[实用新型]低插入损耗、高选择特性定向滤波器

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种可应用于微波毫米波单片电路、微波毫米波集成电路设计的多工滤波器，它在微波毫米波无线通信、卫星通信、电子对抗、测试仪表等系统中有着广泛的应用。

背景技术

微波多工滤波器是用来把覆盖以较大频率范围的信号频谱分开成为某几个频率范围的微波器件。微波多工器的主要性能指标为信道隔离度和信道差损。多工器的设计问题是微波工程中常遇到的问题，乍看起来，好像困难不大，直接用若干带通滤波器连接在一起即可。但是实际上，由于滤波器之间的相互作用，会使器件性能变差，直至不能工作。

定向滤波器是一个四端口器件，两个输入端口之间始终保持良好的隔离度。当信号从一个输入端口进入时，一个输出端口的频率响应特性为带通滤波器，另外一个输出端口的频率响应特性为带阻滤波器。在各种定向滤波器中，适合平面电路设计且具有较好性能的一类是回路定向滤波器。该定向滤波器由若干个定向耦合器和整数倍波长的回路构成。每一回路即为一环形谐振器，谐振频率为所需要的工作频率。增加回路的数目，可改善定向滤波器的选择性，但以增大定向滤波器的插入损耗为代价；将多个定向滤波器直接级联，良好的隔离度使得它们之间几乎无影响，可以实现高性能的多工器。

基片集成波导不仅具有平面化的电路结构，同时具有低损耗、低互耦、高Q值的特性，因此可以用来设计高性能的定向滤波器。

发明内容

技术问题：本实用新型的目的是提高一种低插入损耗、高选择特性定向滤波器，使其能直接与射频电路相集成，具有低插入损耗、高选择特性、低加工成本、易于大批量生产等特点。

技术方案：本实用新型的低插入损耗、高选择特性定向滤波器为双回路定向滤波器，包括上层金属敷铜面、下层金属敷铜面分别位于介质基片的正反两侧，金属化通孔穿过介质基片与上层金属敷铜面、下层金属敷铜面相连接形成第一基片集成波导定向耦合器、第二基片集成波导定向耦合器、第三基片集成波导定向耦合器、第一基片集成波导回路、第二基片集成波导回路；其中，第一基片集成波导回路、第二基片集成波导回路分别为由金属化通孔围成的长方形，在第一基片集成波导回路、第二基片集成波导回路的中间和外侧分别设有两排金属化通孔，第一基片集成波导定向耦合器位于第一基片集成波导回路外与第一基片集成波导回路内的两排金属化通孔之间；第二基片集成波导定向耦合器位于第一基片集成波导回路内与第二基片集成波导回路内的两排金属化通孔之间；第三基片集成波导定向耦合器位于第二基片集成波导回路内与第二基片集成波导回路外的两排金属化通孔之间；基片集成波导定向耦合器的第一个输入口接基片集成波导定向滤波器第一输入端口、基片集成波导定向耦合器的第一个输出口接基片集成波导定向滤波器的第一输出端口，基片集成波导定向耦合器的第一个输入口接基片集成波导定向滤波器第二输入端口，基片集成波导定向耦合器的第二个输出口接基片集成波导定向滤波器的第二输出端口。

第一基片集成波导回路和第二基片集成波导回路的中心线长度应为基片集成波导的波导波长的整数倍；在第一基片集成波导回路和第二基片集成波导回路的每一个90°拐角处均设有一感性金属杆以实现良好的匹配。

第一输入端口和第二输入端口始终保持很好的隔离度；当基片集成波导定向滤波器工作于工作频带内时，从第一输入端口馈电，信号依次经过基片集成波导定向耦合器一、基片集成波导回路一、基片集成波导定向耦合器二、基片集成波导回路二、基片集成波导定向耦合器三，最终全部从第二输出端口输出，而第一输出端口无输出；当基片集成波导定向滤波器工作于工作频带外时，从第一输入端口馈电，信号只能经过基片集成波导定向耦合器一、基片集成波导回路一、基片集成波导定向耦合器二，无法进入基片集成波导回路二、基片集成波导定向耦合器三，最终全部从第一输出端口输出，而第二输出端口无输出。

有益效果：本实用新型具有以下优点：

1：)根据设计指标，能准确设计出具有带通和带阻滤波器频率相应特性的四端口网络。

2：)增加回路的数目，可有效地改善定向滤波器的选择特性。

3：)将多个不同工作频段的定向滤波器直接级联，可实现高性能多工器，这些定向滤波器之间不会互相影响，便于设计和实现。

4：)插入损耗低、电路互耦小、Q值高，能实现高性能滤波特性。

5：)以平面电路的形式工作于微波毫米波频段，通过普通PCB工艺制作于介质基片上，具有有源电路集成方便，成本低、精度高、重复性好，适合大批量生产等优点。与金属波导等立体结构实现的电路相比，性能接近，体积小、重量轻、加工简便。

附图说明