[0001] 本实用新型涉及微波通信技术领域， 尤其涉及一种基于双枝节匹配幵路负载及 耦合结构的信号发射装置。

背景技术

[0002] 信号发射装置在发射信号吋， 为了确保信号传输不受干扰， 通常需要通过滤波 器对信号进行过滤。 具体地说， 滤波器作为射频前端的一种很重要器件， 可以 滤除带外噪声， 提高电路系统的灵敏度。 微带滤波器是用来分离不同频率微波 信号的一种器件。 它的主要作用是抑制不需要的信号， 使其不能通过滤波器， 只让需要的信号通过。 在微波电路系统中， 滤波器的性能对电路系统的性能指 标有很大的影响。 一般而言， 滤波器的带外抑制性能是一个重要影响指标， 而 现有的滤波器的带外抑制性能较差， 导致影响整个通信系统的性能。 因此， 需 要一种具有高宽带带外抑制性能的信号发射装 置。

技术问题

[0003] 本实用新型的目的在于提供一种基于双枝节匹 配幵路负载及耦合结构的信号发 射装置， 旨在解决现有技术中的信号发射装置的宽带带 外抑制性能较差的技术 问题。

问题的解决方案

技术解决方案

[0004] 为实现上述目的， 本实用新型提供了一种基于双枝节匹配幵路负 载及耦合结构 的信号发射装置， 所述信号发射装置包括滤波器、 压控振荡器、 放大器及发射 天线， 所述压控振荡器的输出端与所述放大器的输入 端连接， 所述滤波器包括 设置于介质板表面的两个信号传输端， 所述放大器的输出端与所述滤波器的一 个信号传输端连接， 所述滤波器的另外一个输出端与所述发射天线 连接， 其中

[0005] 所述滤波器还包括设置在介质板表面的两根第 一微带线、 两根第二微带线、 两 根第三微带线、 两根第四微带线、 两根第五微带线、 一根第六微带线及两个信 号传输端； 所述基于双枝节匹配幵路负载及耦合结构的信 号发射装置关于中心 轴线左右对称， 所述中心轴线为所述信号发射装置的上下两条 横向边框的中点 的连线， 每根第一微带线的一端与一根第二微带线的一 端连接并形成一个双枝 节匹配幵路负载， 每根第二微带线的另一端与一根信号输出端及 一根第三微带 线垂直连接， 每根第四微带线平行设置于一根第三微带线的 上方位置并形成一 个耦合结构， 每根第四微带线的一端与一根第五微带线的一 端连接， 所述第六 微带线的两端分别与一根第五微带线的另一端 连接。

[0006] 优选的， 所述两根第一微带线及两根第二微带线均与所 述信号发射装置的左右 两条竖直边框平行。

[0007] 优选的， 所述两根第三微带线、 两根第四微带线、 两根第五微带线、 一根第六 微带线及两个信号传输端均与所述信号发射装 置的上下两条横向边框平行。

[0008] 优选的， 所述基于双枝节匹配幵路负载及耦合结构的信 号发射装置包括两个双 枝节匹配幵路负载及两个耦合结构。

[0009] 优选的， 所述两个信号传输端用于信号的输入输出， 其中， 一个信号传输端作 为信号输入端， 另外一个信号传输端作为信号输出端。

[0010] 优选的， 所述第一微带线、 第二微带线、 第三微带线、 第四微带线、 第五微带 线、 第六微带线及信号传输端均为条形结构的金属 铜片。

[0011] 优选的， 所述第一微带线的长度为 L4=14.4mm、 宽度为 W4=2.95mm， 所述第 二微带线的长度为 L3=15mm、 宽度为 W3=0.97mm， 第三微带线的长度与第四微 带线的长度相同且均为 Cll=15.99mm为 Cll=15.99mm、 第三微带线的宽度与第四 微带线的宽度相同且均为 Cwl=0.22mm、 所述第三微带线与第四微带线之间的距 离为 Csl=0.1m， 所述第五微带线的长度为 Ll=15.2mm、 宽度为 Wl=0.73mm， 所 述第六微带线的长度为 L2=15.3mm、 宽度为 W2=0.64mm， 所述信号传输端的长 度为 L0=10mm、 宽度为 W0=1.66mm。

[0012] 优选的， 每个第一微带线的阻抗为 34Ω， 每个第二微带线的阻抗为 68Ω， 每个 第五微带线的阻抗为 78Ω， 每个第六微带线的阻抗为 83Ω， 每个耦合结构 22的奇 模阻抗为 60Ω， 每个耦合结构 22的偶模阻抗为 180Ω， 每个耦合结构 22的电长度 为 90度。

[0013] 优选的， 所述基于双枝节匹配幵路负载及耦合结构的信 号发射装置上还设置有 电源、 电压调节模块及稳压模块， 所述电压调节模块与稳压模块及压控振荡器 连接， 所述电源与电压调节模块及稳压模块电连接。

[0014] 优选的， 所述基于双枝节匹配幵路负载及耦合结构的信 号发射装置上还设置有 电源、 第二电压调节模块及第二稳压模块， 所述第二电压调节模块与第二稳压 模块及放大器连接， 所述电源与第二电压调节模块及第二稳压模块 电连接。 发明的有益效果

有益效果

[0015] 相较于现有技术， 本实用新型所述基于双枝节匹配幵路负载及耦 合结构的信号 发射装置通过设计成两个双枝节匹配幵路负载 和两个耦合结构， 可以实现在特 定工作频带内形成宽带带外抑制特性， 使得原本的微带线具有滤波性能， 能够 对带外信号有良好的抑制效果， 对通带信号具有高选择性， 引入更少噪声， 避 免对射频前端造成干扰。

对附图的简要说明

附图说明

[0016] 图 1是本实用新型基于双枝节匹配幵路负载及耦� �结构的信号发射装置的结构 示意图。

[0017] 图 2是本实用新型基于双枝节匹配幵路负载及耦� �结构的信号发射装置中压控 振荡器的优选实施例的结构示意图。

[0018] 图 3是本实用新型基于双枝节匹配幵路负载及耦� �结构的信号发射装置中放大 器的优选实施例的结构示意图。

[0019] 图 4是本实用新型基于双枝节匹配幵路负载及耦� �结构的信号发射装置中滤波 器优选实施例的结构示意图。

[0020] 图 5是本实用新型基于双枝节匹配幵路负载及耦� �结构的信号发射装置中滤波 器优选实施例的各部件尺寸的示意图。

[0021] 图 6是本实用新型基于双枝节匹配幵路负载及耦� �结构的信号发射装置中滤波 器优选实施例的电路原理图。 [0022] 图 7是本实用新型基于双枝节匹配幵路负载及耦� �结构的信号发射装置通过电 磁仿真软件仿真的 S参数结果示意图。

实施该发明的最佳实施例

本发明的最佳实施方式

[0023] 下面结合具体实施例对本实用新型做进一步的 详细说明， 以下实施例是对本实 用新型的解释， 本实用新型并不局限于以下实施例。

[0024] 参考图 1所示， 图 1是本实用新型基于双枝节匹配幵路负载及耦� �结构的信号发 射装置的结构示意图。 在本实施例中， 本实用新型所述基于双枝节匹配幵路负 载及耦合结构的信号发射装置 1包括滤波器 10、 压控振荡器 20、 放大器 30及发射 天线 40， 所述压控振荡器 20的输出端与所述放大器 30的输入端连接， 所述放大 器 30的输出端与所述滤波器 10的输入端连接， 所述滤波器 10的输出端与所述发 射天线的输入端连接。

[0025] 所述基于双枝节匹配幵路负载及耦合结构的信 号发射装置 1用于产生信号 （例 如， 通信信号） 并通过发射天线 40发射至空中。 在本实施例中， 所述发射天线 4 0为八木发射天线， 其中发射天线 40的发射频率均在 340至 570MHz之间。

[0026] 参考图 2所示， 图 2是本实用新型基于双枝节匹配幵路负载及耦� �结构的信号发 射装置中压控振荡器的优选实施例的结构示意 图。

[0027] 所述基于双枝节匹配幵路负载及耦合结构的信 号发射装置 1还设置电源 204、 第 一电压调节模块 202及第一稳压模块 203。 所述第一电压调节模块 202与第一稳压 模块 203及压控振荡器 20连接。 所述电源 204与第一电压调节模块 202及第一稳压 模块 203电连接。 所述电源 204用于为压控振荡器 20提供电能。 所述第一电压调 节模块 202用于通过电压调节以控制压控振荡器 20产生不同频率的信号。 所述第 一稳压模块 203用于将电源 204的电压调节并稳压以防止电源 204的电压波动而影 响所述第一电压调节模块 202。 在本实施例中， 所述第一电压调节模块 202可以 是， 但不限于， 电位器或滑动变阻器。 所述第一稳压模块 203为稳压器。 需要说 明的是， 图 2中电源 204与压控振荡器 20之间的连接导线并不会和第一电压调节 模块 202与第一稳压模块 203之间的连接导线形成十字的通路， 而只是为了图 2的 显示便利。 在其它实施例中， 所述第一电压调节模块 202与第一稳压模块 203可 以省略。 需要说明的是， 所述压控振荡器 20为现有技术， 在此不在赘述。

[0028] 参考图 3所示， 图 3是本实用新型基于双枝节匹配幵路负载及耦� �结构的信号发 射装置中放大器的优选实施例的结构示意图。

[0029] 所述基于双枝节匹配幵路负载及耦合结构的信 号发射装置 1还第二电压调节模 块 302及第二稳压模块 303。 所述第二电压调节模块 302与第二稳压模块 303及放 大器 30连接。 所述电源 204与第二电压调节模块 302及第二稳压模块 303电连接。 所述电源 204用于为放大器 30提供电能。 所述第二电压调节模块 302用于通过电 压调节以控制放大器 30产生不同频率的信号。 所述第二稳压模块 303用于将电源 204的电压调节并稳压以防止电源 204的电压波动而影响所述第二电压调节模块 3 02。 在本实施例中， 所述第二电压调节模块 302可以是， 但不限于， 电位器或滑 动变阻器。 所述第二稳压模块 303为稳压器。 需要说明的是， 图 3中电源 204与放 大器 30之间的连接导线并不会和第二电压调节模块 302与第二稳压模块 303之间 的连接导线形成十字的通路， 而只是为了图 3的显示便利。 在其它实施例中， 所 述第二电压调节模块 302与第二稳压模块 303可以省略。 需要说明的是， 所述放 大器 30 (例如， 为集成运算放大器） 为现有技术， 在此不在赘述。

[0030] 在本实施例中， 所述信号发射装置 1通过压控振荡器 20产生一个信号， 通过放 大器 30将所述信号的射频功率放大， 例如， 将 6dBm的功率信号放大到可调节的 功率信号 （最大为 60W) ， 并通过滤波器 10对发大的信号进行过滤， 之后通过发 射天线 40发射至空气中。

[0031 ] 参考图 4至 6所示， 图 4是本实用新型基于双枝节匹配幵路负载及耦� �结构的信 号发射装置中滤波器优选实施例的结构示意图 ； 图 5是本实用新型基于双枝节匹 配幵路负载及耦合结构的信号发射装置中滤波 器优选实施例的各部件尺寸的示 意图； 图 6是本实用新型基于双枝节匹配幵路负载及耦� �结构的信号发射装置中 滤波器优选实施例的电路原理图。

[0032] 在本实施例中， 所述滤波器 10包括设置在介质板 1表面的两根第一微带线 101、 两根第二微带线 102、 两根第三微带线 103、 两根第四微带线 104、 两根第五微带 线 105、 一根第六微带线 106及两个信号传输端 P。

[0033] 所述滤波器 10关于中心轴线左右对称， 所述中心轴线为所述滤波器 10的上下两 条横向边框的中点的连线 （即图 1中的线 a-b) ， 所述两根第一微带线 101及两根 第二微带线 102均与所述滤波器 10的左右两条竖直边框平行， 所述两根第三微带 线 103、 两根第四微带线 104、 两根第五微带线 105、 一根第六微带线 106及两个 信号传输端 P均与所述滤波器 10的上下两条横向边框平行。 需要说明的是， 所述 中心轴线在所述滤波器 10并不是金属构成的部件， 而是为了生产或设计的吋候 ， 方便用户将所述滤波器 10上的元件 （例如， 两根第一微带线 101、 两根第二微 带线 102、 两根第三微带线 103、 两根第四微带线 104、 两根第五微带线 105、 一 根第六微带线 106及两个信号传输端 P) 关于中心轴线左右对称。 当所述滤波器 1 0工作吋， 所述中心轴线并不会参与信号过滤等任何操作 。 在本实施例中， 所述 中心轴线是为了方便描述滤波器 10的左右对称结构。

[0034] 所述放大器 30的输出端与所述滤波器 10上的一个信号传输端 P连接， 所述滤波 器 10上的另一个信号传输端 P与发射天线 40连接。

[0035] 每根第一微带线 101的一端与一根第二微带线 102的一端连接并形成一个双枝节 匹配幵路负载 20， 每根第二微带线 102的另一端与一根信号输出端 P及一根第三 微带线 103垂直连接， 每根第四微带线 104平行设置于一根第三微带线 103的上方 位置并形成一个耦合结构， 每根第四微带线 104的一端与一根第五微带线 105的 一端连接， 所述第六微带线 106的两端分别与一根第五微带线 105的另一端连接

[0036] 所述介质板 1为一种 PCB板， 具体的板材类型为 Roger RO4350B , 其中相对介电 常数 3.66， 板厚为 0.762mm。

[0037] 在本实施例中， 第一微带线 101、 第二微带线 102、 第三微带线 103、 第四微带 线 104、 第五微带线 105、 第六微带线 106及信号传输端 P均为条形结构的金属铜 片。 本实用新型所述基于双枝节匹配幵路负载及耦 合结构的信号发射装置相对 于现有带通滤波器， 通过改变微带线的长度和宽度， 可以使本实用新型所述滤 波器 10在工作频段内达到很好的匹配效果。

[0038] 本实施例中， 所述滤波器 10的工作频带在 1.88GHz到 4.12GHz内， 通过具体的 实施例来说明设置在介质板 1表面的第一微带线 101、 第二微带线 102、 第三微带 线 103、 第四微带线 104、 第五微带线 105、 第六微带线 106及信号传输端 P的长度 和宽度。

[0039] 具体而言， 如图 5所示：

[0040] 第一微带线 101的长度为 L4=14.4mm， 第一微带线 101的宽度为 W4=2.95mm。

[0041] 第二微带线 102的长度为 L3=15mm， 第二微带线 102的宽度为 W3=0.97mm。

[0042] 第三微带线 103的长度与第四微带线 104的长度相同， 均为 Cll=15.99mm为 Cll= 15.99mm, 第三微带线 103的宽度与第四微带线 104的宽度相同， 均为 Cwl=0.22m m， 所述第三微带线 103与第四微带线 104之间的距离为 Csl=0.1m。

[0043] 第五微带线 105的长度为 Ll=15.2mm， 第五微带线 105的宽度为 Wl=0.73mm。

[0044] 第六微带线 106的长度为 L2=15.3mm， 第六微带线 106的宽度为 W2=0.64mm。

[0045] 信号传输端 P的长度为 L0=10mm， 信号传输端 P的宽度为 W0=1.66mm。

[0046] 需要说明的是， 设置在 PCB板上的金属铜片厚度一般为 um级， 因此本实用新型 并不对第一微带线 101、 第二微带线 102、 第三微带线 103、 第四微带线 104、 第 五微带线 105、 第六微带线 106及信号传输端 P的长度和宽度的金属铜片厚度加以 限制， 并不影响本实用新型所述基于双枝节匹配幵路 负载及耦合结构的信号发 射装置的特性。 此外， 两个信号传输端 P用于信号的输入输出， 其中， 一个信号 传输端 P作为信号输入端， 另外一个信号传输端 P作为信号输出端。 进一步地， 信号输入端可以是图 4中左边的信号传输端 P， 也可以是右边的信号传输端 P; 信 号输出端可以是图 4中左边的信号传输端 P， 也可以是右边的信号传输端 P。 例如 ， 若图 4中左边的信号传输端 P作为信号输入端， 贝帽 4中右边的信号传输端 P作 为信号输出端， 信号从左边的信号传输端 P进入， 从右边的信号传输端 P输出。 若图 4中左边的信号传输端 P作为信号输出端， 则图 4中右边的信号传输端 P作为 信号输入端， 信号从右边的信号传输端 P进入， 从左边的信号传输端 P输出。

[0047] 进一步地， 如图 6所示， 一根第一微带线 101与一根第二微带线 102形成一个双 枝节匹配幵路负载 20， 一根第三微带线 103与一根第四微带线 104形成一个耦合 结构 22。 从图 3可以看出， 所述滤波器 10包括两个双枝节匹配幵路负载 20及两个 耦合结构 22。

[0048] 在本实施例中， 每个第一微带线 101的阻抗为 34欧姆 （Ω) ， 每个第二微带线 1 02的阻抗为 68欧姆 （Ω) ， 每个第五微带线 105的阻抗为 78欧姆 （Ω) ， 每个第 六微带线 106的阻抗为 83欧姆 （Ω) ， 每个耦合结构 22的奇模阻抗为 60欧姆 （Ω ) ， 每个耦合结构 22的偶模阻抗为 180欧姆 （Ω) ， 每个耦合结构 22的电长度为 9 0度。

[0049] 本实用新型所述的基于双枝节匹配幵路负载及 耦合结构的信号发射装置通过设 计成两个双枝节匹配幵路负载 20和两个耦合结构 22， 可以实现在特定工作频带 内形成宽带带外抑制特性， 使得原本的微带线具有滤波性能， 能够对带外信号 有良好的抑制效果， 对通带信号具有高选择性， 引入更少噪声， 避免对射频前 端造成干扰。

[0050] 参考图 7所示， 图 7是本实用新型基于双枝节匹配幵路负载及耦� �结构的信号发 射装置通过电磁仿真软件仿真的 S参数结果示意图。

[0051] 从图 7可以看出， 所述滤波器 10在工作频带 1.88GHz到 4.12GHz之间， 有 74.67% 的相对带宽。 同吋， 在工作频带以外且低于 1.64GHz吋， IS11嘟小于 -10dB， 在 工作频带 4.36GHz到 7.64GHz之间， 18121都小于-10(18， 从图 7中可以看出， 所述 滤波器 10具有宽带带外抑制特性。 由此可知， 本实用新型的基于双枝节匹配幵 路负载及耦合结构的信号发射装置能够对带外 信号有良好的抑制效果， 对通带 信号具有高选择性， 引入更少噪声， 避免对射频前端造成干扰。

[0052] 以上仅为本实用新型的优选实施例， 并非因此限制本实用新型的专利范围， 凡 是利用本实用新型说明书及附图内容所作的等 效结构或等效流程变换， 或直接 或间接运用在其他相关的技术领域， 均同理包括在本实用新型的专利保护范围 内。

工业实用性

[0053] 相较于现有技术， 本实用新型所述基于双枝节匹配幵路负载及耦 合结构的信号 发射装置通过设计成两个双枝节匹配幵路负载 和两个耦合结构， 可以实现在特 定工作频带内形成宽带带外抑制特性， 使得原本的微带线具有滤波性能， 能够 对带外信号有良好的抑制效果， 对通带信号具有高选择性， 引入更少噪声， 避 免对射频前端造成干扰。