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      一種基于新型頻率分離結(jié)構(gòu)的低通-帶通五工器的制造方法_3

      文檔序號:9753134閱讀:來源:國知局
      D IE3D對濾波器進(jìn)行仿真,本發(fā)明設(shè)計的五工器器使用微帶基板的相對介電常數(shù)為2.55,介質(zhì)高度為0.80mm,設(shè)計的低通濾波器截止頻率為IGHz,帶通濾波器的中心頻率分別為2.4GHz, 3.5GHz、4.6GHz和5.8GHz。
      [0058]圖6顯示了平面低通-帶通五工器的散射參數(shù)仿真結(jié)果,頻率范圍為O到8GHz。橫軸表示本發(fā)明的帶通濾波器的輸入信號頻率,縱軸表示對數(shù)幅度(dB)。圖中給出了插入損耗S21,S31,S41,S51,S61和回波損耗Sn的幅頻響應(yīng)曲線。3^(111=2,3,4,5,6)表示通過本發(fā)明的五工器信號的輸入功率與各通道信號的輸出功率之間的關(guān)系,其相應(yīng)的數(shù)學(xué)函數(shù)為:10*lg(Pi/Pom) (dB) = 20*Ig I Sml I,其中,Pi表示輸入功率,P?表示端口m的輸出功率。在本發(fā)明的帶通濾波器的信號傳輸過程中,信號的部分功率被反射回信號源,被反射的功率成為反射功率。Sn表示本發(fā)明中帶通濾波器的信號的輸入功率與信號的反射功率之間的關(guān)系,其相應(yīng)的數(shù)學(xué)函數(shù)為:10*lg(Pr/Pi) (dB) = 20*lg I Sn I,其中,Pr表示反射功率,Pi表示入射功率。
      [0059]由圖6可知,低通通道截止頻率為IGHz,插入損耗絕對值小于0.6dB,回波損耗絕對值大于15.5dB。從O到8GHz,有-20dB以下的阻帶抑制,帶外性能令人滿意。另外四個帶通通道中心頻率分別為2.4GHz,3.5GHz、4.6GHz和5.8GHz,最小插入損耗分別為1.23dB、1.74dB、2.28(^和2.95(^,回波損耗絕對值分別大于18(^、17.2(^、17.5(^和15.7(18。
      [0060]綜上所述,本實施例公開的一種以微帶電路實現(xiàn)的平面低通-帶通五工器,它由一個截止頻率為IGHz的低通濾波器和四個中心頻率分別為2.4GHz,3.5GHz、4.6GHz和5.8GHz帶通濾波器組成。通過引入階梯阻抗枝節(jié)線,可以使低通濾波器通帶側(cè)的傳輸零點在一定范圍內(nèi)得到調(diào)節(jié),從而提高選擇性。通過引入缺陷地結(jié)構(gòu)可以在低通濾波器帶通外產(chǎn)生衰減極點,極大地拓寬了濾波器的阻帶抑制范圍。通過使用新型頻率分離結(jié)構(gòu),能夠方便地增加多工器的通道數(shù)目,并且?guī)ㄍǖ赖闹行念l率可控。良好的匹配網(wǎng)絡(luò)極大地減弱了各通道間相互干擾的影響,使五工器各端口具有很好的隔離度。具有頻率選擇性好、帶外抑制高、隔離度高、體積小、結(jié)構(gòu)簡單可靠等優(yōu)點。
      [0061]上述實施例為本發(fā)明較佳的實施方式,但本發(fā)明的實施方式并不受上述實施例的限制,其他的任何未背離本發(fā)明的精神實質(zhì)與原理下所作的改變、修飾、替代、組合、簡化,均應(yīng)為等效的置換方式,都包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
      【主權(quán)項】
      1.一種基于新型頻率分離結(jié)構(gòu)的低通-帶通五工器,以印刷電路板的方式制作在介質(zhì)基板(I)上,其特征在于: 所述介質(zhì)基板(I)的同一面上分別制作有用于輸入電磁波信號的輸入端饋線頭portl、低通濾波器(Tl)和其用于輸出電磁波信號的輸出端饋線頭port2、工作在頻段I的第一帶通濾波器(T2)和其用于輸出電磁波信號的輸出端饋線頭port3、工作在頻段2的第二帶通濾波器(T3)和其用于輸出電磁波信號的輸出端饋線頭port4、工作在頻段3的第三帶通濾波器(T4)和其用于輸出電磁波信號的輸出端饋線頭port5、工作在頻段4的第四帶通濾波器(T5)和其用于輸出電磁波信號的輸出端饋線頭port6、傳輸線(34,35),該介質(zhì)基板的另一面為接地板; 所述傳輸線(34)的第一端與所述輸入端饋線頭port I連接,其第二端與所述低通濾波器(Tl)的輸入端連接;所述傳輸線(35)的第一端與所述輸出端饋線頭port2連接,其第二端與所述低通濾波器(Tl)連接;所述第一帶通濾波器(T2)和第三帶通濾波器(T4)位于所述傳輸線(34)的一側(cè),所述第二帶通濾波器(T3)和第四帶通濾波器(T5)位于所述傳輸線(34)的另一側(cè); 所述低通濾波器(Tl)的輸入端并聯(lián)有四段開路枝節(jié)(2,3,4,5),并且上述四段枝節(jié)線的電長度依次分別設(shè)置為所述第一、二、三、四帶通濾波器中心頻率所對應(yīng)的四分之一波長。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于新型頻率分離結(jié)構(gòu)的低通-帶通五工器,其特征在于, 所述第一、二、三、四帶通濾波器分別放置在距離低通濾波器(Tl)輸入端的電長度分別為帶通濾波器自身中心頻率所對應(yīng)的四分之一波長處。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于新型頻率分離結(jié)構(gòu)的低通-帶通五工器,其特征在于, 所述低通濾波器(Tl)包括第一、二開路階躍阻抗枝節(jié)、一對開路低阻抗枝節(jié)(9a,9b)、高阻抗連接線(6); 所述傳輸線(34)為所述低通濾波器(Tl)的輸入饋線與所述輸入端饋線頭portl連接,所述傳輸線(35)為所述低通濾波器(Tl)的輸出饋線與所述輸出端饋線頭port2連接; 所述第一、二開路階躍阻抗枝節(jié)以及所述開路低阻抗枝節(jié)(9a,9b)以所述高阻抗連接線(6)為中心對稱分布; 其中所述第一開路階躍阻抗枝節(jié)由兩段不均勻阻抗的傳輸線(7a,8a)連接而成,所述第二開路階躍阻抗枝節(jié)由兩段不均勻阻抗的傳輸線(7b,8b)連接而成,同時,所述傳輸線(7a)和所述傳輸線(7b)直線連接。4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種基于新型頻率分離結(jié)構(gòu)的低通-帶通五工器,其特征在于, 所述傳輸線(Sa)和所述傳輸線(Sb)之間的介質(zhì)基板(I)的接地面上設(shè)置有四個開槽結(jié)構(gòu)(10,11,12,13),上述開槽結(jié)構(gòu)以所述高阻抗連接線(6)為中心對稱分布。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于新型頻率分離結(jié)構(gòu)的低通-帶通五工器,其特征在于, 所述第一帶通濾波器(T2)包括四分之一波長短路均勻阻抗諧振器(14,16)、半波長開路階梯阻抗諧振器(15)、用作輸出饋線的傳輸線(36),其中所述諧振器(14,16)為L型,所述諧振器(15)為U型,其諧振頻率為所述第一帶通濾波器(T2)的中心頻率,并且所述諧振器(15)位于所述諧振器(14,16)之間。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于新型頻率分離結(jié)構(gòu)的低通-帶通五工器,其特征在于, 所述第二帶通濾波器(T3)包括四分之一波長短路均勻阻抗諧振器(19,21)、半波長開路階梯阻抗諧振器(20)、用作輸出饋線的傳輸線(37),其中所述諧振器(19,21)為L型,所述諧振器(20)為U型,其諧振頻率為所述第二帶通濾波器(T3)的中心頻率,并且所述諧振器(20)位于所述諧振器(19,21)之間。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于新型頻率分離結(jié)構(gòu)的低通-帶通五工器,其特征在于, 所述第三帶通濾波器(T4)包括四分之一波長短路均勻阻抗諧振器(24,26)、半波長開路階梯阻抗諧振器(25)、用作輸出饋線的傳輸線(38),其中所述諧振器(24,26)為L型,所述諧振器(25)為U型,其諧振頻率為所述第三帶通濾波器(T4)的中心頻率,并且所述諧振器(25)位于所述諧振器(24,26)之間。8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于新型頻率分離結(jié)構(gòu)的低通-帶通五工器,其特征在于, 所述第四帶通濾波器(T5)包括四分之一波長短路均勻阻抗諧振器(29,31)、半波長開路階梯阻抗諧振器(30)、用作輸出饋線的傳輸線(39),其中所述諧振器(29,31)為L型,所述諧振器(30)為U型,其諧振頻率為所述第四帶通濾波器(T5)的中心頻率,并且所述諧振器(30)位于所述諧振器(29,31)之間。9.根據(jù)權(quán)利要求1至8任一所述的一種基于新型頻率分離結(jié)構(gòu)的低通-帶通五工器,其特征在于, 所述第一帶通濾波器(T2)通過所述傳輸線(34)饋電,其饋電末端(A’)距離所述低通濾波器(Tl)的輸入饋點(E)的長度為所述第一帶通濾波器(T2)中心頻率對應(yīng)的四分之一波長; 所述第二帶通濾波器(T3)通過所述傳輸線(34)饋電,其饋電末端(B’)距離所述低通濾波器(Tl)的輸入饋點(E)的長度為所述第二帶通濾波器(T3)中心頻率對應(yīng)的四分之一波長; 所述第三帶通濾波器(T4)通過所述傳輸線(34)饋電,其饋電末端(C’)距離所述低通濾波器(Tl)的輸入饋點(E)的長度為所述第三帶通濾波器(T4)中心頻率對應(yīng)的四分之一波長;所述第四帶通濾波器(T5)通過所述傳輸線(34)饋電,其饋電末端(D’)距離所述低通濾波器(Tl)的輸入饋點(E)的長度為所述第四帶通濾波器(T5)中心頻率對應(yīng)的四分之一波長。
      【專利摘要】本發(fā)明公開的一種基于新型頻率分離結(jié)構(gòu)的低通-帶通五工器,以微帶電路實現(xiàn),它由一個低通濾波器(T1)和四個中心頻率分別不同的帶通濾波器(T2,T3,T4,T5)組成。通過引入階梯阻抗枝節(jié)線,可以使低通濾波器通帶側(cè)的傳輸零點在一定范圍內(nèi)得到調(diào)節(jié),從而提高選擇性。通過引入缺陷地結(jié)構(gòu)可以在低通濾波器帶通外產(chǎn)生衰減極點,極大地拓寬了濾波器的阻帶抑制范圍。通過使用新型頻率分離結(jié)構(gòu),能夠方便地增加多工器的通道數(shù)目,并且?guī)ㄍǖ赖闹行念l率可控。良好的匹配網(wǎng)絡(luò)極大地減弱了各通道間相互干擾的影響,使五工器各端口具有很好的隔離度。該五工器具有頻率選擇性好、帶外抑制高、隔離度高、體積小、結(jié)構(gòu)簡單可靠等優(yōu)點。
      【IPC分類】H01P1/20
      【公開號】CN105514547
      【申請?zhí)枴緾N201610057132
      【發(fā)明人】陳付昌, 陳健鋒
      【申請人】華南理工大學(xué)
      【公開日】2016年4月20日
      【申請日】2016年1月27日
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