一种小型化平衡-不平衡滤波功分器

技术领域

本发明涉及一种微波功分器，具体涉及一种小型化平衡-不平衡滤波功分器。

背景技术

功率分配器简称功分器，有着分离和组合信号的功能，它被广泛应用于天线馈电网络、功率放大器中，因此受到越来越多的关注。

随着现代无线通信系统的不断发展，对系统性能的要求也越来越高，特别是在高灵敏度的网络中，噪声干扰对整体系统性能的影响不可忽视。具有平衡式结构的器件可以抑制共模信号，对噪声也具有很强的抗干扰能力，是现代通信系统中的重要组成部分。对于同时具有平衡端口和不平衡端口的系统而言，使用平衡到不平衡的功分器作为连接器件是十分必要的。此外，具有滤波特性的功分器同时实现了滤波和功率分配的功能，能够起到系统结构尺寸的缩减作用。但是现有的平衡-不平衡滤波功分器无法同时满足宽带高性能共模抑制、不平衡信号输出端口同相输出、小型化等功能。因此，需要一种具有宽带、高性能共模抑制和同相输出特性的小型化平衡-不平衡滤波功分器。

发明内容

本发明提供一种小型化平衡-不平衡滤波功分器，以克服现有的平衡-不平衡滤波功分器无法同时满足宽带、高性能共模抑制、不平衡信号输出端口同相输出、小型化等功能的问题。

为了实现上述目的，本发明的技术方案是：

一种小型化平衡-不平衡滤波功分器，其特征在于，包括：平衡式差分信号输入端口A、转化电路、分支线、输出端口、谐振支节、隔离电阻；

所述平衡式差分信号输入端口A包括第一输入端口和第二输入端口；

所述分支线包括第一分支线和第二分支线，其中，所述第一分支线的一端与转化电路连接，另一端与第一输出端口连接；所述第二分支线的一端与转化电路连接，另一端与第二输出端口连接；所述谐振支节包括第一谐振支节和第二谐振支节；所述第一谐振支节包括第二短路支节和第五电容；所述第二短路支节的一端连接在第一分支线和第一输出端口的连接处，另一端接地；所述第五电容的一端连接在第一分支线与第一输出端口的连接处，另一端接地；所述第二谐振支节接于第二分支线与第二输出端口的连接处；所述第二谐振支节与第一谐振支节的结构相同；

所述转化电路包括第一传输线、第一短路支节、平行耦合线、第一电容、第二电容、第三电容和第四电容；所述第一传输线的一端与第二输入端口相连接，另一端与第一分支线相连接；所述第一短路支节的一端接于第一传输线与第二输入端口的连接处，另一端接地；所述平行耦合线一端与第一输入端口连接，另一端与第二分支线连接；所述第一电容一端接于第一输入端口和平行耦合线的连接处，另一端接地；所述第二电容一端接于第二输入端口和第一传输线的连接处，另一端接地；所述第三电容一端接于第一传输线和第一分支线的连接处，另一端接地；所述第四电容一端接于第一传输线和第一分支线的连接处，另一端接地；

所述隔离电阻的一端接于第一分支线与第一输出端口的连接处，另一端接于第二分支线与第二输出端口的连接处。

进一步的，所述平行耦合线包括第一端口、第二端口、第三端口和第四端口；所述第一端口和第二端口接地；所述第三端口接于第一输入端口与第一电容的连接处：所述第四端口与第二分支线连接。

进一步的，所述第一短路支节和第二短路支节的特性阻抗都为Z

进一步的，所述第一短路支节、第二短路支节、第一传输线、第一分支线、第二分支线和平行耦合线的电长度相等，电长度值为θ。

进一步的，所述第一电容、第二电容和第五电容的电容值为C

f

有益效果：本发明提供的一种小型化平衡-不平衡滤波功分器，该结构通过加载短路支节和电容，实现了滤波功能和小型化；通过采用短路耦合线实现了宽带高性能的共模抑止特性。此外，该功分器具有差分信号到单端信号的转换功能、良好的滤波性能、理想的输入输出阻抗匹配特性、结构紧凑、电路尺寸小等特点，而且满足现代微波系统对器件小型化多功能的应用需求。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明一种小型化平衡-不平衡滤波功分器；

图2是本发明一种小型化平衡-不平衡滤波功分器的平衡式差分信号输入端口的反射系数与滤波传输系数曲线图；

图3是本发明一种小型化平衡-不平衡滤波功分器的不平衡端信号输出端口的反射系数与隔离度曲线图；

图4是本发明一种小型化平衡-不平衡滤波功分器的共模抑制特性曲线图；

图5是本发明一种小型化平衡-不平衡滤波功分器的输出信号相位差曲线图；

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在限制本发明。可以理解，本发明所使用的术语“第一”、“第二”等可在本文中用于描述各种元件，但这些元件不受这些术语限制。这些术语仅用于将第一个元件与另一个元件区分。举例来说，在不脱离本申请的范围的情况下，可以将第一元件称为第二元件，且类似地，可将第二元件称为第一元件。第一元件和第二元件两者都是元件，但其不是同一元件。

本实施例提供了一种小型化平衡-不平衡滤波功分器，如附图1所示，包括：平衡式差分信号输入端口A、转化电路3、分支线、输出端口、谐振支节、隔离电阻10；

所述平衡式差分信号输入端口A包括第一输入端口1和第二输入端口2；

所述转化电路3包括第一传输线31、第一短路支节32、平行耦合线33、第一电容34、第二电容35、第三电容36和第四电容37；所述第一传输线31的一端与第二输入端口2相连接，另一端与第一分支线4相连接；所述第一短路支节32的一端接于第一传输线31与第二输入端口2的连接处，另一端接地，通过加载短路支节和电容，可实现滤波功能和小型化；所述平行耦合线33包括第一端口331、第二端口332、第三端口333和第四端口334；所述第三端口333与第一输入端口1连接，所述第四端口334与第二分支线5连接，所述第一端口331和第二端口332接地，通过采用短路耦合线实现了宽带高性能的共模抑止特性；所述第一电容34一端接于第一输入端口1和平行耦合线33的连接处，另一端接地；所述第二电容35一端接于第二输入端口2和第一传输线31的连接处，另一端接地；所述第三电容36一端接于第一传输线31和第一分支线4的连接处，另一端接地；所述第四电容37一端接于第一传输线31和第一分支线4的连接处，另一端接地；

所述分支线包括第一分支线4和第二分支线5，其中，所述第一分支线4的一端与转化电路3连接，另一端与第一输出端口6连接；所述第二分支线5的一端与转化电路3连接，另一端与第二输出端口7连接；

所述谐振支节包括第一谐振支节8和第二谐振支节9；所述第一谐振支节8包括第二短路支节81和第五电容82；所述第二短路支节81的一端连接在第一分支线4和第一输出端口6的连接处，另一端接地；所述第五电容82的一端连接在第一分支线4与第一输出端口6的连接处，另一端接地；所述第二谐振支节9接于第二分支线5与第二输出端口7的连接处，所述第二谐振支节9与第一谐振支节8的结构相同；

所述隔离电阻10的一端接于第一分支线4与第一输出端口6的连接处，另一端接于第二分支线5与第二输出端口7的连接处。

进一步地，所述第一短路支节32和第二短路支节81的特性阻抗都为Z

进一步地，第一短路支节32、第二短路支节81、第一传输线31、第一分支线4、第二分支线5和平行耦合线33的电长度相等，电长度值为θ。

进一步地，第一电容34、第二电容35和第五电容82的电容值为C

f

本发明的一个具体实施例如下：

以中心频率0.95GHz，工作频带0.7-1.2GHz为例，所有端口的阻抗值为Z

从附图2可以看出，本发明提供的功分器具有良好的滤波特性，实现了差分信号的等功率分配；在中心频率0.95GHz处，平衡式差分信号输入端口的反射系数|S

从附图3可以看出，在中心频率0.95GHz处，不平衡端信号输出端口的反射系数|S

从附图4可以看出，本发明提供的功分器不仅在工作频带内有很好的共模抑制性能(|S

此外，由附图5可以看出，两个不平衡端信号输出端口之间的输出信号相位差为0度，具有宽带同相输出特性。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。