一种具有滤波功能的平衡式分支线耦合器的制造方法_3

文档序号:9237107阅读:来源:国知局
另外,所述第一滤波结构和所述第二滤波结构的端口阻抗值根据设定为 其中,〖^为平衡式分支线耦合器的端口差模阻抗值;例如,当平衡式分支线耦合器 的端口差模阻抗为lOOohm(欧姆)时,所述第一滤波结构和所述第二滤波结构的端口差模 阻抗值设定为35. 4ohm。
[0043] 进一步,在此端口阻抗条件下使所述第一滤波结构达到所需要的滤波响应及带宽 等性能,具体的,在第一谐振器10和第二谐振器20之间设置有第一缝隙,通过调节所述第 一缝隙的缝宽调节第一谐振器10和第二谐振器20的耦合系数,以及通过调节第一谐振器 10和第二谐振器20的馈电位置调节所述第一滤波结构的外部品质因数,以使所述第一滤 波结构的滤波带宽达到预设带宽,例如,所述第一滤波结构的中心频率为1. 87GHz,可通过 调节所述第一缝隙的缝宽和第一、第二谐振器(10、20)的馈电位置,使所述第一滤波结构 的滤波带宽在1. 84GHz~1. 90GHz,此处只是举例说明,具体带宽根据具体应用情况而定, 这里不进行限定。
[0044]另外,所述第二滤波结构用于调整第二差分端口 2和第三差分端口 3输出信号频 率响应的一致性,以及调整第一差分端口 1和第四差分端口 4的隔离度,以使所述频率响应 一致,以及使所述隔离度达到预设值(即具有较好的隔离度)。
[0045] 在另一种优选实施方式中,为了避免所述耦合器的连接正、负信号的传输线相重 叠,所述耦合器采取向地面打孔的方式,使第一谐振器10和第三谐振器30的负信号传输端 均与第一耦合微带线50的负信号传输线相连,和/或第一谐振器10和第三谐振器30的正 信号传输端均与第一耦合微带线50的正信号传输线相连,和/或第二谐振器20和第四谐 振器40的负信号传输端均与第二耦合微带线60的负信号传输线相连,和/或第二谐振器 20和第四谐振器40的正信号传输端均与第二耦合微带线60的正信号传输线相连;即通过 向地面打孔的方式,使所述耦合器的正信号或者负信号通过地面上的微带线进行传输。具 体的,请结合图2和图3,图2为本申请一优选实施方式提供的具有滤波功能的平衡式分支 线耦合器的顶层结构图,图3为该耦合器的底层结构图,图3中在第一差分端口 1处的向地 面打孔,使第一耦合微带线50的负信号传输线与第一谐振器10的负信号传输端连接,在第 二差分端口 2处的向地面打孔,使第二谐振器20的负信号传输端与第二耦合微带线60的 负信号传输线连接,在第三差分端口 3处的向地面打孔,使第二耦合微带线60的正信号传 输线与第四谐振器40的正信号传输端连接,在第四差分端口 4处的向地面打孔,使第一耦 合微带线50的正信号传输线与第三谐振器30的正信号传输端连接。
[0046] 如图2所示,第一谐振器10、第二谐振器20、第三谐振器30和第四谐振器40中的 每一个均由三条微带线组成,以第一谐振器10为例,包括上段微带线a、下段微带线b和中 间段微带线c,中间段微带线c连接上段微带线a和下段微带线b的一端,在具体实施过程 中,组成第一谐振器10的三条微带线可根据实际应用需要进行折叠,其中,上段微带线a和 下段微带线b总长度相等;第二谐振器20和第四谐振器40与第一谐振器10的结构类似, 第三谐振器30由上段微带线和下段微带线构成,这四个谐振器在结构上有些许差异且具 有一定的对称性;第一耦合微带线50和第二耦合微带线60各由两条非折叠的微带线组成。
[0047] 在图2中,第一谐振器10的上段微带线的长度通过1:和1 5的和表示,第一谐振 器10的下段微带线的长度与其上段微带线的长度相等,第一谐振器10的中间段微带线的 长度通过1 4表示;第二谐振器20的上段微带线的长度通过12和1 5的和表示,第二谐振器 20的下段微带线的长度与其上段微带线的长度相等,第二谐振器20的中间段微带线的长 度通过1 3表示;第三谐振器30的上段微带线的长度通过16和1 9的和表示,第三谐振器30 的下段微带线的长度与其上段微带线的长度相等;第四谐振器40的上段微带线的长度通 过1 7和19的和表示,第四谐振器40的下段微带线的长度与其上段微带线的长度相等,第四 谐振器40的中间段微带线的长度通过1 8表示;第一谐振器10与第二谐振器20之间的用 于调节耦合系数的缝宽通过Si表示;第三谐振器30与第四谐振器40之间的用于调节耦合 系数的缝宽通过&表示;所有用于构成谐振器的微带线的宽度均通过^表示;构成第一耦 合微带线50的两条微带线的间距为S 2、宽度为w2,构成第二耦合微带线60的两条微带线的 间距为S3、宽度为w 3。
[0048] 下面结合图2所示的耦合器结构图,给出所述耦合器的内部结构参数,以在中心 频率1. 87GHz上实现以上介绍的具有滤波功能的平衡式分支线耦合器。其中,第一谐振器 10、第二谐振器20、第三谐振器30、第四谐振器40、第一耦合微带线50和第二耦合微带线 60等均设置在介电常数为3. 38的介质基板上,具体结构参数为:Wi= 0. 9mm,S 0. 85mm, w2= 0? 54mm,S 2= 0? 85mm,w 3= 0? 86mm,S 3= 0? 59mm,S 4= 0? 51mm,1 x= 23. 32mm? 12 = 24. 07mm,13= 4. 08mm,14= 5. 22mm,15= L 18mm,16= 24. 16mm,17= 18. 57mm,18= 13. 6mm, 19= 1. 53mm〇
[0049] 根据上述一系列具体参数,一方面,采用仿真器对所设计的耦合器进行仿真以获 得仿真结果,另一方面,采用网络分析仪等对所设计的耦合器进行实际测量仪获得实测结 果。仿真结果和实测结果对比如图4-图6所示,其中虚线表示仿真结果,实线表示实测结 果;图4-图6中的曲线根据信号的S参数绘制,S参数即散射参数,是微波传输中的一项 重要参数,S12 (即信号由2号端口输入1号端口输出的S参数,以下与此类似)为反向传 输系数(也就是隔离),S21为正向传输系数(也就是增益),S n为输入反射系数(也就是 输入回波损耗),S22为输出反射系数(也就是输出回波损耗)。图4为本优选实施例的差 模响应图,S dd表示本设计耦合器的差分信号的S参数,当其工作的中心频率在1. 87GHz时, 差模回波损耗(|Sddll|)在1. 84GHz至1. 90GHz内小于10dB,插入损耗为1. 4dB ;图5为本 优选实施例的共模响应图,S。。表示本设计耦合器的共模信号的S参数,在通带(1. 84GHz至 1. 90GHz)内,共模信号抑制(| See211、| See311和| See411)在20dB以上;图6为第二差分端口 2和第三差分端口 3的相位差,在通带(1. 84GHz至1. 90GHz)内,两个差分输出端口相位差 (Z Sdd31- Z Sdd21)为(90±5) ° ;并且在通带(1. 84GHz至1. 90GHz)内,仿真结果和实测结 果表现出良好的一致性。
[0050] 总而言之,通过构建平衡式分支线耦合器结构,以及在其上融合平衡式滤波结构, 以使本方案中的耦合器具有耦合功能的同时还具有滤波功能,并且所
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