[发明专利]一种基于高频印刷线路板的窄带滤波多路等功分器

说明书

技术领域

本发明涉及微波通讯领域，尤其是涉及一种基于高频印刷线路板的窄带滤波多路等功分器。

背景技术

微带线环滤波器是一种常见的窄带滤波器，其结构简单，制作方便，因此在微波通讯领域有广泛应用。但是由于其尺寸与微波波长成正比而难于小型化。并且，当出射耦合臂和入射耦合臂不对称，即相位失配时，其透射峰会发生劈裂，而导致其无法在原频率实现功率等额分配。因此在微带线环基础上设计一种兼具小型化及等功率分配特性的窄带滤波多路等功分器将有重要的理论参考价值以及潜在的实际应用价值。

近年来，一种可以实现特殊电磁参数(如负介电系数、负磁导率)的人工电磁材料--特异材料--受到了人们的广泛关注。在合适的结构参数下，结构的体介电常数(介电常数乘以厚度)的平均值和体磁导率的平均值可以同时为零。此时整个结构可等效为折射率为零的材料，它对电磁波是完全透明的。这种等效零折射率材料可通过在微带线上串联加载特定的分布/集总式电容和并联加载特定的分布/集总式电感来实现。由等效零折射率材料构成的微带线环的结构大小与其工作频率无关，因此可实现小型化。同时，由于微带线环上任意两点之间相位为零，因此，此时在其上任何位置加载多个输出耦合臂不会因为相干抑制而偏离原工作频率，并且其输入功率可在各输出端口之间等额分配。

发明内容

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种可实现小型化的，能进行窄带滤波、等功率分配，且工艺简单、成本低廉的基于高频印刷线路板的窄带滤波多路等功分器。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：一种基于高频印刷线路板的窄带滤波多路等功分器，其特征在于，该等功分器包括微带线金属底板、介质、微带线环、多个集总电感、一条入射耦合臂、至少一条出射耦合臂，所述的介质设置在微带线金属底板上，所述的微带线环由多个扇环和多个电容交错连接而成，所述的微带线环固定设置在介质上，并在至少两处扇环所在位置的介质上开设孔，孔内设置有所述电感，该电感的两端分别与微带线环、金属底板连接，所述的入射耦合臂设置在介质上并与微带线环耦合连接，所述的出射耦合臂设置在介质上并与微带线环耦合连接。

所述的金属底板为铜制成的金属底板。

所述的微带线环的扇环为铜制成的扇环。

所述的介质材料为环氧树脂复合玻璃纤维。

所述的出射耦合臂数量为一时，该等功分器为滤波器。

与现有技术相比，本发明具有以下优点：

1、由等效零折射率材料构成的微带线环的结构大小与其工作频率无关，因此可实现小型化。通过调节加载电容和电感值的大小可调节其尺寸，从而实现当前加工技术所能支持的最小器件大小。

2、由于此时微带线环上任意两点之间相位差为零，透射频率不随耦合端口围绕其中心旋转的角度而改变，所以可以在不同的角度放置多个耦合臂，从而构建多路等功分器。

3、本发明工艺简单，成本低廉。

附图说明

图1为微带线环的结构示意图；

图2为本发明的结构示意图；

图3为本发明的实施例1的结构示意图；

图4为实施例1的透射谱；

图5为本发明的实施例2的结构示意图；

图6为实施例2的透射谱。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。

实施例1

本发明是通过在微带线环上串联加载特定的集总电容和并联加载特定集总电感来实现特定频率的零有效折射率材料(我们称之为Balanced CRLH微带线环)。

条件：加载的电感值和加载的电容值之比等于微带线的分布电感与分布电容之比(微带线的特征阻抗的平方)时，在一特定的频率f₀处，其平均折射率为零。此时，只有该频率的微波信号才可以透射通过Balanced CRLH微带线环，并从以其为中心旋转任意角度的耦合臂耦合出来，而其它频率的电磁波则不能通过。因为等效零折射率材料构成的微带线环的结构大小与其工作频率无关，所以可以通过调节加载电容和电感值的大小来调节它的尺寸，从而实现当前加工技术所能支持的最小器件大小。由于此时微带线环上任意两点之间相位差为零，透射频率不随耦合端口围绕其中心旋转的角度而改变，所以可以在不同的角度放置多个耦合臂，从而构建多路等功分器。