本發(fā)明涉及微波射頻通信器件，尤其涉及一種平衡式無反射濾波功分器。

背景技術(shù)：

1、平衡式微波射頻電路具有抗電磁干擾能力強(qiáng)、抑制環(huán)境噪聲的優(yōu)點(diǎn)，能夠傳輸差分信號(hào)以滿足系統(tǒng)高質(zhì)量通信的需求，而得到了快速發(fā)展。另一方面，通信系統(tǒng)中濾波類器件會(huì)在阻帶范圍內(nèi)產(chǎn)生反射信號(hào)，進(jìn)而影響射頻前端系統(tǒng)中非線性敏感器件的工作穩(wěn)定性，降低通信質(zhì)量。目前解決此問題的技術(shù)手段是在濾波類器件中構(gòu)建吸收電路，借助吸收電路中的電阻將反射信號(hào)耗散掉，避免反射信號(hào)進(jìn)入射頻前端造成干擾。因此，具有無反射特性的射頻電路確保了通信系統(tǒng)在通帶范圍外信號(hào)穩(wěn)定性。若將吸收電路引入平衡式電路，構(gòu)建一種具有無反射功能的平衡式電路，那么該器件在具有抗電磁干擾能力強(qiáng)和抑制環(huán)境噪聲的特點(diǎn)外，還能夠確保通信系統(tǒng)工作的穩(wěn)定性。與此同時(shí)，為了在有限的射頻前端系統(tǒng)空間中融入更多的電路功能，滿足無線通信系統(tǒng)小型化和高融合度的發(fā)展趨勢，多功能融合型器件越來越受到人們的廣泛關(guān)注。將上述具有無反射功能的平衡式電路再融入濾波和功分功能，形成一種具有無反射功能的平衡式濾波功分器，其中，濾波和功分功能集成到濾波功分器當(dāng)中，吸收電路中融入隔離和共模抑制功能，構(gòu)建吸收-隔離-共模抑制復(fù)合網(wǎng)絡(luò)。那么該器件將同時(shí)獲得抗電磁干擾能力強(qiáng)、抑制環(huán)境噪聲、直接差分電路、濾波、功分以及吸收功能，還能夠滿足小型化和高融合度的需求。

2、目前現(xiàn)有的平衡式濾波功分器還不具備無反射功能，而現(xiàn)有的無反射濾波功分器類器件主要是通過輸入/輸出端并聯(lián)加載帶有吸收電阻的互補(bǔ)濾波電路來實(shí)現(xiàn)反射信號(hào)的吸收。這種多功能的融合不僅要在濾波功分的基礎(chǔ)上要考慮隔離電路的設(shè)計(jì)，還要兼顧并聯(lián)吸收電路的性能，將進(jìn)一步增加了電路的復(fù)雜程度和設(shè)計(jì)難度。另外，平衡式電路中的共模抑制性能至關(guān)重要，是衡量電路性能的重要指標(biāo)。現(xiàn)有的平衡式濾波功分器實(shí)現(xiàn)共模抑制的方法主要分為兩種，一種是在平衡式端口之間添加一段半波長傳輸線，利用相位抵消的原理實(shí)現(xiàn)共模抑制，這種方法的缺點(diǎn)在于實(shí)現(xiàn)的共模抑制帶寬較窄，只能在中心頻率附近達(dá)到理想的抑制效果；另一種方法是在接地層開槽線，利用槽線磁耦合的方式傳輸差模信號(hào)，而共模信號(hào)無法經(jīng)過槽線傳輸，從而實(shí)現(xiàn)了共模抑制，這種方法能夠有效提高共模抑制帶寬，但不足之處在于接地層構(gòu)建的槽線結(jié)構(gòu)增加了整體設(shè)計(jì)的復(fù)雜度。因此，現(xiàn)有的平衡式濾波功分器不僅不具備無反射功能，還存在共模抑制帶寬窄、隔離性能不佳，頻率選擇性差、電路結(jié)構(gòu)復(fù)雜、功能融合度低、尺寸大等缺點(diǎn)。因此，有必要提出一種新型的高性能平衡式濾波功分器，在具有無反射功能的結(jié)構(gòu)中融入共模抑制和隔離功能，在獲得無反射濾波、共模抑制帶寬寬、隔離性能好等優(yōu)點(diǎn)的同時(shí)，兼顧小型化和高融合度的要求。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、發(fā)明目的：針對上述現(xiàn)有技術(shù)，提出一種平衡式無反射濾波功分器，兼顧全頻帶無反射、寬頻帶共模抑制、優(yōu)良隔離性能、高頻率選擇性的優(yōu)點(diǎn)。

2、技術(shù)方案：一種平衡式無反射濾波功分器，包括第一傳輸線和第二傳輸線、第一三線耦合線和第二三線耦合線、第一半波長開路枝節(jié)和第二半波長開路枝節(jié)、第一半波長傳輸線和第二半波長傳輸線、吸收-隔離-共模抑制復(fù)合網(wǎng)絡(luò)、平衡式輸入端口以及兩個(gè)平衡式輸出端口；

3、所述吸收-隔離-共模抑制復(fù)合網(wǎng)絡(luò)由兩組同結(jié)構(gòu)的枝節(jié)串組成，每個(gè)枝節(jié)串都是由兩個(gè)四分之一波長傳輸線和兩個(gè)電阻串聯(lián)組成；

4、第一傳輸線左端與平衡式輸入端口p1+連接，右端分別與吸收-隔離-共模抑制復(fù)合網(wǎng)絡(luò)的第一枝節(jié)串的一端以及第一三線耦合線的第一耦合線的左端連接；第二傳輸線左端與平衡式輸入端口p1-連接，右端分別與吸收-隔離-共模抑制復(fù)合網(wǎng)絡(luò)的第一枝節(jié)串的另一端以及第二三線耦合線的第一耦合線左端連接；

5、第一三線耦合線的第一耦合線右端與吸收-隔離-共模抑制復(fù)合網(wǎng)絡(luò)的第二枝節(jié)串的一端連接；第一三線耦合線的第二耦合線左端開路，右端短路接地；第一三線耦合線的第三耦合線左端分別與平衡式輸出端口p2-以及第一半波長傳輸線右端連接，第一三線耦合線的第三耦合線右端與第一半波長開路枝節(jié)連接；第二三線耦合線的第一耦合線右端與吸收-隔離-共模抑制復(fù)合網(wǎng)絡(luò)的第二枝節(jié)串的另一端連接；第二三線耦合線的第二耦合線左端開路，右端短路接地；第二三線耦合線的第三耦合線左端分別與平衡式輸出端口p3-以及第二半波長傳輸線右端連接，第二三線耦合線的右端與第二半波長開路枝節(jié)連接；第一半波長傳輸線左端與平衡式輸出端口p2+連接，第二半波長傳輸線左端與平衡式輸出端口p3+連接。

6、進(jìn)一步的，所述吸收-隔離-共模抑制復(fù)合網(wǎng)絡(luò)由兩組同結(jié)構(gòu)但不同參數(shù)的枝節(jié)串組成，每個(gè)枝節(jié)串都是由兩個(gè)四分之一波長傳輸線和兩個(gè)電阻串聯(lián)組成。

7、進(jìn)一步的，所述平衡式無反射濾波功分器的結(jié)構(gòu)關(guān)于水平面位置上下對稱。

8、有益效果：現(xiàn)有的平衡式濾波功分器，還不具備無反射功能，同時(shí)還存在共模抑制帶寬窄，整體電路結(jié)構(gòu)復(fù)雜，尺寸較大，電路結(jié)構(gòu)利用率低，集成度低，隔離信號(hào)帶寬窄，隔離度較低，帶外抑制差的問題。本發(fā)明的一種平衡式無反射濾波功分器，構(gòu)建的吸收-隔離-共模抑制復(fù)合網(wǎng)絡(luò)能夠?qū)崿F(xiàn)吸收、隔離以及共模抑制三種功能的融合，有效提高了電路結(jié)構(gòu)的利用率，并且結(jié)構(gòu)簡單緊湊、易于集成，同時(shí)兼顧全頻帶吸收、全頻帶隔離、高頻率選擇性、共模抑制帶寬寬、高帶外抑制的優(yōu)點(diǎn)。

9、具體的，吸收-隔離-共模抑制復(fù)合網(wǎng)絡(luò)由兩組同結(jié)構(gòu)但不同參數(shù)的枝節(jié)串組成，每個(gè)枝節(jié)串都是由兩個(gè)四分之一波長傳輸線和兩個(gè)電阻串聯(lián)組成。其中，第一枝節(jié)串中電阻阻值近似于50歐姆標(biāo)準(zhǔn)端口阻抗，且第二枝節(jié)串中電阻阻值大于第一枝節(jié)串中電阻阻值。四分之一波長傳輸線用來切換與之相連電阻的工作狀態(tài)，能夠讓電阻在差模激勵(lì)的阻帶內(nèi)以及共模激勵(lì)的通帶內(nèi)工作，最終實(shí)現(xiàn)全頻帶無反射、寬帶隔離以及共模抑制三種功能的融合。

10、構(gòu)建的三線耦合線tcl1/tcl2和半波長開路枝節(jié)tl5/tl6串聯(lián)結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)了高性能濾波功能，具有寬帶寬、高頻率選擇性、高帶外抑制的優(yōu)良特性，同時(shí)結(jié)構(gòu)簡單緊湊，易于集成。

技術(shù)特征：

1.一種平衡式無反射濾波功分器，其特征在于，包括第一傳輸線（tl1）和第二傳輸線（tl2）、第一三線耦合線（tcl1）和第二三線耦合線（tcl2）、第一半波長開路枝節(jié)（tl5）和第二半波長開路枝節(jié)（tl6）、第一半波長傳輸線（tlc1）和第二半波長傳輸線（tlc2）、吸收-隔離-共模抑制復(fù)合網(wǎng)絡(luò)（101）、平衡式輸入端口以及兩個(gè)平衡式輸出端口；

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的平衡式無反射濾波功分器，其特征在于，所述吸收-隔離-共模抑制復(fù)合網(wǎng)絡(luò)（101）由兩組同結(jié)構(gòu)但不同參數(shù)的枝節(jié)串組成，每個(gè)枝節(jié)串都是由兩個(gè)四分之一波長傳輸線和兩個(gè)電阻串聯(lián)組成。

3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的平衡式無反射濾波功分器，其特征在于，所述平衡式無反射濾波功分器的結(jié)構(gòu)關(guān)于水平面位置上下對稱。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開了一種平衡式無反射濾波功分器，由傳輸線TL1和TL2、三線耦合線TCL1和TCL2、半波長開路枝節(jié)TL5和TL6、半波長傳輸線TLc1和TLc2、吸收?隔離?共模抑制復(fù)合網(wǎng)絡(luò)、一個(gè)平衡式輸入端口P1+/P1?以及兩個(gè)平衡式輸出端口P2+/P2?和P3+/P3?組成。吸收?隔離?共模抑制復(fù)合網(wǎng)絡(luò)由兩組同結(jié)構(gòu)但不同參數(shù)的枝節(jié)串組成，每個(gè)枝節(jié)串都是由兩個(gè)四分之一波長傳輸線和兩個(gè)電阻串聯(lián)組成。該吸收?隔離?共模抑制復(fù)合網(wǎng)絡(luò)能夠?qū)崿F(xiàn)吸收、隔離以及共模抑制三種功能的融合，有效提高了電路結(jié)構(gòu)的利用率，并且結(jié)構(gòu)簡單緊湊、易于集成，同時(shí)兼顧全頻帶吸收、全頻帶隔離、高頻率選擇性、共模抑制帶寬寬、高帶外抑制的優(yōu)點(diǎn)。

技術(shù)研發(fā)人員：吳鋼雄,吳昊,施金,姜芮芮,張威,秦偉
受保護(hù)的技術(shù)使用者：南通大學(xué)
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/12/17