[發明專利]基于半模基片集成波導的混合電磁耦合雙工器

有效

• 申請號: 201710138609.9
• 申請日: 2017-03-09
• 公開（公告）號: CN106898851B
• 公開（公告）日: 2019-04-16
• 發明（設計）人: 周春霞;施雁佳;趙艷飛;吳翠翠;梁琴琴
• 申請（專利權）人: 南京理工大學
• 主分類號: H01P1/203
• 分類號: H01P1/203
• 代理公司: 南京理工大學專利中心 32203
• 代理人: 薛云燕

本發明公開了一種基于半模基片集成波導的混合電磁耦合雙工器。該雙工器包括：介質基板，設置于介質基板下表面的金屬接地層，設置于介質基板上表面的上金屬層，該上金屬層包括第一～第三端口分別為輸入端口、低頻段分支濾波器輸出端口、高頻段分支濾波器輸出端口；所述介質基板的上金屬層設置低通帶濾波器和高通帶濾波器，且二者并聯形成混合電磁耦合雙工器；每一分支濾波器由一個半模結構連接一對對稱的開路枝節線，每一對開路枝節線的末端均為平行的開路耦合線；低通帶濾波器和高通帶濾波器之間設置一列金屬化通孔，該列金屬化通孔等間距分布且貫穿介質基板。本發明具有尺寸小、集成度高、隔離度好、結構簡單，易于實現的特點。

技術領域

本發明涉及混合電磁耦合雙工器技術領域，具體是一種基于半模基片集成波導(HMSIW)的混合電磁耦合雙工器。

背景技術

無線通信是信息傳播的載體，電磁波作為信息在空間中傳輸的媒介，其出現使得人們擺脫了導線的限制，是人類社會史上的一次重大的飛躍。隨著生產力水平的不斷提高，人類對通信系統的技術要求也與日俱增。雙工器是在濾波器的基礎上發展起來的，簡單地說雙工器就是一種專門為解決收發共用一副天線時設計的一種無源微波器件。

雙工器一般分為兩種類型：收發開關和頻段雙工器。收發開關主要用于時分復用的雷達系統中，在發射脈沖時天線接通發射機，斷開接收機；發射脈沖完成后，天線接通接收機，斷開發射機。頻段雙工器是將不同頻段的信號借助同一副天線分別進行發射和接收，它在雷達和通信技術中可以提高可靠性，對提高抗干擾性和保密程度來說，作用更加突出，因此頻段雙工器擁有更為廣泛的應用范圍，可用于微波中繼通信、衛星通信、微波測量等。但是，現有雙工器普遍存在阻帶諧波抑制能力差，尺寸大、集成度低的缺點。

發明內容

本發明的目的在于提供一種集成度高、體積小、隔離度高、結構簡單、便于實現的用于隔離收發信號的雙工器。

實現本發明目的的技術解決方案為：一種基于半模基片集成波導的混合電磁耦合雙工器，包括介質基板，設置于介質基板下表面的金屬接地層，設置于介質基板上表面的上金屬層，該上金屬層包括第一端口、第二端口和第三端口，其中第一端口為輸入端口，第二端口為低頻段分支濾波器輸出端口，第三端口為高頻段分支濾波器輸出端口；

所述介質基板的上金屬層設置低通帶濾波器和高通帶濾波器，且二者并聯形成混合電磁耦合雙工器；所述上金屬層設置由第一開路枝節線和第二開路枝節線加載而成的半模基片集成波導結構，低通帶濾波器包括一個半模結構連接一對對稱的第一開路枝節線，高通帶濾波器包括一個半模結構連接一對對稱的第二開路枝節線，每一對開路枝節線的末端均為平行的開路耦合線，該第一開路枝節線和第二開路枝節線共用一個對稱軸，且該對稱軸平行于開路耦合線；低通帶濾波器和高通帶濾波器之間設置一列金屬化通孔，該列金屬化通孔等間距分布且貫穿介質基板。

進一步地，所述第一開路枝節線和第二開路枝節線的長度不同，第一開路枝節線對應低通帶濾波器中心頻率處的1/4波長，第二開路枝節線對應高通帶濾波器中心頻率處的1/4波長，所述第一開路枝節線和第二開路枝節線分別控制低通帶濾波器和高通帶濾波器的中心頻率。

進一步地，所述半模基片集成波導結構中第一開路枝節線和第二開路枝節線的結構能夠調節：通過改變第一開路枝節線和第二開路枝節線的長度和寬度，來改變低通帶濾波器、高通帶濾波器的中心頻率；通過改變第一開路枝節線和第二開路枝節線長度以及開路耦合線之間的間距來改變低通帶濾波器、高通帶濾波器的電耦合強度。

進一步地，所述第一輸入饋線、第二輸入饋線、第一輸出饋線和第二輸出饋線均為50歐姆微帶線；金屬化通孔的直徑d為0.6mm，金屬化通孔的孔間距p為1mm。

進一步地，所述第一輸入饋線的長度對應高通帶分支濾波器中心頻率處的1/4波長；第二輸入饋線的長度對應高通帶分支濾波器中心頻率處的1/4波長。