[發(fā)明專利]一種基于正交簡(jiǎn)并模式的基片集成波導(dǎo)濾波耦合器

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201810750746.2
• 申請(qǐng)日: 2018-07-10
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN109037879A
• 公開(kāi)（公告）日: 2018-12-18
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 章秀銀;李慧陽(yáng);徐金旭
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 華南理工大學(xué)
• 主分類號(hào): H01P5/16
• 分類號(hào): H01P5/16;H01P1/208
• 代理公司: 廣州市華學(xué)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 44245
• 代理人: 王東東

本發(fā)明公開(kāi)了一種基于正交簡(jiǎn)并模式的基片集成波導(dǎo)濾波耦合器，包括三個(gè)諧振腔、四條饋電線及四個(gè)端口，集成帶通濾波器和環(huán)形耦合器的功能，功能上可替代傳統(tǒng)的兩個(gè)濾波器和一個(gè)環(huán)形耦合器的級(jí)聯(lián)，體積大幅減小；該濾波耦合器在兩個(gè)輸出端口上所需要的0度和180度相位差是利用基片集成波導(dǎo)TE₁₀₂和TE₂₀₁正交簡(jiǎn)并模式的正向和反向電場(chǎng)來(lái)實(shí)現(xiàn)的，不需要增加額外電路，降低了電路復(fù)雜度；本發(fā)明提出的基片集成波導(dǎo)濾波耦合器具有很好的電路性能，同時(shí)具有高集成度的特點(diǎn)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種濾波耦合器，具體涉及一種基于正交簡(jiǎn)并模式的基片集成波導(dǎo)濾波耦合器。

背景技術(shù)

近些年，無(wú)線通信技術(shù)在工業(yè)和消費(fèi)電子行業(yè)中飛速發(fā)展，各種各樣的高性能微波器件被大量需要，不同的濾波器是無(wú)線通信系統(tǒng)射頻前端電路的重要組成器件，例如耦合器，功分器和濾波器等。在射頻前端，環(huán)形耦合器和兩個(gè)帶通濾波器通常以級(jí)聯(lián)的方式實(shí)現(xiàn)濾波和耦合功能，占據(jù)大量的體積。因此，許多學(xué)者開(kāi)展研究旨在小型化電路。特別是在第五代(5G)大規(guī)模多輸入多輸出(MIMO)系統(tǒng)中，需要大量的濾波器。為了減少通信系統(tǒng)的體積和建設(shè)成本，許多學(xué)者開(kāi)展研究來(lái)設(shè)計(jì)小型化的濾波器。

為了進(jìn)一步減小尺寸，多功能濾波耦合器被提出，實(shí)現(xiàn)高集成和連接線的消除。在平面印刷電路板(PCB)中用±K轉(zhuǎn)換器代替經(jīng)典的環(huán)形耦合器中的四分之一或四分之三傳輸線來(lái)集成濾波功能；用四分之一和二分之一波長(zhǎng)諧振器來(lái)設(shè)計(jì)由帶通響應(yīng)的環(huán)形耦合器。另外，低溫共燒陶瓷(LTCC)技術(shù)也被廣泛使用，來(lái)實(shí)現(xiàn)緊湊的濾波耦合器。但是，PCB和LTCC存在Q值和功率容限低的缺點(diǎn)。由于高Q值的優(yōu)點(diǎn)，介質(zhì)諧振器DR被用來(lái)設(shè)計(jì)窄帶濾波環(huán)形耦合器，但其尺寸大，重量高。除了PCB、LTCC和DR技術(shù)，基片集成波導(dǎo)因?yàn)槠涞统杀靖呒珊拖鄬?duì)較高的Q值也被廣泛使用于微波器件設(shè)計(jì)中，包括濾波器，功分器，交叉和耦合器等。

發(fā)明內(nèi)容

為了克服現(xiàn)有技術(shù)存在的缺點(diǎn)與不足，本發(fā)明提供一種基于正交簡(jiǎn)并模式的基片集成波導(dǎo)濾波耦合器，適用于射頻前端電路。

本發(fā)明包含了三個(gè)基片集成波導(dǎo)諧振腔和四個(gè)端口；集成了帶通濾波器和環(huán)形耦合器的功能，功能上可替代傳統(tǒng)的兩個(gè)濾波器和一個(gè)環(huán)形耦合器的級(jí)聯(lián)，體積大幅減小；該濾波耦合器在兩個(gè)輸出端口上所需要的0度和180度相位差是利用基片集成波導(dǎo)TE₁₀₂和TE₂₀₁正交簡(jiǎn)并模式的正向和反向電場(chǎng)來(lái)實(shí)現(xiàn)的，不需要增加額外電路，降低了電路復(fù)雜度；本發(fā)明提出的基片集成波導(dǎo)濾波耦合器具有很好的電路性能，同時(shí)具有高集成度的特點(diǎn)，具有創(chuàng)造性和實(shí)用性。

本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：

一種基于正交簡(jiǎn)并模式的基片集成波導(dǎo)濾波耦合器，包括：

三個(gè)基片集成波導(dǎo)諧振腔，具體為第一諧振腔、第二諧振腔及第三諧振腔；

四條饋電線：第一饋電線、第二饋電線、第三饋電線及第四饋電線；

四個(gè)端口：第一端口、第二端口、第三端口及第四端口；

所述第一諧振腔分別與第二諧振腔及第三諧振腔進(jìn)行耦合；第一諧振腔的中點(diǎn)與第二諧振腔中點(diǎn)的連線垂直于第一諧振腔的中點(diǎn)與第三諧振腔中點(diǎn)的連線；

所述第一饋電線設(shè)置在第二諧振腔和第三諧振腔之間，且與第一諧振腔連接；

所述第二饋電線和第三饋電線分別與第二諧振腔和第三諧振腔連接；

所述第四饋電線與第一諧振腔相連接；

所述第一、第二、第三及第四端口分別位于第一、第二、第三及第四饋電線的末端。

所述第四饋電線與第一饋電線呈90度角，該角的頂點(diǎn)為第一諧振器的中點(diǎn)。

所述第二諧振腔和第三諧振腔關(guān)于第一饋電線呈軸對(duì)稱。