CN103746160B - 合路模块及合路装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种合路模块及合路装置，该合路模块包括第一端口、第二端口、第三端口、第四端口、第一射频开关、第二射频开关以及同轴线合路器；该第一射频开关的输入管脚连接该第一端口，第一输出管脚连接该第三端口，第二输出管脚连接该第二射频开关的输入管脚；该第二射频开关的第一输出管脚连接外界负载，第二输出管脚连接该同轴线合路器的第一分路端；该同轴线合路器的第二分路端连接该第二端口，该同轴线合路器的合路端连接该第四端口。本发明能够提高合路模块输出端口之间的隔离度。

Description

合路模块及合路装置
技术领域
本发明涉及通信领域，尤其涉及一种合路模块及合路装置。
背景技术
在现代无线通信系统中，LTE以OFDM和MIMO技术为主要技术基础成为新一代移动通信标准。而多天线技术在无线通信的发射或接收端采用多副天线，从而要求其终端测试系统能够满足多天线的应用场景。同时，为了提高终端测试效率，也要求终端测试系统能够同时测试多个终端。因此LTE终端综合测试仪需要支持多通道的测试需求。另外，综测仪系统还需要满足宽带需求，同时支持不同的通信模式。
目前市场上的终端测试仪表基本需要四个射频通道，而每一个射频通道需要一个合路模块，那么对于整个硬件系统来说，无疑增加空间的占用和成本的提升。
目前，合路模块实现的方式多采用Wilkinson功率分配器，其有损耗低、易实现、成本低的优点，但是工作频率范围较窄，且其输出端口之间的隔离度不高。
发明内容
（一）要解决的技术问题
本发明要解决的技术问题是提供一种合路模块及合路装置，能够提高输出端口之间的隔离度。
（二）技术方案
为解决上述技术问题，本发明的技术方案提供了一种合路模块，包括第一端口、第二端口、第三端口、第四端口、第一射频开关、第二射频开关以及同轴线合路器；
所述第一射频开关的输入管脚连接所述第一端口，第一输出管脚连接所述第三端口，第二输出管脚连接所述第二射频开关的输入管脚；
所述第二射频开关的第一输出管脚连接外界负载，第二输出管脚连接所述同轴线合路器的第一分路端；
所述同轴线合路器的第二分路端连接所述第二端口，所述同轴线合路器的合路端连接所述第四端口。
进一步地，所述同轴线合路器包括第一电阻、第二电阻、第三电阻、内导体以及套设在所述内导体上的外导体，所述内导体与所述外导体之间设有绝缘层；
所述内导体的一端连接所述同轴线合路器的第二分路端，另一端连接所述合路端以及所述第一电阻的一端；
所述外导体的一端接地，另一端连接所述第二电阻的一端以及第三电阻的一端；
所述第一电阻的另一端与所述第二电阻的另一端连接后与所述第一分路端连接；
所述第三电阻的另一端接地。
进一步地，所述同轴线合路器还包括铁氧体磁圈，套设在所述外导体上。
为解决上述问题，本发明还提供一种合路装置，包括多个上述的合路模块。
进一步地，所述多个为两个，分别为第一合路模块和第二合路模块，所述合路装置还包括金属盒，所述金属盒由上盒体和下盒体对接而成，所述第一合路模块与所述第二合路模块位于所述下盒体内，所述上盒体包括与所述第一合路模块对应的第一腔体以及与所述第二合路模块对应的第二腔体。
进一步地，所述金属盒为表面镀镍的铝盒。
进一步地，所述上盒体与所述下盒体对接之处还设置有导电橡胶。
（三）有益效果
本发明通过增加了两级宽带应用的射频开关，从而可以提高合路模块输出端口之间的隔离度。
附图说明
图1是本发明实施方式提供的一种合路模块的结构图；
图2为本发明实施方式提供的一种同轴线合路器的结构图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。
图1是本发明实施方式提供的一种合路模块的结构图，包括第一端口1、第二端口2、第三端口3、第四端口4、第一射频开关5、第二射频开关6以及同轴线合路器7；
所述第一射频开关5的输入管脚连接所述第一端口1，第一输出管脚连接所述第三端口3，第二输出管脚连接所述第二射频开关6的输入管脚；
所述第二射频开关6的第一输出管脚连接外界负载，以增加第一端口1和第四端口4之间的隔离度，第二输出管脚连接所述同轴线合路器7的第一分路端，其中，该外界负载可以为电阻，该电阻的一端与所述第二射频开关6的第一输出管脚连接，另一端接地；
所述同轴线合路器7的第二分路端连接所述第二端口2，所述同轴线合路器的合路端连接所述第四端口4。
其中，对于本发明实施方式提供的合路模块，其第一端口1用于接收射频收发信机的TX（发送）端发送的信号，第二端口2用于向该射频收发信机的RX（接收）端发送信号，第三端口3为OUT（输出）端口，可以向被测试终端的接收端发送信号，第四端口为IN/OUT（输入/输出）端口，可以与被测试终端的TX/RX（发送/接收）端口实现信号的传输。
本发明实施方式提供的合路模块，通过增加了两级宽带应用的射频开关，从而提高合路模块输出端口之间的隔离度。例如，该合路模块可以使IN/OUT端口和OUT端口之间的隔离达到70dBc以上，从而满足系统需求。
参见图2，所述同轴线合路器包括第一电阻71、第二电阻72、第三电阻73、内导体74以及套设在所述内导体上的外导体75，所述内导体与所述外导体之间设有绝缘层76；
所述内导体的一端连接所述同轴线合路器的第二分路端，另一端连接所述合路端以及所述第一电阻的一端；
所述外导体的一端接地，另一端连接所述第二电阻的一端以及第三电阻的一端；
所述第一电阻的另一端与所述第二电阻的另一端连接后与所述第一分路端连接；
所述第三电阻的另一端接地。
优选地，所述同轴线合路器还包括铁氧体磁圈，套设在所述外导体上。其中，合路器的高频由同轴线长度决定，低频可以由铁氧体磁芯的磁化电感决定。固定特性阻抗的同轴线其长度为L，满足L≤λmin/2,即同轴线长度小于最高频率波长的一半，即可覆盖10倍频程；满足L≤λmin/8，即同轴线长度小于等于最高频率波长的1/8,可避免共振现象。铁氧体磁芯的磁化电感为Lm，需满足即可根据最低频率选择铁氧体磁芯，其中，Rs为该铁氧体磁芯的内导体与外导体之间的阻抗，fmin为最低频率。以100MHz-6000MHz频段范围为例，同轴线的长度可以小于0.625cm，对于缩减占用板卡面积来说有很大作用。另外，通过改变功分电阻网络的元件值，可以在不改变板卡电路图的情况下实现合路器功分比例的可变性，为收发信机的性能优化提供了一个有效途径，从而也增加了应用的灵活性。
此外，本发明实施方式还提供了一种合路装置，包括多个上述的合路模块。
优选地，该合路装置可以包括两个上述的合路模块，分别为第一合路模块和第二合路模块，所述合路装置还包括金属盒，所述金属盒由上盒体和下盒体对接而成，所述第一合路模块与所述第二合路模块位于所述下盒体内，所述上盒体包括与所述第一合路模块对应的第一腔体以及与所述第二合路模块对应的第二腔体。
其中，所述金属盒为表面镀镍的铝盒。优选地，所述上盒体与所述下盒体对接之处还设置有导电橡胶。
具体地，两个合路模块放在一块板卡上，射频信号必定在空中互相干扰，本发明实施方式通过设置一个表面镀镍的铝盒体，将板卡放在该铝盒体的下盒体内部，在上盒体设计出隔腔，将两个合路模块在盒体压接过程中完全隔开，用螺钉将上下盒体压紧，由于板卡的加工以及盒体的加工都是有公差的，所以设计中在盒体外沿及内部隔腔外沿使用了导电橡胶条，通过控制导电橡胶条的压缩比，使得盒体的压接是紧密的。压紧的过程中，不仅能够在盒体内部隔离两个合路模块的信号，而且也能与盒体外部干扰隔离，从而保证两个合路模块之间的隔离度达到系统需求。
本发明实施方式提供的合路装置，不仅有效的减少了占用槽位空间，节约了设计成本，在实现性能上也具有很大优势，表现在频段范围宽，射频端口驻波性能良好，端口之间的隔离度也很高，例如，以100MHz-6GHz的设计为实例，在一个槽位空间实现此带宽范围内两个合路模块，且输出IN/OUT和OUT端口在不同的合路模式下，驻波比指标均能达到全频段1.3以下，两个端口之间的隔离度全频段可以在70dBc以上。
本发明实施方式提供的合路装置，可以在PXIE协议标准占用一个槽位的空间上独立实现两个最高频率至6000MHz低频至100MHz的射频收发信机的合路，能够保证高性能，同时也很大程度上解决了空间的问题，并能够节约成本。这样四个射频通道合路的实现只需要两个上述的合路装置即可。
具体地，首先根据系统合路方式需求，给出上述实施方式中的合路模式结构图。第二，根据系统工作频段，计算出合理的同轴线长度，选择指标合适的铁氧体磁芯。第三，根据各端口的驻波和隔离度要求，调整射频开关的使用，进行原理图设计。第四，通过系统仿真得到较好的性能指标。根据所有确定的参数，进行板卡的绘制。最后，根据板卡的PCB设计出合理的屏蔽结构，以尽量减少射频信号干扰。
本发明实施方式提供的合路装置，其实现方法便利，技术效果显著，实现性能优良，在现阶段以及未来较长的一段时间内，能够应用于LTE终端测试仪表，完全满足测试系统的需求，填补了国内这一领域的空缺，对LTE终端测试硬件平台设计有比较深远的意义。
以上实施方式仅用于说明本发明，而并非对本发明的限制，有关技术领域的普通技术人员，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，还可以做出各种变化和变型，因此所有等同的技术方案也属于本发明的范畴，本发明的专利保护范围应由权利要求限定。

Claims (6)

1.一种合路模块，其特征在于，包括第一端口、第二端口、第三端口、第四端口、第一射频开关、第二射频开关以及同轴线合路器；
所述第一射频开关的输入管脚连接所述第一端口，第一输出管脚连接所述第三端口，第二输出管脚连接所述第二射频开关的输入管脚；
所述第二射频开关的第一输出管脚连接外界负载，第二输出管脚连接所述同轴线合路器的第一分路端；
所述同轴线合路器的第二分路端连接所述第二端口，所述同轴线合路器的合路端连接所述第四端口；
其中，所述同轴线合路器包括第一电阻、第二电阻、第三电阻、内导体以及套设在所述内导体上的外导体，所述内导体与所述外导体之间设有绝缘层；
所述内导体的一端连接所述同轴线合路器的第二分路端，另一端连接所述合路端以及所述第一电阻的一端；
所述外导体的一端接地，另一端连接所述第二电阻的一端以及第三电阻的一端；
所述第一电阻的另一端与所述第二电阻的另一端连接后与所述第一分路端连接；
所述第三电阻的另一端接地。
2.根据权利要求1所述的合路模块，其特征在于，所述同轴线合路器还包括铁氧体磁圈，套设在所述外导体上。
3.一种合路装置，其特征在于，包括多个如权利要求1-2所述的合路模块。
4.根据权利要求3所述的合路装置，其特征在于，所述多个为两个，分别为第一合路模块和第二合路模块，所述合路装置还包括金属盒，所述金属盒由上盒体和下盒体对接而成，所述第一合路模块与所述第二合路模块位于所述下盒体内，所述上盒体包括与所述第一合路模块对应的第一腔体以及与所述第二合路模块对应的第二腔体。
5.根据权利要求4所述的合路装置，其特征在于，所述金属盒为表面镀镍的铝盒。
6.根据权利要求4所述的合路装置，其特征在于，所述上盒体与所述下盒体对接之处还设置有导电橡胶。
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