[發明專利]一種新型微帶交叉耦合三工器

在審

• 申請號: 201710721652.8
• 申請日: 2017-08-22
• 公開（公告）號: CN107611534A
• 公開（公告）日: 2018-01-19
• 發明（設計）人: 嚴浩嘉;王鑫;戴永勝
• 申請（專利權）人: 南京理工大學
• 主分類號: H01P1/20
• 分類號: H01P1/20;H01P1/203
• 代理公司: 南京理工大學專利中心32203
• 代理人: 王瑋

技術領域

本發明屬于微波射頻領域，具體涉及一種無源三工器，特別是一種新型微帶交叉耦合三工器，可廣泛應用于軍事、衛星通信等系統中。

背景技術

在移動通信、衛星通信等電子系統飛速發展的時代，微型化成為一項衡量微波射頻器件性能優劣的重要指標，高性能、低成本、易于批量生產也逐漸成為微波元器件主要的發展方向。多工器作為一種可以將信號從不同的通道對外發射的器件具有重要的研究意義，有利于對工作頻帶的整合及多路復用技術，因此人們對微波多工器提出了更高的要求。描述這種部件性能的主要指標有：通帶工作頻率范圍、通帶插入損耗、阻帶頻率范圍、阻帶衰減、端口隔離度、通帶輸入/輸出電壓駐波比、插入相移和溫度穩定性、尺寸、重量、可靠性等。

低溫共燒陶瓷技術是一種電子封裝整合技術，采用多層陶瓷工藝實現元件構造，既可以將無源元件固定于介質基板內部，也可以將有源元件封裝于基板表面以制成無源/有源集成的功能模塊。基于LTCC技術的微波元件具有高品質因數、高集成度、高穩定性等優點，且對元件的微型化具有重要意義，已廣泛用于微型化電子設備，諸如手機、平板電腦等。利用該技術可實現高性能、高品質、可批量生產、高穩定性、損耗小、低成本的微型微波器件。

發明內容

本發明的目的在于提供一種由微帶交叉耦合濾波器集成的三工器，以實現尺寸小、重量輕、可靠性高、電性能優異、成品率高、批量一致性好、成本低、可批量生產的微型無源三工器。

為實現上述目的，現采用以下方案：一種新型微帶交叉耦合三工器，包括匹配枝節電路M、第一微帶交叉耦合濾波器F1、第二微帶交叉耦合濾波器F2和第三微帶交叉耦合濾波器F3。

匹配枝節電路M包括輸入端口Pl、輸入連接線Lin、第一匹配線Ll、第二匹配線L2、第三匹配線L3和接地板，第一匹配線L1、第二匹配線L2、第三匹配線L3通過輸入連接線Lin連接到一起，且輸入連接線Lin與輸入端口P1相接，第一微帶交叉耦合濾波器F1和第二微帶交叉耦合濾波器F2分別設于匹配枝節電路M的左右兩側，第三微帶交叉耦合濾波器F3設于匹配枝節電路M的后側。

第一微帶交叉耦合濾波器F1包括第一輸入連接線Lin1、第一輸出連接線Lout1、第一阻抗諧振單元D1、第二阻抗諧振單元D2、第三阻抗諧振單元D3、第四阻抗諧振單元D4、第一Z形交叉耦合線Z1、第二Z形交叉耦合線Z2、特征阻抗50歐姆的輸出端口P2、第一側印地GND1，所述微帶交叉耦合濾波器F1從上至下共5層基板，第一層為接地板，第二層為第一Z形交叉耦合線Z1，第三層為耦合帶狀線組成的阻抗諧振單元層，第四層為第二Z形交叉耦合線Z2，第五層為接地板。第一Z形交叉耦合線Z1位于第一阻抗諧振單元D1和第四阻抗諧振單元D4的上方，第二Z形交叉耦合線Z2位于第一阻抗諧振單元D1和第四阻抗諧振單元D4的下方，且Z1與Z2關于Y軸對稱。

所述的第一微帶交叉耦合濾波器F1的第三層阻抗諧振單元D1、D2、D3、D4均是從上至下的三層耦合帶狀線結構，D1由D11、D12、D13組成，D2由D21、D22、D23組成，D3由D31、D32、D33組成，D4由D41、D42、D43組成，耦合帶狀線D11、D13、D21、D23、D31、D33、D41、D43寬度相等，且一端接地，另一端開路，D11、D13與D41、D43長度相等，D21、D23與D31、D33長度相等，略長于D11等四根耦合線的長度，D12、D22、D32、D42寬度相等，且小于上述線寬，與上述耦合線開路端相對的一端接地，另一端開路，D22、D32、D42等長，且略長于D12。第一阻抗諧振單元D1的第二層D12與第一輸入連接線Lin1相連，第四阻抗諧振單元D4的第二層D42與第一輸出連接線Lout1相連。

第二微帶交叉耦合濾波器F2包括第二輸入連接線Lin2、第二輸出連接線Lout2、第五阻抗諧振單元D5、第六阻抗諧振單元D6、第七阻抗諧振單元D7、第八阻抗諧振單元D8、第三Z形交叉耦合線Z3、第四Z形交叉耦合線Z4、特征阻抗50歐姆的輸出端口P3、第二側印地GND2，所述微帶交叉耦合濾波器F2從上至下共5層基板，第一層為接地板，第二層為第三Z形交叉耦合線Z3，第三層為耦合帶狀線組成的阻抗諧振單元層，第四層為第四Z形交叉耦合線Z4，第五層為接地板。第三Z形交叉耦合線Z3位于第五阻抗諧振單元D5和第八阻抗諧振單元D8的上方，第四Z形交叉耦合線Z4位于第五阻抗諧振單元D5和第八阻抗諧振單元D8的下方，且Z3與Z4關于Y軸對稱。