[發明專利]集成了雙頻帶通濾波器的功率分配器

無效

• 申請號: 201110340286.4
• 申請日: 2011-11-02
• 公開（公告）號: CN102403562A
• 公開（公告）日: 2012-04-04
• 發明（設計）人: 章秀銀;胡斌杰
• 申請（專利權）人: 華南理工大學
• 主分類號: H01P5/16
• 分類號: H01P5/16
• 代理公司: 廣州粵高專利商標代理有限公司 44102
• 代理人: 何淑珍

技術領域

本發明涉及一種具有濾波功能的功率分配器，特別涉及一種基于集成了雙頻帶通濾波器的功率分配器，可應用于射頻前端電路的帶濾波功能的功率分配器。

背景技術

功率分配器是微波電路中一個基礎的部分，因為其有分離和組合信號的功能，所以幾乎在所有天線陣列和平衡電路中都要用到。因為可以分離出需要的頻帶，帶通濾波器是無線通信系統中另一種不可缺少的器件。功率分配器和帶通濾波器這兩種器件在許多微波系統中同時存在。

在過去的幾十年，有大量關于功率分配器的研究。研究的焦點在于拓寬頻帶，減小面積，雙頻響應以及諧波抑制。

另一方面，帶通濾波器也是無源電路設計中重要的研究領域。單通帶和多通帶濾波器是兩個不同的研究方向。一方面，超寬帶，諧波抑制以及可調濾波器是單通帶帶通濾波器設計要著重考慮的。另一方面，階梯阻抗濾波器廣泛應用于多通帶帶通濾波器的設計。最近，又有研究表明多頻響應可由開路支節加載到諧振器中心位置得到。

在很多的系統中，功率分配器以及濾波器通常需要連接在一起以實現分離和濾除信號的功能。然而，所有上面提到的功率分配器以及濾波器的研究都只是注重他們本身的特性，很少有考慮兩者結合的可能性，傳統的系統中通常應用離散器件實現這兩個功能。但是，用離散器件會使得模塊的尺寸很大。因此，為了減小尺寸，雙功能器件是有需求的。同時具有分離功率信號以及頻率選擇功能的雙功能器件已經有一些學者研究過。在K.?J.?Song,?and?Q.?Xue,?“Novel?Ultra-Wideband?(UWB)?Multilayer?Slotline?Power?Divider?With?Bandpass?Response,”?IEEE?Microw.?Wireless?Compon.?Lett.,?vol.?20,?no.?1,?pp.?13-15,?Jan,?2010.中，作者完成了一個具有帶通響應的超寬帶功率分配器。多層微帶開槽線耦合用于分離信號以及阻隔無用頻率帶。此外，一種兼具帶通響應和諧波抑制的威爾金森功率分配器設計在文獻P.?Cheong,?K.?Lai,?and?K.?Tam,?“Compact?Wilkinson?Power?Divider?with?Simultaneous?Bandpass?Response?and?Harmonic?Suppression,”?in?2010?IEEE?MTT-S?International?Microwave?Symposium?Digest,?Snaheim,?USA,?2010.中被提出，在這個設計中，交叉指階梯阻抗耦合線被用于實現所需功能。另外，在文獻X.?Y.?Tang,?and?K.?Mouthaan,?“Filter?Integrated?Wilkinson?Power?Dividers,”?Microwave?and?Optical?Technology?Letters,?vol.?52,?no.?12,?pp.?2830-2833,?Dec,?2010.中提到，Π-型傳輸線可以被集成到功率分配器中，然而，文章中只是提出可以用Π-型傳輸線而不是真正的濾波器用于實現特性。到目前為止，尚未出現真正濾波器集成到功率分配器中的器件，尤其是有雙頻帶通特性的集成了濾波器功能的功率分配器，為了填補這一空白，本發明提出了一種新型的集成了雙頻帶通濾波器的功率分配器。

發明內容

在本發明中，提出了一種新型的集成了雙頻帶通濾波器的功率分配器。本設計中，濾波器用作阻抗轉換器以代替傳統的四分之一波長傳輸線。電阻，電容或電感作為隔離元件連接于兩個濾波器的開路端以得到良好的隔離效果。因為隔離元件擺放的特殊位置，所提出的結構有較小的尺寸和增強的電路集成度。因為功率分配器中集成了雙頻帶通濾波器，所以可以同時實現功率分配和頻率選擇的功能。

為實現本發明目的，本發明所采用的技術方案如下：

集成了雙頻帶通濾波器的功率分配器。包括上層微帶結構、隔離元件、中間層介質基板和下層接地金屬板，上層微帶結構和隔離元件附著在中間層介質板上表面，中間層介質板下表面為接地金屬；其特征在于：上層微帶結構包括兩個支節線中心加載帶通濾波器，兩個支節線中心加載帶通濾波器結構相同，排布成上下對稱的結構，兩個支節線中心加載帶通濾波器共用一個輸入端口作為集成了雙頻帶通濾波器的功率分配器的輸入端口,兩個支節線中心加載帶通濾波器的輸出端口作為集成了雙頻帶通濾波器的功率分配器的兩個輸出端口。