一种具有高选择性的滤波功分器

本申请涉及滤波功分器，尤其涉及一种具有高选择性的滤波功分器。

背景技术：

1、随着现代无线通信技术的迅猛发展，微波毫米波技术在民用和军事领域得到了广泛推广，其应用已涉及卫星通信、雷达探测、精确制导、移动通信和医学治疗等多个方面。射频前端作为无线通信系统的核心组成部分，其性能直接决定了整个系统的通信质量。在射频前端电路中，滤波器和功分器均为不可或缺的元器件，滤波器用于选择所需频率信号并抑制带外干扰，功分器用于将输入信号分配为多路输出。传统方案中，滤波器和功分器通常作为独立器件通过传输线进行级联使用，然而这种级联方式存在电路体积大、插损累积高以及设计成本增加的不足，难以满足现代通信系统对小型化和高性能的迫切需求。

2、滤波功分器（filtering power divider,fpd）作为一种将滤波与功分功能集成于一体的器件，能够在实现功率分配的同时完成滤波响应，避免了额外级联滤波器所带来的尺寸与损耗问题，因此成为小型化射频前端的重要实现手段。波导结构因其具有损耗低、功率容量大和品质因数高等固有优势，在微波毫米波滤波功分器设计中得到广泛应用。其中，腔体波导作为一种经典的波导传输结构，具有结构坚固、加工成熟、性能稳定等突出优点，在大功率和毫米波频段的应用场景中尤其具有不可替代的地位。

3、然而，现有波导结构滤波功分器在实现高频率选择性方面仍存在显著不足。采用传统平面传输线结构（如微带线、共面波导）的滤波功分器，其品质因数较低，带外抑制能力有限，通常需要通过增加滤波器阶数或引入交叉耦合来构造传输零点以获得陡峭的通带边缘，但此举会显著增大电路面积并引入额外插入损耗，与小型化和低损耗的设计目标相悖。采用腔体波导结构的滤波功分器虽然具有低损耗和高功率容量的优势，但其传输零点的引入往往依赖于复杂的谐振腔间耦合、高阶模式激励或额外的耦合结构，设计过程繁琐且对加工精度敏感，难以在陡峭阻带衰减与工程良率之间取得良好平衡。此外，现有方案普遍缺乏利用非谐振节点或信号反射路径来灵活调控传输零点位置的有效手段，导致带外抑制性能与通带传输效率之间难以实现理想的折衷。

技术实现思路

1、本申请提供一种具有高选择性的滤波功分器，用于解决现有滤波功分器频率选择性不足、设计复杂及性能折衷的缺陷，包括：输入端口、第一输出结构、第二输出结构、第一谐振腔、第二谐振腔、第三谐振腔、第四腔体、第一谐振腔级联结构、第二谐振腔级联结构和第七谐振腔；

2、所述输入端口与所述第一谐振腔的第一侧通过耦合结构连接；

3、所述第一谐振腔的第二侧与所述第二谐振腔的第一侧通过耦合结构连接，所述第二谐振腔的第二侧与所述第三谐振腔的第一侧通过耦合结构连接；

4、所述第四腔体的第一侧与所述第三谐振腔的第二侧通过耦合结构连接，所述第四腔体的第二侧与所述第一谐振腔级联结构连接，所述第四腔体的第三侧与所述第二谐振腔级联结构连接，所述第四腔体的第四侧与所述第七谐振腔连接；

5、所述第一谐振腔级联结构与所述第一输出结构连接，所述第二谐振腔级联结构与所述第二输出结构连接。

6、可选的，所述第四腔体为非谐振腔体。

7、可选的，所述第一谐振腔级联结构与所述第二谐振腔级联结构关于所述第四腔体对称，所述第一谐振腔级联结构与所述第二谐振腔级联结构为完全相同的结构，所述第一谐振腔级联结构由第五谐振腔和第六谐振腔级联耦合构成。

8、可选的，所述第一谐振腔、第二谐振腔和第三谐振腔构成输入侧滤波级联；所述第五谐振腔和第六谐振腔构成输出侧滤波级联；所述输入侧滤波级联和所述输出侧滤波级联分别以所述第四腔体为分界点进行分隔。

9、可选的，所述第一输出结构与所述第二输出结构关于所述第四腔体对称，所述第一输出结构与所述第二输出结构为完全相同的结构，所述第一输出结构包括第一输出端口和第八谐振腔，第八谐振腔与所述第一输出端口通过耦合结构连接，所述第二输出结构包括第二输出端口和第八谐振腔，第八谐振腔与所述第二输出端口通过耦合结构连接。

10、可选的，所述耦合结构为h面耦合开窗结构。

11、可选的，所述h面耦合开窗为开设于相邻两个腔体公共壁上的矩形耦合窗口；所述矩形耦合窗口的宽度和高度根据相邻腔体之间所需的耦合量设定。

12、可选的，所述滤波功分器采用h面剖分方式划分为上半部分和下半部分；

13、所述上半部分和所述下半部分分别采用cnc数控铣削工艺独立加工成型，加工完成后将所述上半部分与所述下半部分沿h面剖分面对齐贴合装配，通过紧固件连接形成完整的封闭波导腔体结构。

14、本申请提供一种具有高选择性的滤波功分器，包括：输入端口、第一输出结构、第二输出结构、第一谐振腔、第二谐振腔、第三谐振腔、第四腔体、第一谐振腔级联结构、第二谐振腔级联结构和第七谐振腔；所述输入端口与所述第一谐振腔的第一侧通过耦合结构连接；所述第一谐振腔的第二侧与所述第二谐振腔的第一侧通过耦合结构连接，所述第二谐振腔的第二侧与所述第三谐振腔的第一侧通过耦合结构连接；所述第四腔体的第一侧与所述第三谐振腔的第二侧通过耦合结构连接，所述第四腔体的第二侧与第一谐振腔级联结构连接，所述第四腔体的第三侧与第二谐振腔级联结构连接所述第四腔体的第四侧与所述第七谐振腔连接；所述第一谐振腔级联结构与所述第一输出结构连接，所述第二谐振腔级联结构与所述第二输出结构连接，提高了频率选择性。

1.一种具有高选择性的滤波功分器，其特征在于，包括：输入端口、第一输出结构、第二输出结构、第一谐振腔、第二谐振腔、第三谐振腔、第四腔体、第一谐振腔级联结构、第二谐振腔级联结构和第七谐振腔；

2.根据权利要求1所述的一种具有高选择性的滤波功分器，其特征在于，所述第四腔体为非谐振腔体。

3.根据权利要求1所述的一种具有高选择性的滤波功分器，其特征在于，所述第一谐振腔级联结构与所述第二谐振腔级联结构关于所述第四腔体对称，所述第一谐振腔级联结构与所述第二谐振腔级联结构为完全相同的结构，所述第一谐振腔级联结构由第五谐振腔和第六谐振腔级联耦合构成。

4.根据权利要求3所述的一种具有高选择性的滤波功分器，其特征在于，所述第一谐振腔、第二谐振腔和第三谐振腔构成输入侧滤波级联；所述第五谐振腔和第六谐振腔构成输出侧滤波级联；所述输入侧滤波级联和所述输出侧滤波级联分别以所述第四腔体为分界点进行分隔。

5.根据权利要求1所述的一种具有高选择性的滤波功分器，其特征在于，所述第一输出结构与所述第二输出结构关于所述第四腔体对称，所述第一输出结构与所述第二输出结构为完全相同的结构，所述第一输出结构包括第一输出端口和第八谐振腔，第八谐振腔与所述第一输出端口通过耦合结构连接，所述第二输出结构包括第二输出端口和第八谐振腔，第八谐振腔与所述第二输出端口通过耦合结构连接。

6.根据权利要求1所述的一种具有高选择性的滤波功分器，其特征在于，所述耦合结构为h面耦合开窗结构。

7.根据权利要求6所述的一种具有高选择性的滤波功分器，其特征在于，所述h面耦合开窗为开设于相邻两个腔体公共壁上的矩形耦合窗口；所述矩形耦合窗口的宽度和高度根据相邻腔体之间所需的耦合量设定。

8.根据权利要求1所述的一种具有高选择性的滤波功分器，其特征在于，所述滤波功分器采用h面剖分方式划分为上半部分和下半部分；