[實用新型]一種基于正交簡并模式的基片集成波導濾波耦合器

有效

• 申請號: 201821090369.6
• 申請日: 2018-07-10
• 公開（公告）號: CN208570878U
• 公開（公告）日: 2019-03-01
• 發明（設計）人: 章秀銀;李慧陽;徐金旭
• 申請（專利權）人: 華南理工大學
• 主分類號: H01P5/16
• 分類號: H01P5/16;H01P1/208
• 代理公司: 廣州市華學知識產權代理有限公司 44245
• 代理人: 王東東

本實用新型公開了一種基于正交簡并模式的基片集成波導濾波耦合器，包括三個諧振腔、四條饋電線及四個端口，集成帶通濾波器和環形耦合器的功能，功能上可替代傳統的兩個濾波器和一個環形耦合器的級聯，體積大幅減小；該濾波耦合器在兩個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TE₁₀₂和TE₂₀₁正交簡并模式的正向和反向電場來實現的，不需要增加額外電路，降低了電路復雜度；本實用新型提出的基片集成波導濾波耦合器具有很好的電路性能，同時具有高集成度的特點。

技術領域

本實用新型涉及一種濾波耦合器，具體涉及一種基于正交簡并模式的基片集成波導濾波耦合器。

背景技術

近些年，無線通信技術在工業和消費電子行業中飛速發展，各種各樣的高性能微波器件被大量需要，不同的濾波器是無線通信系統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，環形耦合器和兩個帶通濾波器通常以級聯的方式實現濾波和耦合功能，占據大量的體積。因此，許多學者開展研究旨在小型化電路。特別是在第五代(5G)大規模多輸入多輸出(MIMO)系統中，需要大量的濾波器。為了減少通信系統的體積和建設成本，許多學者開展研究來設計小型化的濾波器。

為了進一步減小尺寸，多功能濾波耦合器被提出，實現高集成和連接線的消除。在平面印刷電路板(PCB)中用±K轉換器代替經典的環形耦合器中的四分之一或四分之三傳輸線來集成濾波功能；用四分之一和二分之一波長諧振器來設計由帶通響應的環形耦合器。另外，低溫共燒陶瓷(LTCC)技術也被廣泛使用，來實現緊湊的濾波耦合器。但是，PCB和LTCC存在Q值和功率容限低的缺點。由于高Q值的優點，介質諧振器DR被用來設計窄帶濾波環形耦合器，但其尺寸大，重量高。除了PCB、LTCC和DR技術，基片集成波導因為其低成本高集成和相對較高的Q值也被廣泛使用于微波器件設計中，包括濾波器，功分器，交叉和耦合器等。

實用新型內容

為了克服現有技術存在的缺點與不足，本實用新型提供一種基于正交簡并模式的基片集成波導濾波耦合器，適用于射頻前端電路。

本實用新型包含了三個基片集成波導諧振腔和四個端口；集成了帶通濾波器和環形耦合器的功能，功能上可替代傳統的兩個濾波器和一個環形耦合器的級聯，體積大幅減小；該濾波耦合器在兩個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TE₁₀₂和TE₂₀₁正交簡并模式的正向和反向電場來實現的，不需要增加額外電路，降低了電路復雜度；本實用新型提出的基片集成波導濾波耦合器具有很好的電路性能，同時具有高集成度的特點，具有創造性和實用性。

本實用新型采用如下技術方案：

一種基于正交簡并模式的基片集成波導濾波耦合器，包括：

三個基片集成波導諧振腔，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行耦合；第一諧振腔的中點與第二諧振腔中點的連線垂直于第一諧振腔的中點與第三諧振腔中點的連線；

所述第一饋電線設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，該角的頂點為第一諧振器的中點。