[发明专利]一种X波段基于基片集成波导同轴腔的滤波功分器

说明书

本发明提供了一种X波段基于基片集成波导同轴腔的滤波功分器，在介质基板一侧设计输入输出结构和基片集成波导同轴滤波单元，另一侧为地板；所述的输入输出结构包括输入端和输出端；输入端采用二级T型阶梯阻抗匹配网络转共面波导馈电结构；所述的基片集成波导同轴滤波单元由两级基片集成波导同轴谐振腔级联而成，谐振腔间通过开口耦合能量；两个输出端均为共面波导转微带结构，两个输出端之间接一个100欧姆电阻。本发明具有更高的无载品质因数，对于改善器件的插入损耗及减小器件尺寸具有显著的效果，特别是较高频率下的窄带应用，性能指标均有显著改善，对于现代雷达系统的小型化以及成本控制有明显的效果。

技术领域

本发明涉及一种滤波功分器，主要用于现代雷达通信系统前端对信号的频率选择及功率分配。

背景技术

近年来，随着无线通信技术的飞速发展，无线通信设备的小型化成为未来发展的必然趋势。作为构成无线通信系统前端必不可少的器件，滤波器及功分器的小型化设计具有重要的研究价值及商业价值。目前，单一滤波器和功分器的小型化研究已经取得一定的成果，相关的资料也较为全面。但是如果要进一步缩小设备的体积，则需要从系统层面考虑进行设计，由于滤波器和功分器一般会配合使用，因此学术界提出一种新的设计思路——将滤波器和功分器的功能整合起来作为一个器件设计，从而得到更明显的尺寸缩减。

基片集成波导由于其综合了微带平面电路便于集成及波导高无载品质因数的特性，基片集成波导同轴腔是在平面电路上实现同轴腔特性，相比同频率常规基片集成波导腔具有更小的尺寸。将基片集成波导同轴腔应用到小型化滤波功分器的设计中，具有广阔的应用前景与实用价值。

Chen Ding等人在《Compact Filtering Power Divider with Improved Out-of-Band Performance》一文中提出一种由CQ滤波单元组成的滤波功分器，但其采用的常规微带谐振器，相比基片集成波导同轴谐振器无载品质因数低且尺寸偏大，在窄带应用时具有较大的插入损耗损。

发明内容

为了克服现有技术的不足，本发明提供一种X波段基于基片集成波导同轴腔的滤波功分器，能够减小器件尺寸及插入损耗，降低产品成本，可用于现代雷达通信系统的小型化设计。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种基于基片集成波导同轴腔的滤波功分器，包括介质基板、输入输出结构和基片集成波导同轴滤波单元。

所述的介质基板为双面覆铜板，顶层为输入输出结构和基片集成波导同轴滤波单元，底层为地板；所述的输入输出结构包括输入端和输出端；所述的输入端采用二级T型阶梯阻抗匹配网络转共面波导馈电结构；所述的基片集成波导同轴滤波单元由两级基片集成波导同轴谐振腔级联而成，谐振腔间通过开口耦合能量；两个输出端均为共面波导转微带结构，两个输出端之间接一个100欧姆电阻。

所述介质基板的厚度为1.5mm，介电常数等于3.55，损耗角正切为0.0027。

所述的共面波导馈电结构由两个对称分布在覆铜层上的倒置L型槽及一段微带线构成；两个倒置L型槽的直角相对且有一条直角边平行，平行的两条直角边位于微带线结构两侧。

所述的基片集成波导同轴谐振腔由直径为0.5mm的金属化过孔等间距排成方形腔，方形腔中心为直径0.8mm的金属化过孔，金属化过孔外圈为覆铜层上的圆环槽；两级谐振腔间通过过孔壁的开口耦合能量。

本发明的有益效果是：将传统的滤波器和功分器融合为一个器件设计，并且采用基片集成波导同轴腔作为谐振器，相比于传统微带谐振器和传统基片集成波导谐振器，具有更高的无载品质因数，对于改善器件的插入损耗及减小器件尺寸具有显著的效果。相比于同类设计，特别是较高频率下的窄带应用，性能指标均有显著改善，对于现代雷达系统的小型化以及成本控制有明显的效果。

附图说明

图1是本发明的顶层版图；