一种采用双层圆形贴片的新型单通带滤波耦合器制造技术

本发明专利技术公开了一种采用双层圆形贴片的新型单通带滤波耦合器，包括：从上到下依次平行布置的上层介质基板、金属接地板和下层介质基板，上层介质基板、金属接地板和下层介质基板的轮廓互相重合；当信号从第一端口输入时，第二端口和第三端口输出的信号幅值相等，相位相同；当信号从第四端口输入时，第二端口和第三端口输出的信号幅值相等，相位相反。相较于现有技术，本方案具有结构简单、高Q值及高功率处理能力的优点。

【技术实现步骤摘要】
一种采用双层圆形贴片的新型单通带滤波耦合器
本专利技术涉及微波无源器件领域，尤其涉及一种采用双层圆形贴片的新型单通带滤波耦合器。
技术介绍
现代无线通信系统需要紧凑和高性能的滤波器和耦合器。耦合器和带通滤波器在许多射频及微波应用中起着重要作用。在射频前端，它们通常以级联形式使用，这样的形式不仅系统体积庞大，而且工作性能可能下降。为了减小占用空间并改善整个电路性能，滤波耦合器作为一个单一的多功能集成元件，它既可以提供耦合器又具有带通滤波器的功能，已被探索并受到越来越多的关注。在文献1[H.Uchida,N.Yoneda,Y.KonishiandS.Makino,“BandpassDirectionalCouplerswithElectromagnetically-CoupledResonators,”2006IEEEMTT-SInternationalMicrowaveSymposiumDigest,SanFrancisco,CA,2006,pp.1563-1566.]中，最初提出了一种滤波耦合器的概念，将其中传统耦合器中的λ/4和3λ/4转换器部分被替换为谐振器之间的耦合。在文献2[W.Wang,T.Shen,T.HuangandR.Wu,“Miniaturizedrat-racecouplerwithbandpassresponseandgoodstopbandrejection,”2009IEEEMTT-SInternationalMicrowaveSymposiumDigest,Boston,MA,2009,pp.709-712.]中引入了四个网型耦合谐振器进一步实现紧凑的尺寸并改善阻带抑制。文献3[C.WuandC.H.Chen,“CompactLTCCbandpass180°hybridusinglumpedsingle-to-differentialandsingle-to-commonbandpassfilters,”2009IEEEMTT-SInternationalMicrowaveSymposiumDigest,Boston,MA,2009,pp.1473-1476.]通过对多层低温共烧陶瓷(LowTemperatureCo-firedCeramic，LTCC)技术的探索，提出了一种非常紧凑的滤波耦合器，但是LTCC存在Q值和功率容限低的缺点。文献4[H.Li,J.XuandX.Y.Zhang,“SubstrateIntegratedWaveguideFilteringRat-RaceCouplerBasedonOrthogonalDegenerateModes,”inIEEETransactionsonMicrowaveTheoryandTechniques,vol.67,no.1,pp.140-150,Jan.2019.]利用基片集成波导(SIW)设计了具有高Q值的滤波耦合器。
技术实现思路
本专利技术提供了一种采用双层圆形贴片的单通带滤波耦合器，以解决现有的滤波耦合器存在结构复杂、Q值和功率容限低且无法高功率处理的问题。本专利技术实施例提供一种采用双层圆形贴片的新型单通带滤波耦合器，包括：从上到下依次平行布置的上层介质基板、金属接地板和下层介质基板，所述上层介质基板、金属接地板和下层介质基板的轮廓互相重合；当信号从第一端口输入时，第二端口和第三端口输出的信号幅值相等，相位相同；当信号从第四端口输入时，第二端口和第三端口输出的信号幅值相等，相位相反。进一步地，在一种实现方式中，所述上层介质基板上表面设有顶层圆形贴片R、第一端口馈线和第四端口馈线；所述下层介质基板下表面设有底层圆形贴片R、第二端口馈线和第三端口馈线；所述金属接地板设有接地板第一槽线、接地板第二槽线、接地板第三槽线、接地板第四槽线、接地板第五槽线、接地板第六槽线、接地板第七槽线和接地板第八槽线。进一步地，在一种实现方式中，所述上层介质基板、下层介质基板与金属接地板的形状均为切除两个顶点后的正方形，且被切除的所述两个顶点位于正方形的同一边上，所述正方形的切除部分为等腰直角三角形，所述等腰直角三角形的直角与正方形被切除的顶点处的直角重叠；所述上层介质基板、金属接地板和下层介质基板的中心点在一条直线上，所述上层介质基板、金属接地板和下层介质基板的中心点所在直线垂直于上层介质基板所在平面。进一步地，在一种实现方式中，所述第一端口馈线一端延伸至上层介质基板的侧边，另一端与顶层圆形贴片相接，所述第四端口馈线一端延伸至上层介质基板的侧边，另一端与顶层圆形贴片相接。进一步地，在一种实现方式中，所述第二端口馈线一端延伸至下层介质基板的侧边，另一端与底层圆形贴片相接，所述第三端口馈线一端延伸至下层介质基板的侧边，另一端与底层圆形贴片相接。进一步地，在一种实现方式中，所述第一端口馈线中轴线所在直线与第四端口馈线中轴线所在直线垂直，所述第一端口馈线中轴线所在直线与第四端口馈线中轴线所在直线相交于顶层圆形贴片的圆心；所述第二端口馈线中轴线所在直线与第三端口馈线中轴线所在直线垂直，所述第二端口馈线中轴线所在直线与第三端口馈线中轴线所在直线相交于底层圆形贴片的圆心。进一步地，在一种实现方式中，所述金属接地板上的接地板第一槽线、接地板第二槽线、接地板第三槽线、接地板第四槽线、接地板第五槽线、接地板第六槽线、接地板第七槽线和接地板第八槽线依次间隔45度角分布，所述接地板第四槽线和接地板第八槽线沿着金属接地板第一线段所在直线布置，所述接地板第二槽线和接地板第六槽线沿着金属接地板第二线段所在直线布置，所述第一线段的第一端点与第二端点以及第二线段的第三端点与第四端点分别为原正方形各边中点，所述第一线段与第二线段互相垂直于原正方形的中点。进一步地，在一种实现方式中，所述接地板第四槽线靠近第一端点，所述接地板第八槽线靠近第二端点，所述接地板第二槽线靠近第四端点，所述接地板第六槽线靠近第三端点，所述接地板第一槽线、接地板第二槽线、接地板第三槽线、接地板第四槽线、接地板第五槽线、接地板第六槽线、接地板第七槽线和接地板第八槽线与金属接地板中心点之间的距离均相等，所述金属接地板中心点为第一线段与第二线段的交点，所述述金属接地板中心点。进一步地，在一种实现方式中，所述第一端口馈线与第四端口馈线关于第二线段所在直线轴对称分布，所述第二端口馈线与第三端口馈线分别位于下层介质基板第一线段所在直线和第二线段所在直线上。进一步地，在一种实现方式中，所述第一端口馈线中轴线所在直线与第四端口馈线中轴线所在直线相交于上层介质基板中心点，所述上层介质基板中心点为第一线段与第二线段的交点，所述上层介质基板中心点与顶层圆形贴片的圆心重合；所述第二端口馈线与第三端口馈线中轴线所在直线相交于下层介质基板中心点，所述下层介质基板中心点为第一线段与第二线段的交点，所述下层介质基板中心点与底层圆形贴片的圆心重合。现有技术中的滤波耦合器存在结构杂、Q值和功率容限低且无法高功率处理的问题。而采用前述一本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种采用双层圆形贴片的新型单通带滤波耦合器，其特征在于，包括：从上到下依次平行布置的上层介质基板(101)、金属接地板(200)和下层介质基板(102)，所述上层介质基板(101)、金属接地板(200)和下层介质基板(102)的轮廓互相重合；/n当信号从第一端口(P1)输入时，第二端口(P2)和第三端口(P3)输出的信号幅值相等，相位相同；当信号从第四端口(P4)输入时，第二端口(P2)和第三端口(P3)输出的信号幅值相等，相位相反。/n

【技术特征摘要】
1.一种采用双层圆形贴片的新型单通带滤波耦合器，其特征在于，包括：从上到下依次平行布置的上层介质基板(101)、金属接地板(200)和下层介质基板(102)，所述上层介质基板(101)、金属接地板(200)和下层介质基板(102)的轮廓互相重合；
当信号从第一端口(P1)输入时，第二端口(P2)和第三端口(P3)输出的信号幅值相等，相位相同；当信号从第四端口(P4)输入时，第二端口(P2)和第三端口(P3)输出的信号幅值相等，相位相反。


2.根据权利要求1所述的一种采用双层圆形贴片的新型单通带滤波耦合器，其特征在于，所述上层介质基板(101)上表面设有顶层圆形贴片(R1)、第一端口馈线(1)和第四端口馈线(4)；所述下层介质基板(102)下表面设有底层圆形贴片(R2)、第二端口馈线(2)和第三端口馈线(3)；所述金属接地板(200)设有接地板第一槽线(51)、接地板第二槽线(52)、接地板第三槽线(53)、接地板第四槽线(54)、接地板第五槽线(55)、接地板第六槽线(56)、接地板第七槽线(57)和接地板第八槽线(58)。


3.根据权利要求2所述的一种采用双层圆形贴片的新型单通带滤波耦合器，其特征在于，所述上层介质基板(101)、下层介质基板(102)与金属接地板(200)的形状均为切除两个顶点后的正方形，且被切除的所述两个顶点位于正方形的同一边上，所述正方形的切除部分为等腰直角三角形，所述等腰直角三角形的直角与正方形被切除的顶点处的直角重叠；
所述上层介质基板(101)、金属接地板(200)和下层介质基板(102)的中心点在一条直线上，所述上层介质基板(101)、金属接地板(200)和下层介质基板(102)的中心点所在直线垂直于上层介质基板(101)所在平面。


4.根据权利要求3所述的一种采用双层圆形贴片的新型单通带滤波耦合器，其特征在于，所述第一端口馈线(1)一端延伸至上层介质基板(101)的侧边，另一端与顶层圆形贴片(R1)相接，所述第四端口馈线(4)一端延伸至上层介质基板(101)的侧边，另一端与顶层圆形贴片(R1)相接。


5.根据权利要求4所述的一种采用双层圆形贴片的新型单通带滤波耦合器，其特征在于，所述第二端口馈线(2)一端延伸至下层介质基板(102)的侧边，另一端与底层圆形贴片(R2)相接，所述第三端口馈线(3)一端延伸至下层介质基板(102)的侧边，另一端与底层圆形贴片(R2)相接。


6.根据权利要求5所述的一种采用双层圆形贴片的新型单通带滤波耦合器，其特征在于，所述第一端口馈线(1)中轴线所在直线与第四端口馈线(4)中轴线所在直线垂直，所述第一端口馈线(1)中轴线所在直线与第四端口馈线(4)中轴...

【专利技术属性】
技术研发人员：张钢，焦飞，张其运，李则灵，张琪，杨继全，
申请(专利权)人：南京智能高端装备产业研究院有限公司，南京师范大学，
类型：发明
国别省市：江苏;32