【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于无线通信，具体涉及一种基于双脊波导的平衡式滤波功分器。
技术介绍
1、现代微波和毫米波通信系统中越来越需要低损耗、高功率容量、高集成度和小体积的微波器件。此外，波导器件由于其固有的低插入损耗、高无载品质因数qu值和显著的功率处理能力等优势，受到研究人员们的广泛关注。功率分配器(功分器)它可以用作天线阵列的馈电网络，在无线通信、雷达、环境遥感和微波测量中都有着广泛的应用。此外，滤波器是射频前端滤除信号的基本模块，应用广泛，需求量巨大。为了减小电路尺寸和连接损耗，适应电路小型化的发展趋势，功分器通常会与滤波器融合设计为滤波功分器。相比矩形波导而言，双脊波导具有更低的截止频率和更宽的单模工作带宽，采用双脊波导结构设计的滤波功分器不仅具有插入损耗低、无载品质因数qu值较高和显著的功率处理能力的优势，还可以弥补传统波导结构笨重的缺点。
2、此外，平衡式电路由于其对环境噪声具有很强的抗干扰能力以及能有效抑制电磁干扰等优势，受到广泛应用。平衡式滤波功分器可以同时具有差模功率分配和选频的作用。在过去的一些工作中，已有基于印刷电路板(pcb)技术，包括使用微带线、基片集成波导(siw)制作的平衡式滤波功分器，它们体积小，成本低，易与其他平面电路集成，但是损耗较大，无载品质因数qu值较低。平衡式介质滤波功分器在此基础上改善了这些问题，但是带来了谐波多，杂散抑制差的问题。本专利技术提出的平衡式双脊波导滤波功分器，不仅可以解决以上问题，适应大功率系统的应用需求，还弥补了波导型平衡式滤波功分器的技术空白。
1、针对基于pcb的平衡式滤波功分器具有插入损耗大和无载品质因数qu值较低的问题，使得其应用受到了很大限制，虽然介质滤波功分器在一定程度上改善了这些问题，但是还存在谐波多、杂散抑制差，并且仍然不能满足大功率容量系统的要求的技术问题，本专利技术的目的在于提供一种基于双脊波导的平衡式滤波功分器，其结构简单，具有更高的无载品质因数qu值和功率处理能力。
2、专利技术思路：本专利技术利用双脊波导固有的差分特性，设计平衡式滤波功分器；波导器件由于其固有的低插入损耗、高无载品质因数qu值和显著的功率处理能力等优势，且双脊波导比相同截面尺寸的矩形波导具有更低的截止频率和更宽的单模工作带宽，故利用双脊波导制作滤波功分器具有比传统矩形波导滤波功分器更小的尺寸，同时插入损耗低，无载品质因数qu值高，功率处理能力好，可以满足高功率系统的应用要求。
3、为达到以上目的，本专利技术采取以下技术方案：所述平衡式滤波功分器包括金属腔体，金属腔体的输入端和输出端分别连接有输入结构和输出结构，所述输入结构包括用于输入差分信号的一对连接器，所述输出结构包括用于输出差分信号的两对连接器；在金属腔体沿长度方向的内壁上设有金属脊组；所述金属脊组包括一对相对设置且不接触的金属脊块，一对金属脊块一端分别与金属腔体中两个相对的内壁接触；所述用于输入差分信号的一对连接器分别连接靠近输入端的一对金属脊块；所述用于输出差分信号的两对连接器分别连接靠近输出端的一对金属脊块的相对的两侧，每一对用于输出差分信号的连接器分别连接靠近输出端的一对金属脊块。
4、进一步地，所述用于输入差分信号的一对连接器沿金属腔体长度方向上的中心面对称设置，所述用于输出差分信号的两对连接器对称连接靠近输出端的一对金属脊块的两侧，用于输出差分信号的每对连接器沿金属腔体长度方向上的中心面对称设置。
5、进一步地，所述连接器为sma-kfd型端口连接器。
6、进一步地，所述金属脊组为多个且间隔排列；所述金属腔体为矩形金属腔体；每一个金属脊组设置在矩形金属腔体内构成双脊波导，相邻两个双脊波导之间为矩形波导，由双脊波导和截止波导级联实现滤波作用。
7、进一步地，所述金属脊块为矩形体。
8、进一步地，所述金属脊组为三个，位于中间的一对金属脊块沿金属腔体长度方向上的长度与位于两端的一对金属脊块沿金属腔体长度方向上的长度不同，可以使结构更紧凑。
9、进一步地，多个所述金属脊组对称设置。
10、进一步地，所述一对金属脊块沿金属腔体长度方向上的中心面对称设置。
11、与现有技术相比，本专利技术的有益效果：
12、(1)本专利技术利用双脊波导工作在主模状态时，两脊表面上的电流大小相等、方向相反，具有固有的差分特性，很容易实现差分输入、差分输出；此外，在相同截面尺寸下，双脊波导具有比矩形波导更低的截止频率和更宽的单模工作带宽，利用这一特性可改善传统矩形波导滤波功分器尺寸大的问题，同时解决介质滤波器谐波多，杂散抑制差的问题；在输出端的一对金属脊块相对的两侧各连接一对连接器，来实现功率分配。
13、(2)本专利技术利用双脊波导固有的差分特性，设计平衡式滤波功分器，结构简单，具有更高的无载品质因数qu值和功率处理能力，更低的插入损耗(|sdd21|、|sdd31|)低于0.1db，差模上阻带抑制带宽宽，在4.1ghz到8.9ghz频率范围内达到30db；在差模通带内共模抑制达到75db，并且在0到6ghz频率范围内达到55db。
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1.一种基于双脊波导的平衡式滤波功分器，其特征在于，所述平衡式滤波功分器包括金属腔体，金属腔体的输入端和输出端分别连接有输入结构和输出结构，所述输入结构包括用于输入差分信号的一对连接器，所述输出结构包括用于输出差分信号的两对连接器；在金属腔体沿长度方向的内壁上设有金属脊组；所述金属脊组包括一对相对设置且不接触的金属脊块，一对金属脊块一端分别与金属腔体中两个相对的内壁接触；所述用于输入差分信号的一对连接器分别连接靠近输入端的一对金属脊块；所述用于输出差分信号的两对连接器分别连接靠近输出端的一对金属脊块的相对的两侧，每一对用于输出差分信号的连接器分别连接靠近输出端的一对金属脊块。
2.根据权利要求1所示的基于双脊波导的平衡式滤波功分器，其特征在于，所述用于输入差分信号的一对连接器沿金属腔体长度方向上的中心面对称设置，所述用于输出差分信号的两对连接器对称连接靠近输出端的一对金属脊块的两侧，用于输出差分信号的每对连接器沿金属腔体长度方向上的中心面对称设置。
3.根据权利要求1所示的基于双脊波导的平衡式滤波功分器，其特征在于，所述连接器为SMA-KFD型端口连接器。
4.根据权利要求1所述的基于双脊波导的平衡式滤波功分器，其特征在于，所述金属脊组为多个且间隔排列。
5.根据权利要求4所示的基于双脊波导的平衡式滤波功分器，其特征在于，所述金属脊组为三个，位于中间的一对金属脊块沿金属腔体长度方向上的长度与位于两端的一对金属脊块沿金属腔体长度方向上的长度不同。
6.根据权利要求4所示的基于双脊波导的平衡式滤波功分器，其特征在于，多个所述金属脊组对称设置。
7.根据权利要求1所述的基于双脊波导的平衡式滤波功分器，其特征在于，所述金属腔体为矩形金属腔体。
8.根据权利要求1所述的基于双脊波导的平衡式滤波功分器，其特征在于，所述金属脊块为矩形体。
9.根据权利要求1所示的基于双脊波导的平衡式滤波功分器，其特征在于，所述一对金属脊块沿金属腔体长度方向上的中心面对称设置。
...【技术特征摘要】
1.一种基于双脊波导的平衡式滤波功分器，其特征在于，所述平衡式滤波功分器包括金属腔体，金属腔体的输入端和输出端分别连接有输入结构和输出结构，所述输入结构包括用于输入差分信号的一对连接器，所述输出结构包括用于输出差分信号的两对连接器；在金属腔体沿长度方向的内壁上设有金属脊组；所述金属脊组包括一对相对设置且不接触的金属脊块，一对金属脊块一端分别与金属腔体中两个相对的内壁接触；所述用于输入差分信号的一对连接器分别连接靠近输入端的一对金属脊块；所述用于输出差分信号的两对连接器分别连接靠近输出端的一对金属脊块的相对的两侧，每一对用于输出差分信号的连接器分别连接靠近输出端的一对金属脊块。
2.根据权利要求1所示的基于双脊波导的平衡式滤波功分器，其特征在于，所述用于输入差分信号的一对连接器沿金属腔体长度方向上的中心面对称设置，所述用于输出差分信号的两对连接器对称连接靠近输出端的一对金属脊块的两侧，用于输出差分信号的每对连接器沿金属腔体长度方向上的中心面对称设置。
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【专利技术属性】
技术研发人员：陈建新，薛颖，施旭，黄叶鑫，杨永杰，沈一春，符小东，蓝燕锐，房洪莲，
申请(专利权)人：南通大学，
类型：发明
国别省市：
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