抗渐变线(64)的宽端相连；
所述微带线(8)的一端与第三微带阻抗渐变线(63)的窄端相连，其另一端与第四微带阻抗渐变线(64)的窄端相连。
2.根据权利要求1所述的滤波功分器，其特征在于：
所述第一、二输入端口馈线(31、32)、第一、二输出端口馈线(41、42)均为50欧姆微带线。
3.根据权利要求1所述的滤波功分器，其特征在于：
所述第一至六耦合线(71-76)均为π型四分之一波长高阻抗线。
4.根据权利要求1所述的滤波功分器，其特征在于：
所述第一输入端口馈线(31)与第二输入端口馈线(32)、第一输出端口馈线(41)与第二输出端口馈线(42)关于介质基板(1)长边中点的连线呈轴对称排列。
5.根据权利要求1所述的滤波功分器，其特征在于：
所述第一输入端口馈线(31)与第一输出端口馈线(41)、第二输入端口馈线(32)与第二输出端口馈线(42)关于介质基板(1)短边中点的连线呈轴对称排列。
6.根据权利要求1所述的滤波功分器，其特征在于：
所述介质基板(1)的相对介电常数为3.55，厚度为2mm。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201710775979.3A CN107464978B (zh) | 2017-08-31 | 2017-08-31 | 平衡转非平衡信号滤波功分器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201710775979.3A CN107464978B (zh) | 2017-08-31 | 2017-08-31 | 平衡转非平衡信号滤波功分器 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN107464978A CN107464978A (zh) | 2017-12-12 |
| CN107464978B true CN107464978B (zh) | 2019-07-12 |
Family
ID=60551006
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201710775979.3A Active CN107464978B (zh) | 2017-08-31 | 2017-08-31 | 平衡转非平衡信号滤波功分器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN107464978B (zh) |
Families Citing this family (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN110224208B (zh) * | 2018-03-01 | 2021-05-04 | 台郡科技股份有限公司 | 可抑制共模信号的差分滤波器微带线结构 |
| CN108417940B (zh) * | 2018-04-08 | 2020-03-10 | 南通大学 | 一种基于介质谐振器的多端口滤波功分器及其构建方法 |
| CN109357728B (zh) * | 2018-10-19 | 2021-06-04 | 北京古大仪表有限公司 | 一种微带双分支定向耦合器及雷达物位测量系统 |
| CN110739517B (zh) * | 2019-10-31 | 2021-05-25 | 南通大学 | 一种一分三路单端-平衡式微波滤波功率分配系统 |
| CN111430868B (zh) * | 2020-05-12 | 2021-06-25 | 西安电子科技大学 | 一种宽带共模抑制的平衡到非平衡滤波功分器 |
| CN113964467B (zh) * | 2021-10-25 | 2022-05-17 | 金陵科技学院 | 一种基于三线耦合的平衡-非平衡式同相滤波功分器 |
| CN115275545B (zh) * | 2022-08-15 | 2024-01-12 | 南通大学 | 一种紧凑的吸收型滤波功分器 |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2015150741A1 (en) * | 2014-03-31 | 2015-10-08 | Linwave Technology Ltd | Microwave signal splitter with phase reversal of one output |
| CN105186088A (zh) * | 2015-09-12 | 2015-12-23 | 电子科技大学 | 一种具有谐波抑制功能的电调滤波型功分器 |
| CN105375095A (zh) * | 2015-12-07 | 2016-03-02 | 南通大学 | 平衡式-单端反相功分器 |
| CN105591182A (zh) * | 2016-02-25 | 2016-05-18 | 南通大学 | 平衡式-单端滤波反相功分器 |
| CN105977600A (zh) * | 2016-06-28 | 2016-09-28 | 西安工业大学 | 小型化三通带差分功率分配器 |
-
2017
- 2017-08-31 CN CN201710775979.3A patent/CN107464978B/zh active Active
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2015150741A1 (en) * | 2014-03-31 | 2015-10-08 | Linwave Technology Ltd | Microwave signal splitter with phase reversal of one output |
| CN105186088A (zh) * | 2015-09-12 | 2015-12-23 | 电子科技大学 | 一种具有谐波抑制功能的电调滤波型功分器 |
| CN105375095A (zh) * | 2015-12-07 | 2016-03-02 | 南通大学 | 平衡式-单端反相功分器 |
| CN105591182A (zh) * | 2016-02-25 | 2016-05-18 | 南通大学 | 平衡式-单端滤波反相功分器 |
| CN105977600A (zh) * | 2016-06-28 | 2016-09-28 | 西安工业大学 | 小型化三通带差分功率分配器 |
Non-Patent Citations (2)
| Title |
|---|
| Dual-band balanced-to-unbalanced filtering power divider by coupled ring resonators;Wenjie Feng et al;《ELECTRONICS LETTERS》;20161027;第52卷(第22期);1862–1864 |
| Wideband balanced-to-unbalanced filtering unequal power divider with wide stopband and isolation;Zheng Zhuang et al;《ELECTRONICS LETTERS》;20170622;第53卷(第13期);892–894 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN107464978A (zh) | 2017-12-12 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN107464978B (zh) | 平衡转非平衡信号滤波功分器 | |
| CN106602200B (zh) | 一种微带功分滤波器 | |
| CN106299575B (zh) | 一种紧凑型宽带功分滤波器 | |
| CN106099268A (zh) | 一种宽带功分滤波器 | |
| CN106921014B (zh) | 一种高选择性巴伦滤波器 | |
| CN104953225B (zh) | 一种具有滤波功能的平衡式分支线耦合器 | |
| CN106972228B (zh) | 一种基于槽线形式的高选择性巴伦滤波器 | |
| Wong et al. | Multifolded bandwidth branch line coupler with filtering characteristic using coupled port feeding | |
| CN104934663A (zh) | 一种基于多模谐振器的宽带高选择性平衡带通滤波器 | |
| CN104900949A (zh) | 基于交叉型多模谐振器的宽带三模平衡带通滤波器 | |
| CN106299560A (zh) | 一种高选择性宽带功分滤波器 | |
| CN105304982A (zh) | 抽头式馈电双模巴伦带通滤波器 | |
| CN109066039A (zh) | 一种新型的微带功分双工器 | |
| CN108417941A (zh) | 基于环形谐振器的平衡-非平衡滤波功分器 | |
| CN104022318B (zh) | 带宽和工作频率独立可控的多层双模双通带巴伦滤波器 | |
| CN110474138A (zh) | 一种可重构功分滤波器 | |
| CN109037879A (zh) | 一种基于正交简并模式的基片集成波导滤波耦合器 | |
| CN110247145B (zh) | 一种具有带内良好匹配和隔离的带宽可调的宽带滤波巴伦 | |
| CN104409809B (zh) | 基于平行耦合线的可切换带通‑带阻滤波器 | |
| CN105826640B (zh) | 一种基于多模谐振器的双模巴伦带通滤波器 | |
| CN109193087A (zh) | 一种新型的高性能双通带四功分滤波器 | |
| CN106532201A (zh) | 基于环形谐振器的小型化宽阻带双模平衡带通滤波器 | |
| CN208570878U (zh) | 一种基于正交简并模式的基片集成波导滤波耦合器 | |
| CN110459845A (zh) | 一种平衡式双通带微带滤波器 | |
| CN108682926A (zh) | 一种高选择性双通带功分滤波器 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |