CN100566012C - 一种降低无源互调的双工器 - Google Patents

Abstract

一种降低无源互调的双工器，其特征是在双工器发射滤波部分四个呈环形布置、依次顺序相邻的谐振腔内的谐振杆中，第一谐振腔内的谐振杆与第四谐振腔内的谐振杆之间采用电容性耦合方式耦合；第一谐振腔内的谐振杆与第三谐振腔内的谐振杆或第二谐振腔内的谐振杆与第四谐振腔内的谐振杆之间采用电感性耦合方式耦合。本发明实现一种更新更优的双工器谐振器排列形式，它结构简单，装配方便，能够在原有基础上提高及稳定互调指标，减少互调返工量，使产品在增加可靠性的同时，又能够降低生产成本。

Description

一种降低无源互调的双工器

技术领域

本发明涉及无源双工器，具体地说涉及一种降低无源互调指标(主要是三阶互调IM3)的双工器。

背景技术

无源互调现象是所有微波器件不可避免的，主要由无源非线性产生。无源非线性通常包括：金属接触引起的非线性和材料本身的非线性。

在移动通信系统中，由发射频段产生的互调产物(主要是三阶互调产物IM3)很容易落入其接收频段，而落入接收频段的三阶互调产物在接收滤波器内无法得到有效的滤除，很大一部分能量直接通过接收滤波器进入接收机，最终干扰接收机的正常工作，降低通信系统灵敏度。

随着通讯系统的发展和系统质量的提高，系统商对无源互调指标的要求也越来越高，为满足更高的通信质量要求，这就对包括无源滤波器、双工器在内的移动通信设备提出更高的互调要求。

为此，对无源滤波器、双工器的互调方法人们提出了许多改进方法，常用的方法如下：尽量减少金属接触点数量；改善金属接触点的连接质量和保证其清洁紧固；在电流通道上尽可能避免使用调节螺丝或金属、金属接触的活动部件或者把活动部件放在低电流密度区域；提高连接材料的工艺；提高电镀工艺；提高焊接要求以及器件的装配要求等。这些方法虽然可以对互调产物起到一定的改善作用，但是由于受到实际生产条件的限制，往往会对互调的改善造成很多瓶颈。

发明内容

本发明的目的是为了解决上述背景技术中的不足，提出一种能够提高互调性能降低无源互调指标的双工器。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：一种降低无源互调的双工器，其特征是在双工器发射滤波部分四个呈环形布置、依次顺序相邻的谐振腔内的谐振杆中，第一谐振腔内的谐振杆与第四谐振腔内的谐振杆之间采用电容性耦合方式耦合；第一谐振腔内的谐振杆与第三谐振腔内的谐振杆或第二谐振腔内的谐振杆与第四谐振腔内的谐振杆之间采用电感性耦合方式耦合；信号的输入端与第一谐振腔相连，信号的输出端与第四谐振腔相连，信号的流向由第一谐振腔经过第二、第三谐振腔由第四谐振腔输出。

上述电容性耦合方式可以是在相邻两谐振腔之间的筋板上设置金属杆，金属杆与筋板之间绝缘，该金属杆两端分别位于相邻两谐振腔内与谐振杆对应，并与谐振杆之间有间隙。

上述电感性耦合方式可以是在相邻两谐振腔之间设置金属杆，该金属杆两端分别位于相邻两谐振腔内与盖板或底板相连。

上述电感性耦合方式还可以是在相邻两谐振腔之间设置有将两谐振腔相连的通道，在通道中设有与底板或盖板相连的金属柱。

本发明降低互调信号的工作原理如下(参见图1)：

互调信号每经过一个谐振器，中心频率两边的相位翻转180度。信号正常的流向是谐振器1-2-3-4，而电容性耦合附加产生的互调信号流向有谐振器1-3-4和谐振器1-4。

对于正常流向的互调信号，相位的符号变化为：

1-2-3-4：负谐振*负谐振*负谐振*负谐振＝正

1-2-3：负谐振*负谐振*负谐振＝负

对于通过电容性/电感性耦合的互调信号，相位的符号变化分别为：

1-4：负谐振*负谐振*负耦合＝负

1-3：负谐振*负谐振*负谐振*正耦合＝负

由于1-4的符号与1-2-3-4的符号相反，所以在滤波器中心频率两边会产生对称的幅度相消效果，使得正常传输的互调信号与通过电容性耦合传输的互调信号产生幅度抵消。而1-4的符号与1-2-3的符号相同(都为负)，所以不产生幅度相消效果，但是其耦合强弱不同产生的相位叠加效果会使得通带抑制度强度也发生变化，也就是使得1-4产生的对称零点转变为通带两端的不对称双传输零点，这种不对称性使得仅仅出于双工器的发射通道一边的接收通道的互调产物得到更好的抑制。经过实验及相关数据验证，本发明结构所述的的交叉耦合形式，可以明显提高双工器的互调指标，在原有基础上提高-5dBm至-10dBm。

本发明实现一种更新更优的双工器谐振器排列形式，它结构简单，装配方便，能够在原有基础上提高及稳定互调指标，减少互调返工量，使产品在增加可靠性的同时，又能够降低生产成本。

附图说明

图1是本发明拓扑结构图。

图2是本发明实施例1的结构示意图。

图3是图2的A-A剖视图。

图4是图2和图5的B-B剖视图。

图5是本发明实施例2的结构示意图。

图6是图5的A-A剖视图。

图7是本发明的互调效果图。

具体实施方式

实施例1，参照图2至图4，本实施例为一种双工器，该双工器由发射滤波器TX及接收滤波器RX二大部分组成，发射及接收共用一个天线端口ANT，发射端及接收端各安装一个射频接插件T、R，在双工器的发射部分串入本谐振杆排列结构，信号输出端口IN/OUT通过接插件与双工器发射部分的输入端相连接，发射信号由射频接插件T端口输入，双工器天线端口ANT输出。

本谐振杆排列结构在双工器发射滤波部分任意四个呈环形布置、依次顺序相邻的谐振腔内的谐振杆1、2、3、4中的第一谐振腔内的谐振杆1与第四谐振腔内的谐振杆4之间采用电容性飞杆5耦合；第一谐振腔内的谐振杆1与第三谐振腔内的谐振杆3之间用电感性飞杆6耦合。

上述双工器发射滤波部分中的谐振腔体、谐振杆、飞杆全部是镀银件，腔体及谐振杆的表面光洁度为1.6，谐振腔可以为圆形、矩形、菱形等任意形状。

上述电容性飞杆采用导电金属杆(最好使用铜件，表面镀银)，其横截面为圆形、方形或其他任何形状，它使用绝缘材料(如聚四氟乙烯)固定在谐振腔的筋板上，不能接触谐振腔腔体。电容性飞杆产生的耦合量大小与其长度和耦合杆两端部直径有关，飞杆越长，端部直径越大耦合量越大，根据不同的产品要求可以设计不同的耦合杆尺寸。

电感性飞杆是设置在两个谐振腔之间的一根两端与谐振腔腔体相连的导电金属杆(最好使用铜件，表面镀银)，其横截面为圆形、方形或其他任何形状，使用时应保证电感性飞杆中间部分与谐振腔筋板有一定距离，防止短路。电感性飞杆产生的耦合量的大小与其长度和离腔体的距离相关，飞杆越长或离腔体越近耦合量越大，根据不同的产品要求可以设计不同的耦合杆长度。

实施例2：本实施例在双工器发射滤波部分任意四个呈环形布置、依次顺序相邻的谐振腔内的谐振杆1、2、3、4中的第一谐振腔内的谐振杆1与第四谐振腔内的谐振杆4之间用电容性飞杆5耦合；第二谐振腔内的谐振杆2与第四谐振腔内的谐振杆4之间用电感性飞杆6耦合。

本实施例的其它结构与实施例1相同。

实施例3：参照图5、图6和图4。本实施例在双工器发射滤波部分任意四个呈环形布置、依次顺序相邻的谐振腔内的谐振杆1、2、3、4中的第一谐振腔内的谐振杆1与第四谐振腔内的谐振杆4之间用电容性飞杆5耦合；第一谐振腔内的谐振杆1与第三谐振腔内的谐振杆3之间设有将该两个谐振腔连通的通道8，在该通道中设有耦合谐振杆7。

所述通道8为直通道，位于与其相通第一谐振腔和第三谐振腔中谐振杆1、谐振杆3之间。

所述通道8中的耦合谐振杆7与第一谐振腔和第三谐振腔中的谐振杆1、谐振杆3位于同一直线上。

实施例4、本实施例在双工器发射滤波部分任意四个呈环形布置、依次顺序相邻的谐振腔内的谐振杆1、2、3、4中的第一谐振腔内的谐振杆1与第四谐振腔内的谐振杆4之间用电容性飞杆5耦合；第二谐振腔内的谐振杆2与第四谐振腔内的谐振杆4之间设有将该两个谐振腔连通的通道，在该通道中设有耦合谐振杆。图中未表示。所述通道为直通道，位于与其相通第一谐振腔和第三谐振腔中谐振杆1、谐振杆3之间。所述通道中的耦合谐振杆与第二谐振腔和第四谐振腔中的谐振杆2、谐振杆4位于同一直线上。

为了进一步验证本发明专利的效果，在GSM900M双工器的50台小批量生产中运用了此新技术，通过此50台双工器的互调测试结果，与应用此技术前的数据进行对比，进一步证实此技术可以明显提高互调性能，具体数据见下表。

上表为未应用此技术前的互调数据

上表为应用此技术后测得的互调数据

在未应用此技术前，双工器平均三阶互调值只有-110dBm，应用此技术后通过20台小批量数据可以看出，落在接收带内的三个值平均都在-120dBm以上，所以本发明可以明显改善双工器的三阶互调指标。

尽管上述实施例对本发明作出了详尽的描述，但人们还可以对其作出不偏离其中心思想的修改，这些修改都属于本发明的保护范围，本发明的保护范围应以权利要求书为准。

Claims (4)

1、一种降低无源互调的双工器，其特征是在双工器发射滤波部分四个呈环形布置、依次顺序相邻的谐振腔内的谐振杆中，第一谐振腔内的谐振杆与第四谐振腔内的谐振杆之间采用电容性耦合方式耦合；第一谐振腔内的谐振杆与第三谐振腔内的谐振杆或第二谐振腔内的谐振杆与第四谐振腔内的谐振杆之间采用电感性耦合方式耦合；信号的输入端与第一谐振腔相连，信号的输出端与第四谐振腔相连，信号的流向由第一谐振腔经过第二、第三谐振腔由第四谐振腔输出。

2、按照权利要求1所述一种降低无源互调的双工器，其特征是所述电容性耦合方式是在相邻两谐振腔之间的筋板上设置金属杆，金属杆与筋板之间绝缘，该金属杆两端分别位于相邻两谐振腔内与谐振杆对应，并与谐振杆之间有间隙。

3、按照权利要求1或2所述一种降低无源互调的双工器，其特征是所述电感性耦合方式是在相邻两谐振腔之间设置金属杆，该金属杆两端分别位于相邻两谐振腔内与盖板或底板相连。

4、按照权利要求1或2所述一种降低无源互调的双工器，其特征是所述电感性耦合方式是在相邻两谐振腔之间设置有将两谐振腔相连的通道，在通道中设有与底板或盖板相连的金属柱。

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