[發(fā)明專利]一種X波段基于基片集成波導(dǎo)同軸腔的濾波功分器

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201611173870.4
• 申請日: 2016-12-19
• 公開（公告）號: CN106654495B
• 公開（公告）日: 2019-01-11
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 丁晨;王傳陽;季帥
• 申請（專利權(quán)）人: 中國電子科技集團(tuán)公司第二十研究所
• 主分類號: H01P5/16
• 分類號: H01P5/16;H01P1/205
• 代理公司: 西北工業(yè)大學(xué)專利中心 61204
• 代理人: 顧潮琪

本發(fā)明提供了一種X波段基于基片集成波導(dǎo)同軸腔的濾波功分器，在介質(zhì)基板一側(cè)設(shè)計(jì)輸入輸出結(jié)構(gòu)和基片集成波導(dǎo)同軸濾波單元，另一側(cè)為地板；所述的輸入輸出結(jié)構(gòu)包括輸入端和輸出端；輸入端采用二級T型階梯阻抗匹配網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)共面波導(dǎo)饋電結(jié)構(gòu)；所述的基片集成波導(dǎo)同軸濾波單元由兩級基片集成波導(dǎo)同軸諧振腔級聯(lián)而成，諧振腔間通過開口耦合能量；兩個(gè)輸出端均為共面波導(dǎo)轉(zhuǎn)微帶結(jié)構(gòu)，兩個(gè)輸出端之間接一個(gè)100歐姆電阻。本發(fā)明具有更高的無載品質(zhì)因數(shù)，對于改善器件的插入損耗及減小器件尺寸具有顯著的效果，特別是較高頻率下的窄帶應(yīng)用，性能指標(biāo)均有顯著改善，對于現(xiàn)代雷達(dá)系統(tǒng)的小型化以及成本控制有明顯的效果。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種濾波功分器，主要用于現(xiàn)代雷達(dá)通信系統(tǒng)前端對信號的頻率選擇及功率分配。

背景技術(shù)

近年來，隨著無線通信技術(shù)的飛速發(fā)展，無線通信設(shè)備的小型化成為未來發(fā)展的必然趨勢。作為構(gòu)成無線通信系統(tǒng)前端必不可少的器件，濾波器及功分器的小型化設(shè)計(jì)具有重要的研究價(jià)值及商業(yè)價(jià)值。目前，單一濾波器和功分器的小型化研究已經(jīng)取得一定的成果，相關(guān)的資料也較為全面。但是如果要進(jìn)一步縮小設(shè)備的體積，則需要從系統(tǒng)層面考慮進(jìn)行設(shè)計(jì)，由于濾波器和功分器一般會配合使用，因此學(xué)術(shù)界提出一種新的設(shè)計(jì)思路——將濾波器和功分器的功能整合起來作為一個(gè)器件設(shè)計(jì)，從而得到更明顯的尺寸縮減。

基片集成波導(dǎo)由于其綜合了微帶平面電路便于集成及波導(dǎo)高無載品質(zhì)因數(shù)的特性，基片集成波導(dǎo)同軸腔是在平面電路上實(shí)現(xiàn)同軸腔特性，相比同頻率常規(guī)基片集成波導(dǎo)腔具有更小的尺寸。將基片集成波導(dǎo)同軸腔應(yīng)用到小型化濾波功分器的設(shè)計(jì)中，具有廣闊的應(yīng)用前景與實(shí)用價(jià)值。

Chen Ding等人在《Compact Filtering Power Divider with Improved Out-of-Band Performance》一文中提出一種由CQ濾波單元組成的濾波功分器，但其采用的常規(guī)微帶諧振器，相比基片集成波導(dǎo)同軸諧振器無載品質(zhì)因數(shù)低且尺寸偏大，在窄帶應(yīng)用時(shí)具有較大的插入損耗損。

發(fā)明內(nèi)容

為了克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供一種X波段基于基片集成波導(dǎo)同軸腔的濾波功分器，能夠減小器件尺寸及插入損耗，降低產(chǎn)品成本，可用于現(xiàn)代雷達(dá)通信系統(tǒng)的小型化設(shè)計(jì)。

本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是：一種基于基片集成波導(dǎo)同軸腔的濾波功分器，包括介質(zhì)基板、輸入輸出結(jié)構(gòu)和基片集成波導(dǎo)同軸濾波單元。

所述的介質(zhì)基板為雙面覆銅板，頂層為輸入輸出結(jié)構(gòu)和基片集成波導(dǎo)同軸濾波單元，底層為地板；所述的輸入輸出結(jié)構(gòu)包括輸入端和輸出端；所述的輸入端采用二級T型階梯阻抗匹配網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)共面波導(dǎo)饋電結(jié)構(gòu)；所述的基片集成波導(dǎo)同軸濾波單元由兩級基片集成波導(dǎo)同軸諧振腔級聯(lián)而成，諧振腔間通過開口耦合能量；兩個(gè)輸出端均為共面波導(dǎo)轉(zhuǎn)微帶結(jié)構(gòu)，兩個(gè)輸出端之間接一個(gè)100歐姆電阻。

所述介質(zhì)基板的厚度為1.5mm，介電常數(shù)等于3.55，損耗角正切為0.0027。

所述的共面波導(dǎo)饋電結(jié)構(gòu)由兩個(gè)對稱分布在覆銅層上的倒置L型槽及一段微帶線構(gòu)成；兩個(gè)倒置L型槽的直角相對且有一條直角邊平行，平行的兩條直角邊位于微帶線結(jié)構(gòu)兩側(cè)。

所述的基片集成波導(dǎo)同軸諧振腔由直徑為0.5mm的金屬化過孔等間距排成方形腔，方形腔中心為直徑0.8mm的金屬化過孔，金屬化過孔外圈為覆銅層上的圓環(huán)槽；兩級諧振腔間通過過孔壁的開口耦合能量。

本發(fā)明的有益效果是：將傳統(tǒng)的濾波器和功分器融合為一個(gè)器件設(shè)計(jì)，并且采用基片集成波導(dǎo)同軸腔作為諧振器，相比于傳統(tǒng)微帶諧振器和傳統(tǒng)基片集成波導(dǎo)諧振器，具有更高的無載品質(zhì)因數(shù)，對于改善器件的插入損耗及減小器件尺寸具有顯著的效果。相比于同類設(shè)計(jì)，特別是較高頻率下的窄帶應(yīng)用，性能指標(biāo)均有顯著改善，對于現(xiàn)代雷達(dá)系統(tǒng)的小型化以及成本控制有明顯的效果。

附圖說明

圖1是本發(fā)明的頂層版圖；