本發(fā)明涉及一種雙工器，特別涉及可應用于射頻前端電路的基于多模諧振器的雙工器。

背景技術：

在無線通信領域中，雙工器具有很大的需求。通過接入雙工器，可以使的無線接收機和發(fā)射機共用一副天線，從而極大的減小了系統(tǒng)的體積。雙工器應具有較小的插入損耗，從而提高天線接收的信噪比；同時要具有很高的隔離，防止發(fā)射端的信號耦合如接收端，燒壞接收機。近年來，海內(nèi)外學者對雙工器展開了很多研究。性能最優(yōu)異的腔體雙工器，具有低插損，高隔離等特點，但是造價過于昂貴，而且體積較大，重量重，限制了腔體雙工器的實際應用?；刹▽?SIW)相對于腔體更加輕便，造價更低，同時具有比微帶線更高的Q值，SIW雙工器具有相對微帶線較低的插損，更高的隔離，但是SIW雙工器難以對實物進行調(diào)試，使得研發(fā)周期更加漫長。微帶線雙工器具有造價低、重量輕、體積小等優(yōu)點。同時對微帶線雙工器調(diào)試也更加容易，因此微帶線在工程應用中具有更大的優(yōu)勢。

為了得到高隔離的特性，雙工器的兩個濾波器需要盡可能多的引入傳輸零點。最簡單的方法是直接在輸入或者輸出端口引入四分之波長的開路枝節(jié)，但這樣會使得電路的體積變大；或者使用交叉耦合的方法引入傳輸零點，但是交叉耦合產(chǎn)生的傳輸零點不容易控制，而且零點的深度也難以保證；此處使用的是枝節(jié)加載諧振器(SLR)產(chǎn)生的傳輸零點。SLR諧振器的傳輸零點由開路枝節(jié)的長度決定，零點的位置約為開路枝節(jié)長度所對應四分之波長的頻率。同時，SLR諧振器還可以擴展濾波器的帶寬，減少階數(shù)，從而減小了體積。

技術實現(xiàn)要素：

本發(fā)明提出了一種基于帶通帶阻混合結(jié)構的邊帶陡峭平面雙工器，該雙工器包含兩個濾波網(wǎng)絡，通過T型分支線進行連接；每個濾波網(wǎng)絡可以看成帶通與帶阻濾波器的結(jié)合；在設計時，采用枝節(jié)加載諧振器，減小體積，降低損耗；另外，利用諧振器本身特性，使低頻的濾波網(wǎng)絡在高頻段處形成了多個傳輸零點，高頻濾波網(wǎng)絡在低頻段處也產(chǎn)生傳輸零點，在不增加電路復雜性的情況下得到很好的抑制效果；同時采用帶阻濾波器的設計理論，在低頻段與高頻段的邊緣頻率處產(chǎn)生傳輸零點，得到邊緣頻率的高滾降特性；本發(fā)明提出的雙工器不僅適用于寬頻帶，還可以用于兩個頻率靠得很近的工作頻段，具有創(chuàng)造性，實用性。

為實現(xiàn)本發(fā)明目的，本發(fā)明至少采用如下技術方案之一。

一種基于帶通帶阻混合結(jié)構的邊帶陡峭平面雙工器，包括上層微帶結(jié)構、中間介質(zhì)基板和底層金屬地板；

所述上層微帶結(jié)構由第一帶通濾波網(wǎng)絡，第二帶通濾波網(wǎng)絡，T型分支線、第一諧振器和第二諧振器組成；

所述的第一帶通濾波網(wǎng)絡由三個諧振器組成，包括第三諧振器、第四諧振器和第五諧振器；

所述的第二帶通濾波網(wǎng)絡由兩個諧振器及兩條饋電線組成，包括第六諧振器、第七諧振器、第一饋電線和第二饋電線；

所述的T型分支線橫向的兩端分別連接第一帶通濾波網(wǎng)絡和第二帶通濾波網(wǎng)絡。

進一步地，所述的第一諧振器、第二諧振器、第三諧振器和第五諧振器均為矩形去掉一條邊后的形狀，第四諧振器呈山字形，第六諧振器與第七諧振器為帶枝節(jié)的微帶；所述的第三諧振器和第五諧振器分別與第四諧振器的兩端相互靠近形成耦合，共同構成第一帶通濾波網(wǎng)絡；所述的第一饋電線與第六諧振器的一端，第二饋電線與第七諧振器的一端分別形成交指耦合，第六諧振器與第七諧振器的另外一端相互靠近形成耦合，第六諧振器與第七諧振器共同構成第二帶通濾波網(wǎng)絡。

進一步地，第六諧振器與第七諧振器的枝節(jié)向一邊彎折呈h形以減小體積.

進一步地，所述的第一諧振器與第五諧振器相互靠近，形成耦合，用于產(chǎn)生傳輸零點；所述的第二諧振器與第七諧振器相互靠近，形成耦合，用于產(chǎn)生傳輸零點。

進一步地，所述的第四諧振器，第六諧振器和第七諧振器為枝節(jié)加載的多模諧振器，用于產(chǎn)生多個模式和傳輸零點，并且每個諧振器的枝節(jié)的長度是所需要的傳輸點的頻率所對應的波導波長的四分之一。

本發(fā)明每個帶通濾波網(wǎng)絡都采用了帶通帶阻混合結(jié)構來提高通帶邊緣的滾降特性，提高帶外抑制和隔離；雙工器的兩路濾波網(wǎng)絡，在通過枝節(jié)加載諧振器在帶外產(chǎn)生零點的同時，利用耦合半波長諧振器的帶阻結(jié)構，產(chǎn)生額外的傳輸零點，進一步加深了抑制，提高了隔離和滾降特性；器件利用枝節(jié)加載的諧振器的多個諧振模式，獲得寬帶的濾波響應。

與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明具有如下優(yōu)點和技術效果：

1.本發(fā)明利用多模諧振器拓寬雙工器的帶寬，降低了諧振器階數(shù)，從而減小了插損，實現(xiàn)了寬帶寬。

2.本發(fā)明利用開路枝節(jié)和耦合半波長諧振器產(chǎn)生的傳輸零點，在不增大雙工器體積的前提下，使得雙工器達到了高隔離的效果。

3.本發(fā)明用耦合半波長諧振器產(chǎn)生的額外的傳輸零點，增強了雙工器的滾降，雙工器能滿足頻率相隔較近時的設計要求。

附圖說明

圖1是本發(fā)明一種基于帶通帶阻混合結(jié)構的邊帶陡峭平面雙工器的結(jié)構圖；

圖2為具有濾波功能的電調(diào)功率分配器的尺寸關系示意圖；

圖3是S₁₁參數(shù)、S₂₁參數(shù)、S₃₁參數(shù)和S₂₃參數(shù)的實驗結(jié)果圖。

具體實施方式

下面結(jié)合實施例及附圖，對本發(fā)明作進一步地詳細說明，但本發(fā)明的實施方式不限于此。

如圖1所示，一種基于帶通帶阻混合結(jié)構的邊帶陡峭平面雙工器，每個帶通濾波網(wǎng)絡都采用了帶通帶阻混合結(jié)構來提高通帶邊緣的滾降特性，提高帶外抑制和隔離；雙工器的兩路濾波網(wǎng)絡，在通過枝節(jié)加載諧振器在帶外產(chǎn)生零點的同時，利用耦合半波長諧振器的帶阻結(jié)構，產(chǎn)生額外的傳輸零點，進一步加深了抑制，提高了隔離和滾降特性；器件利用枝節(jié)加載的諧振器的多個諧振模式，獲得寬帶的濾波響應。

圖1所述的一種基于帶通帶阻混合結(jié)構的邊帶陡峭平面雙工器，器件包括上層微帶結(jié)構、中間介質(zhì)基板和底層金屬地板；

所述上層微帶結(jié)構由第一帶通濾波網(wǎng)絡1，第二帶通濾波網(wǎng)絡2，T型分支線3和第一諧振器4和第二諧振器5組成；

所述的第一帶通濾波網(wǎng)絡由三個諧振器組成，包括第三諧振器6，第四諧振器7，第五諧振器8；

所述的第二帶通濾波網(wǎng)絡由兩個諧振器及兩條饋電線組成，包括第六諧振器9，第七諧振器10，第一饋電線11，第二饋電線12；

所述的T型分支線3的其中兩端分別連接第一帶通濾波網(wǎng)絡1和第二帶通濾波網(wǎng)絡2。

圖1所述的的一種基于帶通帶阻混合結(jié)構的邊帶陡峭平面雙工器，其特征在于，所述的第三諧振器6與第四諧振器7相互靠近形成耦合，第四諧振器7與第五諧振器8相互靠近形成耦合，共同構成第一帶通濾波網(wǎng)絡1；所述的第一饋電線11與第六諧振器9相互靠近形成耦合，第六諧振器9與第七諧振器10相互靠近形成耦合，第七諧振器10與第二饋電線相互靠近形成耦合，共同構成第二帶通濾波網(wǎng)絡2。

圖1所述的一種基于帶通帶阻混合結(jié)構的邊帶陡峭平面雙工器，其特征在于，所述的第一諧振器4與第五諧振器8相互靠近，形成耦合，用于產(chǎn)生傳輸零點；所述的第二諧振器5與第七諧振器10相互靠近，形成耦合，用于產(chǎn)生傳輸零點。

圖1所述的一種基于帶通帶阻混合結(jié)構的邊帶陡峭平面雙工器，其特征在于，所述的第四諧振器7，第六諧振器9和第七諧振器10為枝節(jié)加載的多模諧振器，用于產(chǎn)生多個模式和傳輸零點，并且每個諧振器的枝節(jié)的長度是所需要的傳輸點的頻率所對應的波導波長的四分之一。

作為一種實例，如圖2所示，實現(xiàn)本發(fā)明具有濾波功能的電調(diào)功率分配器的設計，具體電路尺寸選擇如下：W₁=4.25mm，W₂=2.65mm，L₁=11.25mm，L₂=33.25mm，L₃=64.6mm，L₄=14.9mm，L₅=14.35mm，L₆=23.3mm，L₇=47.9mm，L₈=13.15mm，L₉=27mm，L₁₀=18.4mm，L₁₁=48.7mm，g₁=0.45mm，g₂=0.55mm, g₃=0.3mm, g₄=0.9mm, g₅=1.1 mm,未標注的線寬都是0.4mm,所用的介質(zhì)基板為Nelco 9255。電路整體尺寸為68mm×78mm。

如圖3所示為S₁₁參數(shù)、S₂₁參數(shù)、S₃₁參數(shù)和S₂₃參數(shù)的實驗結(jié)果圖，可知，雙工器兩路通帶內(nèi)的插損都小于1.2 dB,帶外抑制和隔離都大于35 dB，回波損耗大于20 dB,整個雙工器具有優(yōu)良的性能。

綜上，本發(fā)明提供了一種基于帶通帶阻混合結(jié)構的邊帶陡峭平面雙工器，具有低插損，高隔離，高抑制等優(yōu)點，適合應用于無線通信系統(tǒng)的射頻前端中。

以上所描述的實施例是本發(fā)明中的一個教好的實施例，并不用以限制本發(fā)明。基于本發(fā)明的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動的前提下，基于本發(fā)明所做的任何修改，等同替換，改進所獲得的其他實施例，都屬于本發(fā)明實施例的保護范圍。