一種多層介質(zhì)板帶狀線雙工器的設(shè)計方法技術(shù)

本發(fā)明專利技術(shù)提供一種多層介質(zhì)板帶狀線雙工器的設(shè)計方法，包括如下步驟：根據(jù)項目所需確定帶狀線雙工器的兩個通道濾波器的級數(shù)和類型；根據(jù)兩個通道濾波器的級數(shù)和類型得到兩個通道濾波器的耦合矩陣；根據(jù)多層介質(zhì)板板層結(jié)構(gòu)構(gòu)建電磁場仿真環(huán)境并根據(jù)獲得的耦合矩陣建立兩個通道濾波器的各自濾波器模型；對兩個濾波器模型進行電磁場仿真；根據(jù)每個濾波器模型電磁場仿真后獲得的數(shù)據(jù)構(gòu)建項目所需的帶狀線雙工器連接結(jié)構(gòu)；帶狀線雙工器連接結(jié)構(gòu)以及兩個通道濾波器構(gòu)成項目所需的帶狀線雙工器，并將帶狀線雙工器進行整體電磁場仿真驗證。本發(fā)明專利技術(shù)的多層介質(zhì)板帶狀線雙工器的設(shè)計方法，實現(xiàn)微波有源無源電路一體化設(shè)計，從而有效減小電路模塊的體積。

A design method of multilayer dielectric strip stripline diplexer

The invention provides a design method of multilayer dielectric plate stripline duplexer, comprising the following steps: according to the project needs to determine the type of series and two channel filter stripline duplexer; according to the coupled matrix series and type two channel filter has two channel filter; filter model according to their respective multilayer panel the lamellar structure construction of electromagnetic field simulation environment and the establishment of two channel filter based on coupling matrix obtained; electromagnetic field simulation of two filter model; according to the connection structure of stripline filter model after each electromagnetic simulation of the data required for the project construction of diplexer; stripline diplexer required stripline duplexer connected structure and the two channel filter of the project, and the whole electromagnetic field simulation of stripline duplexer. The design method of the multilayer dielectric strip line duplexer of the invention realizes the integrated design of the microwave active and passive circuit, thereby effectively reducing the volume of the circuit module.

【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】
一種多層介質(zhì)板帶狀線雙工器的設(shè)計方法
本專利技術(shù)屬于微波無源電路設(shè)計
，具體涉及一種多層介質(zhì)板帶狀線雙工器的設(shè)計方法。
技術(shù)介紹
隨著通信設(shè)備日益小型化的需求，在各種器件的指標得到保證的情況下，對各種器件體積的要求和模塊的電磁兼容性要求越來越高。特別是未來5G通信要求在高頻甚至毫米波頻段實現(xiàn)微波多功能電路的一體化設(shè)計，會越來越多地使用到多層介質(zhì)板技術(shù)，而在該技術(shù)前提下解決電路小型化最核心的問題在于實現(xiàn)無源電路的小型化集成設(shè)計，而雙工器技術(shù)是通信領(lǐng)域最關(guān)鍵的無源電路，其指標和小型化程度都決定了整個電路產(chǎn)品的性能和尺寸。
技術(shù)實現(xiàn)思路
本專利技術(shù)的目的在于提供一種多層介質(zhì)板帶狀線雙工器的設(shè)計方法，實現(xiàn)微波有源無源電路一體化設(shè)計，從而有效減小電路模塊的體積。本專利技術(shù)的目的通過如下技術(shù)方案實現(xiàn)：一種多層介質(zhì)板帶狀線雙工器的設(shè)計方法，包括如下步驟：步驟一：根據(jù)項目所需確定帶狀線雙工器的兩個通道濾波器的級數(shù)和類型；步驟二：根據(jù)該兩個通道濾波器的級數(shù)和類型得到該兩個通道濾波器的耦合矩陣；步驟三：根據(jù)多層介質(zhì)板板層結(jié)構(gòu)構(gòu)建電磁場仿真環(huán)境并在該環(huán)境中根據(jù)步驟二中獲得的耦合矩陣建立兩個所述通道濾波器的各自濾波器模型；步驟四：對該兩個濾波器模型進行電磁場仿真；步驟五：根據(jù)步驟四中每個濾波器模型電磁場仿真后獲得的數(shù)據(jù)構(gòu)建項目所需的帶狀線雙工器連接結(jié)構(gòu)；步驟六：該項目所需的帶狀線雙工器連接結(jié)構(gòu)以及該兩個通道濾波器構(gòu)成項目所需的帶狀線雙工器，并將該帶狀線雙工器進行整體電磁場仿真驗證。優(yōu)選地是，所述多層介質(zhì)板板層結(jié)構(gòu)包括從上到下依次層疊的第一金屬層、第一介質(zhì)板層、第二介質(zhì)板層、第三金屬層，其中，該第一介質(zhì)板層與該第二介質(zhì)板層之間粘接有第一介質(zhì)板粘合材料層，并且在該第二介質(zhì)板層靠近第一介質(zhì)板粘合材料層一側(cè)布置有第二金屬層。優(yōu)選地是，所述第二金屬層為蝕刻有兩個所述通道濾波器以及該兩個通道濾波器間的其連接作用的所述帶狀線雙工器連接結(jié)構(gòu)的圖形。優(yōu)選地是，所述第一金屬層厚度為0.02mm，第一介質(zhì)層板層厚度為0.508mm，第一質(zhì)板粘合材料層厚度為0.1mm，第二金屬層厚度約為0.02mm，第二介質(zhì)板層厚度為0.508mm，第三金屬層厚度約為0.02mm本專利技術(shù)所提供的一種多層介質(zhì)板帶狀線雙工器的設(shè)計方法的有益效果在于，不借助于結(jié)構(gòu)件，借助于多層介質(zhì)板技術(shù)，在多層介質(zhì)板內(nèi)部實現(xiàn)微波雙工器設(shè)計；易于大規(guī)模批次生產(chǎn)；結(jié)構(gòu)簡單、體積小、重量輕；這種有源無源電路混合設(shè)計方法為電路的設(shè)計提供了很高的靈活性，為系統(tǒng)集成創(chuàng)造了很好的技術(shù)基礎(chǔ)。附圖說明圖1為本專利技術(shù)多層介質(zhì)板帶狀線雙工器的設(shè)計方法中帶狀線雙工器的多層介質(zhì)板板層結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為圖1所示的多層介質(zhì)板板層結(jié)構(gòu)中的第一金屬層示意圖；圖3為圖1所示的多層介質(zhì)板板層結(jié)構(gòu)中的第二金屬層上的蝕刻圖形示意圖；圖4為本專利技術(shù)多層介質(zhì)板帶狀線雙工器的設(shè)計方法中帶狀線雙工器通道濾波器的耦合矩陣；圖5為本專利技術(shù)多層介質(zhì)板帶狀線雙工器的設(shè)計方法中帶狀線雙工器的S參數(shù)曲線圖。附圖標記：1-第一金屬層、2-第一介質(zhì)板層、3-第一質(zhì)板粘合材料層、4-第二金屬層、5-第二介質(zhì)板層、6-第三金屬層、7-通道濾波器A、8-通道濾波器B、9-帶狀線雙工器連接結(jié)構(gòu)。具體實施方式為使本專利技術(shù)實施的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點更加清楚，下面將結(jié)合本專利技術(shù)實施例中的附圖，對本專利技術(shù)實施例中的技術(shù)方案進行更加詳細的描述。在附圖中，自始至終相同或類似的標號表示相同或類似的元件或具有相同或類似功能的元件。所描述的實施例是本專利技術(shù)一部分實施例，而不是全部的實施例。下面通過參考附圖描述的實施例是示例性的，旨在用于解釋本專利技術(shù)，而不能理解為對本專利技術(shù)的限制。基于本專利技術(shù)中的實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本專利技術(shù)保護的范圍。下面結(jié)合附圖對本專利技術(shù)的多層介質(zhì)板帶狀線雙工器的設(shè)計方法做進一步詳細說明。一種多層介質(zhì)板帶狀線雙工器的設(shè)計方法，包括如下步驟：步驟一：根據(jù)項目需求選取雙工器的工作頻率、帶寬、明確帶外濾波抑制度，根據(jù)上述指標要求確定雙工器的兩個通道濾波器的級數(shù)和類型。步驟二：根據(jù)上步確定的通道濾波器的級數(shù)和類型，并結(jié)合端口阻抗的要求使用軟件進行網(wǎng)絡(luò)綜合得到該兩個通道濾波器相應(yīng)的耦合矩陣。(耦合矩陣可以確定濾波制式)步驟三：根據(jù)多層介質(zhì)板板層結(jié)構(gòu)構(gòu)建電磁場仿真環(huán)境并在該環(huán)境中根據(jù)步驟二中獲得的耦合矩陣建立兩個通道濾波器的各自濾波器模型。步驟四：按照耦合矩陣進行兩個濾波器模型的電磁場仿真設(shè)計，并將仿真好的濾波器模型的參數(shù)導(dǎo)出成為S2P格式，此處可采用HFSS、ADS等軟件進行仿真，但最好采用ADS進行仿真，因為ADS具有強大的原理圖分析設(shè)計能力，可以方便帶狀線雙工器連接結(jié)構(gòu)的設(shè)計。步驟五：根據(jù)步驟四中每個濾波器模型電磁場仿真后獲得的數(shù)據(jù)構(gòu)建項目所需的帶狀線雙工器連接結(jié)構(gòu)。也就是將仿真好的兩個濾波器模型的S2P在ADS原理設(shè)計軟件中打開，對帶狀線雙工器連接結(jié)構(gòu)進行分支線匹配，利用原理圖的優(yōu)化以及調(diào)試工具對分支線結(jié)構(gòu)參數(shù)進行仿真優(yōu)化設(shè)計，直至得到最好的回波損耗與隔離度效果，其回波損耗參考目標值小于-10dB，即項目所需的帶狀線雙工器連接結(jié)構(gòu)。步驟六：該項目所需的帶狀線雙工器連接結(jié)構(gòu)以及該兩個通道濾波器構(gòu)成項目所需的帶狀線雙工器，并將該帶狀線雙工器進行整體電磁場仿真驗證，并進行一些簡單微調(diào)，即可得到最終的帶狀線雙工器實物。結(jié)合附圖和具體實施例闡述。如圖1所示，多層介質(zhì)板板層結(jié)構(gòu)包括從上到下依次層疊的第一金屬層1、第一介質(zhì)板層2、第二介質(zhì)板層5、第三金屬層6，其中，該第一介質(zhì)板層2與該第二介質(zhì)板層5之間粘接有第一介質(zhì)板粘合材料層3，并且在該第二介質(zhì)板層5靠近第一介質(zhì)板粘合材料層3一側(cè)布置有第二金屬層4。第一金屬層1為頂部的覆銅金屬地層，厚度約為0.02mm，如圖2所示；第一介質(zhì)層板層2為ARLON-CLTE-XT介質(zhì)板，厚度為0.508mm；第一質(zhì)板粘合材料層3為TACONIC-FR27介質(zhì)板，厚度為0.1mm；第二金屬層4為圖形蝕刻層，厚度約為0.02mm；第二介質(zhì)板層5為ARLON-CLTE-XT介質(zhì)板，厚度為0.508mm；第三金屬層6為底部的覆銅金屬地層，厚度約為0.02mm；其中，除了第二金屬層4以外，其余所有層都是完整層。第二金屬層4為圖形蝕刻層，主要由三個部分組成，分別是：通道濾波器7、通道濾波器8、以及該兩個通道濾波器間的其連接作用的帶狀線雙工器連接結(jié)構(gòu)9，如圖3所示。整體設(shè)計流程為：首先，根據(jù)工作頻率將通道濾波器7和通道濾波器8按照八階四零點廣義切比雪夫濾波器結(jié)構(gòu)進行ADS電磁場仿真設(shè)計，得到其電路版圖，其耦合矩陣設(shè)計參數(shù)為圖4所示，將電磁場仿真軟件的電路進行打包生成器件component模型；其次，在ADS原理仿真軟件里對帶狀線雙工器連接結(jié)構(gòu)進行建模，整體上采用分支線結(jié)構(gòu)，具體方法是以對方濾波器工作頻率波長的1/4長度為基準設(shè)計濾波器連接線，在這個基礎(chǔ)上根據(jù)具體電路的設(shè)計需要將連接線進行進一步的分段，并對每段的線寬進行調(diào)整，同時在這些線段中間插入分支線結(jié)構(gòu)并通過改變分支線的寬度和長度來共同改善各個端口的駐波和隔離度，設(shè)計參考值駐波應(yīng)小于-15dB，如圖5所示。以上所述，僅為本專利技術(shù)的具體實施方式，但本專利技術(shù)的保護范圍并不本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護點】
一種多層介質(zhì)板帶狀線雙工器的設(shè)計方法，其特征在于，包括如下步驟：步驟一：根據(jù)項目所需確定帶狀線雙工器的兩個通道濾波器的級數(shù)和類型；步驟二：根據(jù)該兩個通道濾波器的級數(shù)和類型得到該兩個通道濾波器的耦合矩陣；步驟三：根據(jù)多層介質(zhì)板板層結(jié)構(gòu)構(gòu)建電磁場仿真環(huán)境并在該環(huán)境中根據(jù)步驟二中獲得的耦合矩陣建立兩個所述通道濾波器的各自濾波器模型；步驟四：對該兩個濾波器模型進行電磁場仿真；步驟五：根據(jù)步驟四中每個濾波器模型電磁場仿真后獲得的數(shù)據(jù)構(gòu)建項目所需的帶狀線雙工器連接結(jié)構(gòu)；步驟六：該項目所需的帶狀線雙工器連接結(jié)構(gòu)以及該兩個通道濾波器構(gòu)成項目所需的帶狀線雙工器，并將該帶狀線雙工器進行整體電磁場仿真驗證。

【技術(shù)特征摘要】
1.一種多層介質(zhì)板帶狀線雙工器的設(shè)計方法，其特征在于，包括如下步驟：步驟一：根據(jù)項目所需確定帶狀線雙工器的兩個通道濾波器的級數(shù)和類型；步驟二：根據(jù)該兩個通道濾波器的級數(shù)和類型得到該兩個通道濾波器的耦合矩陣；步驟三：根據(jù)多層介質(zhì)板板層結(jié)構(gòu)構(gòu)建電磁場仿真環(huán)境并在該環(huán)境中根據(jù)步驟二中獲得的耦合矩陣建立兩個所述通道濾波器的各自濾波器模型；步驟四：對該兩個濾波器模型進行電磁場仿真；步驟五：根據(jù)步驟四中每個濾波器模型電磁場仿真后獲得的數(shù)據(jù)構(gòu)建項目所需的帶狀線雙工器連接結(jié)構(gòu)；步驟六：該項目所需的帶狀線雙工器連接結(jié)構(gòu)以及該兩個通道濾波器構(gòu)成項目所需的帶狀線雙工器，并將該帶狀線雙工器進行整體電磁場仿真驗證。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多層介質(zhì)板帶狀線雙工器的設(shè)計方法，其特征在于，所述多層介質(zhì)板板層結(jié)構(gòu)包括從上到下依次層疊的第一金屬層(1...

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：李偉，徐曉寧，李春早，
申請(專利權(quán))人：中國航空工業(yè)集團公司雷華電子技術(shù)研究所，
類型：發(fā)明
國別省市：江蘇,32