CN110931923A - 基于多宽带电桥和带通滤波器的微带连续通带宽带双工器 - Google Patents

基于多宽带电桥和带通滤波器的微带连续通带宽带双工器 Download PDF

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徐克兴
谭尊林
张琼月
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Abstract

本发明公开了基于多宽带电桥和带通滤波器的微带连续通带宽带双工器，包括第一带通滤波器、第二带通滤波器、第三带通滤波器、第一宽带电桥和第二宽带电桥，第一带通滤波器和第二带通滤波器的结构相同，第一宽带电桥和第二宽带电桥的结构相同，第一宽带电桥的3个输出端口分别与第一带通滤波器、第二带通滤波器、第三带通滤波器的输入端连接，所述第二宽带电桥的其中两个端口分别与第一带通滤波器、第二带通滤波器的输出端连接，所述第三带通滤波器的输出端为双工器第一输出端，所述第二宽带电桥的另外两个端口分别为双工器第二输出端、双工器第三输出端。本发明解决了普通双工器频段窄、连续通带交互频段影响大的问题，同时具有结构简单的优点。

Description

基于多宽带电桥和带通滤波器的微带连续通带宽带双工器
技术领域
本发明涉及微电子技术领域，具体涉及基于多宽带电桥和带通滤波器的微带连续通带宽带双工器。
背景技术
多工器或双工器是信道化接收机的关键部件，它的作用是利用滤波技术把一个宽的频带分成多个窄的频带。微波双工器在微波设备中占有非常重要的地位，在各个微波频段中，各种系统的频率拥挤，再加上多信道实时双向通信的要求，就必须在设备前端设计多通道的波道合成和分离器件。对于信号频谱是由连续频带所构成的双工器称为连续通带双工器，连续通带双工器可以实现频谱利用率的最大化，但是由于频带是连续的，通带之间的相互作用比较明显，交互频段影响大，因而在连续通带双工器的设计过程中必须考虑如何消除邻接通带的相互影响以设计出高性能的双工器。
现有的双工器工作频段多为不连续通带，或者通带频段较窄，或者结构复杂。
发明内容
本发明的目的在于提供基于多宽带电桥和带通滤波器的微带连续通带宽带双工器，解决普通双工器频段窄、连续通带交互频段影响大的问题，同时具有结构简单的优点。
本发明通过下述技术方案实现：
基于多宽带电桥和带通滤波器的微带连续通带宽带双工器，包括第一带通滤波器、第二带通滤波器、第三带通滤波器、第一宽带电桥和第二宽带电桥，所述第一带通滤波器和第二带通滤波器的结构相同，第一带通滤波器和第二带通滤波器的工作频率小于第三带通滤波器的工作频率，且第一带通滤波器和第二带通滤波器的工作频率与于第三带通滤波器的工作频率为连续频率，所述第一宽带电桥和第二宽带电桥的结构相同，所述第一宽带电桥的其中一个端口为双工器输入端；所述第一宽带电桥的另外三个端口分别与第一带通滤波器、第二带通滤波器、第三带通滤波器的输入端连接，所述第二宽带电桥的其中两个端口分别与第一带通滤波器、第二带通滤波器的输出端连接，所述第三带通滤波器的输出端为双工器第一输出端，所述第二宽带电桥的另外两个端口分别为双工器第二输出端、双工器第三输出端，所述双工器第二输出端或双工器第三输出端连接负载。
普通双工器用一般用T型结互联两个滤波器，需要进行阻抗变换，频率交互区匹配困难，连续通带交互频段影响大；采用90°分支线耦合器的双工器为窄带结构，带宽难以做宽；基于环形器的双工器，需要增加额外器件，结构复杂。本申请所述的双工器采用宽带电桥+带通滤波器结构，不存在交互区阻抗匹配问题，可以有效减小连续通带交互频段之间的相互影响；电桥为宽带结构，也解决了普通双工器频段过窄的问题。
本发明所述双工器通过级联，最终输出2个通频带，2个通频带的频率分别与第三带通滤波器、第一带通滤波器或第二带通滤波器一致。
进一步地，第一带通滤波器和第二带通滤波器的工作频率为5GHz-6GHz，所述第三带通滤波器的工作频率为6GHz-7GHz，所述第一宽带电桥和第二宽带电桥的工作频率均为5GHz-7GHz。
进一步地，第一带通滤波器、第二带通滤波器和第三带通滤波器均为微带发卡线结构。
进一步地，第一宽带电桥和第二宽带电桥均为三分支3dB电桥。
进一步地，第一宽带电桥包括1号端口、2号端口、3号端口和4号端口，其中，1号端口为双工器输入端，2号端口和3号端口为相位相差90°的输出端口，分别与第一带通滤波器和第二带通滤波器的输入端连接，4号端口为隔离端口，与第三带通滤波器的输入端连接。
进一步地，第一带通滤波器、第二带通滤波器、第三带通滤波器、第一宽带电桥和第二宽带电桥集成在一张PCB板上。
整个双工器集成到一张PCB板上，结构简单。
本发明与现有技术相比，具有如下的优点和有益效果：
本发明所述双工器通过级联，最终输出2个通频带，2个通频带的频率分别与第三带通滤波器、第一带通滤波器或第二带通滤波器一致；解决普通双工器频段窄、连续通带交互频段影响大的问题，同时具有结构简单的优点。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本发明实施例的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本发明实施例的限定。在附图中：
图1为本发明的原理框图；
图2为三分支3dB宽带电桥示意图；
图3为发卡线带通滤波器示意图；
图4为本发明双工器示意图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施例和附图，对本发明作进一步的详细说明，本发明的示意性实施方式及其说明仅用于解释本发明，并不作为对本发明的限定。
实施例1：
如图1-图4所示，基于多宽带电桥和带通滤波器的微带连续通带宽带双工器，采用全微带结构集成在一张PCB板上，微带介质基片型号为h＝0.508mm的RO4350B。双工器由3个带通滤波器(第一带通滤波器、第二带通滤波器和第三带通滤波器)和两个宽带三分支3dB电桥(第一宽带电桥和第二宽带电桥)组成，第一带通滤波器、第二带通滤波器的结构相同，工作频率为5GHz-6GHz，第三带通滤波器的工作频率为6GHz-7GHz，第一宽带电桥和第二宽带电桥的结构相同，均为工作于5GHz-7GHz的三分支3dB电桥。第一带通滤波器、第二带通滤波器和第三带通滤波器均为微带发卡线结构，第一宽带电桥和第二宽带电桥为平面三分支3dB电桥结构。第一宽带电桥的1号端口为输入口，即为双工器输入端，2号端口和3号端口为相位相差90°的输出端口，4号端口为隔离端口；第一带通滤波器和第二带通滤波器的输入端分别连接第一宽带电桥的2号端口和3号端口；第一带通滤波器和第二带通滤波器的输出端分别连接第二宽带电桥的1号端口和4号端口；第三带通滤波器的输入端连接第一宽带电桥的4号端口，第三带通滤波器的输出端为双工器第一出输端，输出频率为5GHz-6GHz；第二宽带电桥的2号端口为双工器第二出输端，接负载；第二宽带电桥的3号端口为双工器第三出输端，输出频率为6GHz-7GHz。
在本实施例中，整个双工器为4端口器件，包括1个输入端(双工器输入端)和3个输出端(双工器第一出输端、双工器第二出输端和双工器第三出输端)，输入端为第一宽带电桥的1号端口，双工器第一出输端为第三带通滤波器的输出端口，双工器第三出输端为第二宽带电桥的3号端口，双工器第二出输端为第二宽带电桥的2号端口。
本实施例所述的双工器的通频带为5GHz-6GHz和6GHz-7GHz，在5GHz-7GHz双工器全频带内输入端口的反射系数S11均优于–17.00dB，通带5GHz-6GHz带内插损S31最优为–2.0dB，通带6GHz-7GHz带内插损S21为–2.2dB，其中两通带的交接点6GHz处插损约–6.5dB；大小为80mm×30mm。
以上所述的具体实施方式，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.基于多宽带电桥和带通滤波器的微带连续通带宽带双工器，其特征在于，包括第一带通滤波器、第二带通滤波器、第三带通滤波器、第一宽带电桥和第二宽带电桥，所述第一带通滤波器和第二带通滤波器的结构相同，第一带通滤波器和第二带通滤波器的工作频率小于第三带通滤波器的工作频率，且第一带通滤波器和第二带通滤波器的工作频率与于第三带通滤波器的工作频率为连续频率，所述第一宽带电桥和第二宽带电桥的结构相同，所述第一宽带电桥的其中一个端口为双工器输入端；所述第一宽带电桥的另外三个端口分别与第一带通滤波器、第二带通滤波器、第三带通滤波器的输入端连接，所述第二宽带电桥的其中两个端口分别与第一带通滤波器、第二带通滤波器的输出端连接，所述第三带通滤波器的输出端为双工器第一输出端，所述第二宽带电桥的另外两个端口分别为双工器第二输出端、双工器第三输出端，所述双工器第二输出端或双工器第三输出端连接负载。
2.根据权利要求1所述的基于多宽带电桥和带通滤波器的微带连续通带宽带双工器，其特征在于，所述第一带通滤波器和第二带通滤波器的工作频率为5GHz-6GHz，所述第三带通滤波器的工作频率为6GHz-7GHz，所述第一宽带电桥和第二宽带电桥的工作频率均为5GHz-7GHz。
3.根据权利要求1所述的基于多宽带电桥和带通滤波器的微带连续通带宽带双工器，其特征在于，所述第一带通滤波器、第二带通滤波器和第三带通滤波器均为微带发卡线结构。
4.根据权利要求1所述的基于多宽带电桥和带通滤波器的微带连续通带宽带双工器，其特征在于，所述第一宽带电桥和第二宽带电桥均为三分支3dB电桥。
5.根据权利要求1所述的基于多宽带电桥和带通滤波器的微带连续通带宽带双工器，其特征在于，所述第一宽带电桥包括1号端口、2号端口、3号端口和4号端口，其中，1号端口为双工器输入端，2号端口和3号端口为相位相差90°的输出端口，分别与第一带通滤波器和第二带通滤波器的输入端连接，4号端口为隔离端口，与第三带通滤波器的输入端连接。
6.根据权利要求1-5任一项所述的基于多宽带电桥和带通滤波器的微带连续通带宽带双工器，其特征在于，所述第一带通滤波器、第二带通滤波器、第三带通滤波器、第一宽带电桥和第二宽带电桥集成在一张PCB板上。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112543012A (zh) * 2020-12-09 2021-03-23 诺思(天津)微系统有限责任公司 滤波器电路和复用双工器以及通信设备
CN114070230A (zh) * 2021-10-25 2022-02-18 中国电子科技集团公司第二十九研究所 低插损、高抑制度的全双工频分/合路模块及实现方法

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