CN108023147A - 合路器、移相器组件及天线 - Google Patents

Abstract

本发明实施例提供了一种合路器，包括介质基板和设置在所述介质基板上的至少两个滤波器，所述滤波器包括输入端、输出端、主传输线及并联短截线；各所述滤波器的输入端分别作为所述合路器的一个输入端，各所述滤波器的输出端连接以作为所述合路器的输出端，所述主传输线电连接所述滤波器的输入端与所述滤波器的输出端；所述并联短截线的一端与所述主传输线电连接，另一端皆开路，每个所述滤波器的主传输线与其匹配使用的并联短截线分布在不同电路层上,实现了合路器的小型化设计，以满足其与各种通信部件集成的需要。本发明实施例还提供了移相器组件及天线，将所述合路器运用于这些部件中，可大大缩小这些部件的体积。

Description

合路器、移相器组件及天线

技术领域

本发明涉及移动通信技术领域，尤其涉及一种合路器，以及相应的移相器组件及天线。

背景技术

随着移动通信的发展，多频天线在网络覆盖中扮演着越来越重要的角色。多频天线为了方便布局或缩小尺寸，将合路器与移相器集成成为一个趋势。

合路器一般用于发射端，其作用是将两路或者多路从不同发射机发出的射频信号合为一路送到天线发射的射频器件，同时避免各个端口信号之间的相互影响，合路器性能的优劣可能会影响整个系统的运行质量，尺寸太大会影响部件的集成，因此，合路器的小型化设计显的尤为重要。

发明内容

本发明的目的旨在提供一种合路器，以解决合路器尺寸太大、成型困难而影响部件集成的问题。

本发明的另一目的旨在提供一种包括上述合路器的移相器组件，在便于集成移相器组件的同时，缩小该移相器组件的尺寸。

本发明的另一目的旨在提供一种包括上述移相器组件的天线，可大大缩小天线的安装尺寸。

为了实现上述目的，本发明提供以下技术方案：

本发明提供一种合路器，包括介质基板和设置在所述介质基板上的至少两个滤波器，各所述滤波器的输入端分别作为所述合路器的一个输入端，各所述滤波器的输出端连接以作为所述合路器的输出端；所述滤波器还包括主传输线及并联短截线；所述主传输线电连接所述滤波器的输入端与输出端；所述并联短截线的一端与所述主传输线电连接，另一端皆开路，每个所述滤波器的主传输线与其匹配使用的并联短截线分布在不同电路层上。

进一步地，所述主传输线在所述并联短截线所在电路层上的投影与所述并联短截线部分或全部重合。

进一步地，至少一个所述滤波器的主传输线和其他滤波器的主传输线设置在不同电路层上，或者各所述滤波器的主传输线设置在同一电路层上。

进一步地，所述合路器还包括导通所述介质基板不同电路层的金属化过孔，各所述滤波器中每节所述并联短截线通过金属化过孔与所述主传输线电连接。

进一步地，所述滤波器包括至少一节所述并联短截线，所述并联短截线通过所述金属化过孔与所述主传输线电连接，且所述并联短截线上远离所述金属化过孔的一端开路。

进一步地，各所述滤波器中的所述主传输线通过金属化过孔分段设置在所述介质基板的不同电路层上，所述主传输线的分段处设有至少一节所述并联短截线，且所述并联短截线位于同层的一段所述主传输线的延长线上。

进一步地，各所述滤波器中至少一节所述并联短截线由两段以上的微带结构构成，所述并联短截线的尺寸与所述主传输线不同，至少一节所述并联短截线的中心线偏离所述主传输线的中心线。

进一步地，所述滤波器还包括与所述主传输线设置在同一电路层且与所述主传输线不在同一直线上的并联短截线。

进一步地，所述合路器包括至少两个所述介质基板，各所述滤波器中所述主传输线设置在两个相邻所述介质基板之间，两相邻所述介质基板上远离所述主传输线的一侧皆设有所述并联短截线，各所述并联短截线皆与所述主传输线电连接。

相应地，本发明还提供了一种移相器组件，包括两个移相器及至少一个上述任一技术方案所述的合路器，所述合路器设于两个所述移相器之间，两个所述移相器的输出端分别与所述合路器的不同输入端连接。

进一步地，两所述移相器及所述合路器设于同一电路板的同一层面上。

相应地，本发明还提供了一种天线，包括上述任一技术方案所述的移相器组件。

相比现有技术，本发明的方案具有以下优点：

1.本发明提供的合路器，每个所述滤波器的主传输线与其匹配使用的并联短截线分布在不同电路层上，以充分利用介质基板的空间，使整个合路器的设计结构显得紧凑合理，易于加工，且不会占用额外的空间，有利于缩小合路器的体积，实现合路器的小型化设计，此外，通过调整并联短截线的形状、结构及与主传输线的连接位置，可以实现特定带宽的阻带抑制。

2.本发明提供的合路器，运用的滤波器的主传输线在所述并联短截线所在电路层上的投影与所述并联短截线部分或全部重合，使并联短截线与主传输线投影基本重合，以减小合路器的宽度，进一步缩小合路器的体积。

3.本发明提供的合路器，其包含的滤波器的至少一节所述并联短截线由两段以上的微带结构构成，所述并联短截线的尺寸与所述主传输线不同，至少一节所述并联短截线的中心线偏离所述主传输线的中心线。并联短截线由不同尺寸和数量的电路构成，可根据实际需要灵活设计，实现合路器驻波的优化和抑制；并联短截线的中心线可偏离所述主传输线的中心线，以调节电路性能。

4.本发明提供的合路器，所述滤波器还包括与所述主传输线设置在同一电路层且与所述主传输线不在同一直线上的并联短截线，通过设置投影与主传输线不重合的常规并联短截线，通过两种并联短截线的混合使用，合路器尺寸可以在长度和宽度上折中，缩小合路器尺寸。

5.本发明提供的一种移相器组件，将合路器与移相器集成，利于组装和大批量生产，同时可避免引入的无源互调产物。

6.本发明提供的天线，包括设有所述合路器的移相器组件，具有较小尺寸的移相器组件，更有利于天线的实际安装，并大大缩小天线安装后的尺寸。

本发明附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，这些将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

本发明上述的和/或附加的方面和优点从下面结合附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1为本发明的合路器一个典型实施例的结构示意图；

图2为图1中的合路器的介质基板一层面的结构示意图；

图3为图1中的合路器的介质基板另一层面的结构示意图；

图4为本发明合路器中的滤波器一个实施例的结构示意图，为便于说明，同时示出了所述合路器中的介质基板；

图5为本发明合路器中的滤波器的一个典型实施例的俯视图，为便于说明，同时示出了所述合路器中的介质基板；

图6为本发明合路器中的滤波器的主视图，为便于说明，同时示出了所述合路器中的介质基板；

图7为本发明合路器中的滤波器另一个实施例的结构示意图，为便于说明，同时示出了所述合路器中的介质基板；

图8为本发明合路器中的滤波器又一个实施例的结构示意图，为便于说明，同时示出了所述合路器中的介质基板；

图9为本发明合路器中的滤波器再一个实施例的结构示意图，为便于说明，同时示出了所述合路器中的介质基板；

图10为本发明合路器中的滤波器又一个实施例的结构示意图，为便于说明，同时示出了所述合路器中的介质基板；

图11为本发明的一种移相器组件的一个典型实施例的结构示意图；

图12为本发明的另一种移相器组件的一个典型实施例的结构示意图。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能解释为对本发明的限制。

如图1、2和3所示，本发明一个实施例提供的一种合路器50，包括介质基板和设置在所述介质基板上的至少两个滤波器，各所述滤波器的输入端分别作为所述合路器的一个输入端，各所述滤波器的输出端连接以作为所述合路器的输出端；所述滤波器还包括主传输线及并联短截线；所述主传输线电连接所述滤波器的输入端与输出端；所述并联短截线的一端与所述主传输线电连接，另一端皆开路，每个所述滤波器的主传输线与其匹配使用的并联短截线分布在不同电路层上。

本发明提供的合路器，每个所述滤波器的主传输线与其匹配使用的并联短截线分布在不同电路层上，以充分利用介质基板的空间，使整个合路器的设计结构显得紧凑合理，易于加工，且不会占用额外的空间，有利于缩小合路器的体积，实现合路器的小型化设计，此外，通过调整并联短截线的形状、结构及与主传输线的连接位置，可以实现特定带宽的阻带抑制。

进一步地，所述主传输线在所述并联短截线所在电路层上的投影与所述并联短截线部分或全部重合。所述部分重合可指主传输线在并联短截线所在电路层上的投影可与多节并联短截线中的部分并联短截线完全重合，或与某节并联短截线中的部分电路完全重合，以减小合路器的宽度，进一步缩小合路器的体积。

具体地，该合路器50包括介质基板11和设置在所述介质基板11上的第一滤波器51和第二滤波器52，第一滤波器51能够导通第一频段，抑制第二频段；第二滤波器52能够导通第二频段，抑制第一频段，所述第一频段、第二频段可根据实际需要灵活选取。较佳地，所述第一滤波器51和所述第二滤波器52的结构一致。其中，优选地，所述介质基板11为PCB板；第一滤波器51包括输入端121、输出端13、主传输线141、由151和152两段微带结构构成的第一组并联短截线及第二组并联短截线153，所述主传输线141电连接所述第一滤波器51的输入端121与输出端13；第二滤波器52包括输入端122、输出端13、主传输线142、两组并联短截线154和155，所述主传输线142电连接所述第二滤波器52的输入端122与输出端13；其中，第一滤波器51的输入端121作为所述合路器50的一个输入端，第二滤波器52的输入端122作为所述合路器50的另一个输入端；第一滤波器51和第二滤波器52的输出端13连接以作为所述合路器50的输出端。由151和152两段微带结构构成的第一组并联短截线及第二组并联短截线153的一端与所述主传输线141电连接，另一端皆开路，所述主传输线141在第一组并联短截线所在电路层上的投影与第一组并联短截线的第一段微带结构151全部重合，与其第二段微带结构152部分重合；同理，第二滤波器52的两组并联短截线154和155的一端分别与所述主传输线142电连接，另一端皆开路，所述主传输线142在两组并联短截线154和155所在电路层上的投影与两组并联短截线154和155皆全部重合。

一种方案中，至少一个所述滤波器的主传输线和其他滤波器的主传输线设置在不同电路层上。具体地，第一滤波器51的主传输线141放置于PCB板顶层(以图1实线所在电路层为参考标准)，第二组并联短截线153及由微带结构151和微带结构152构成的第一组并联短截线放置于PCB板底层(以图1虚线所在电路层为参考标准)；第二滤波器52的主传输线142放置于PCB板底层，两组并联短截线154和155放置于PCB板顶层；第一滤波器51的输入端121、第二滤波器52的输入端122及输出端13为双层电路，由若干金属化过孔161将顶层和底层电路相连。

可选地，在另一种方案中，各所述滤波器的主传输线设置在同一电路层上。即第一滤波器51的主传输线141和第二滤波器52的主传输线142可都设置在PCB板的顶层，第一滤波器51和第二滤波器52的并联短截皆设置在PCB板的底层。需要说明的是，本发明的合路器也可采用一个所述第一滤波器51或第二52及至少一个现有的常规滤波器，以根据需要灵活设计。

进一步地，所述合路器还包括导通所述介质基板不同电路层的金属化过孔，各所述滤波器中每节所述并联短截线通过金属化过孔与所述主传输线电连接，具体地，在第一滤波器51中，由微带结构151和微带结构152构成的第一组并联短截线及第二组并联短截线放置于PCB板底层(以图1虚线所在电路层为参考标准)，并通过金属化过孔160与主传输线141相连；第二滤波器52的主传输线142放置于PCB板底层，两组并联短截线154和155放置于PCB板顶层，并通过其他金属化过孔160与主传输线141相连。

进一步地，如图4所示，在介质基板11上，所述滤波器51包括至少一节所述并联短截线，所述并联短截线通过所述金属化过孔与所述主传输线电连接，且所述并联短截线上远离所述金属化过孔的一端开路。优选地，在本发明的又一个实施例中，所述滤波器51包括两节并联短截线:第一并联短截线153和第二并联短截线154，所述第一并联短截线153和第二并联短截线154可通过同一所述金属化过孔16与所述主传输线14电连接，且所述第一并联短截线153和第二并联短截线154远离所述金属化过孔16的一端皆开路。

从而在实现滤波效果的同时，减少金属化过孔的使用，优化并联短截线的设计。

进一步地，所述合路器还包括两个接地板，所述介质基板11采用多层，设有所述滤波器的所述介质基板11设于两个所述接地板之间，使合路器的结构显得紧凑合理。

具体地，如图5和6所示，合路器50所采用的滤波器51，其主传输线14及终端开路的并联短截线15分别印制在PCB板的顶层(以图5实线所在电路层为参考标准)和底层(以图5虚线所在电路层为参考标准)，终端开路的并联短截线15的一端通过金属化过孔16与主传输线14相连。本实施例中，合路器50中的滤波器51包括两截所述并联短截线15，2个金属化过孔16分别设置在靠近输入端12和输出端13的位置。通过调整终端开路的并联短截线15的尺寸和金属化过孔16的位置，可以实现特定带宽的阻带抑制。终端开路的并联短截线15与主传输线14之间夹着PCB板，可起耦合作用。

本发明的并联短截线15与传统开路短截线相比，能明显缩短长度；同时，并联短截线15与主传输线14的投影基本重合，能明显缩小所述合路器50的宽度，进而大大缩小了所述合路器50的体积。

如图7所示，本发明提供的又一个实施例中，为了合路器50驻波的优化及抑制，各所述滤波器51中至少一节所述并联短截线15可由两段以上的微带结构151和152构成，所述并联短截线15的尺寸与所述主传输线14不同，即主传输线14和并联短截线15采用宽度不等的电路；至少一节所述并联短截线15的中心线偏离所述主传输线14的中心线，以调节电路性能。本实施例中，采用3节并联短截线15，3节并联短截线15和主传输线14都采用不同的尺寸设计，其中微带结构151的一端通过金属化过孔16与主传输线14相连，另一端与微带结构152相连组成1节并联短截线，微带结构152偏离主传输线14的中心线，用于调节电路性能；并联短截线153和并联短截线154的一端均通过金属化过孔16与主传输线14相连，各节并联短截线15之间设有间隙。

如图8所示，本发明提供的又一个实施例中，揭示了一种滤波器51，所述滤波器51还包括与所述主传输线14设置在同一电路层且与所述主传输线14不在同一直线上的并联短截线17，该并联短截线17与所述主传输线14的投影不重合，即滤波器51中至少包括一节常规并联短截线17，本实施例中，采用一节投影与主传输线14重合的并联短截线15和一节常规并联短截线17，分别位于PCB板的底层(以图8虚线所在电路层为参考标准)和顶层，位于底层的并联短截线15的一端通过金属化过孔16与主传输线14实现电性连接，另一端开路；位于顶层的常规并联短截线17的一端可直接与相同电路层的主传输线14实现电性连接，另一端开路。

通过两种并联短截线15和17的混合使用，合路器尺寸可以在长度和宽度上折中，缩小合路器尺寸。

如图9所示，为了进一步缩小合路器50尺寸，本发明提供的另一个实施例中，该合路器50包括至少两个介质基板11，各所述滤波器51中所述主传输线14设置在两个相邻所述介质基板11之间，两相邻所述介质基板11上远离所述主传输线14的一侧皆设有所述并联短截线153和154，各所述并联短截线153和154皆与所述主传输线14电连接。其中，所述介质基板11可为多层PCB板，主传输线14位于中间层，两节并联短截线153和154分别位于PCB板的顶层和底层，一端通过金属化过孔16与主传输线14相连，大大缩小了合路器尺寸。同理，可以将主传输线14放置于顶层(以图9并联短截线154所在电路层为参考标准)，并联短截线153和154放置于中间层与底层(以图9并联短截线153所在电路层为参考标准)，通过金属化过孔16与主传输线14相连。

如图10所示，本发明提供的再一个实施例中，各所述滤波器51中所述主传输线141和142通过金属化过孔162分段设置在所述介质基板11的不同电路层上，所述主传输线141靠近所述金属化162过孔的延长线上设有至少一节所述并联短截线154。具体地，本实施例的主传输线141与142分别放置于PCB板的顶层和底层，通过金属化过孔162相连；并联短截线153印制在PCB板的底层，通过金属化过孔161将其中一端与主传输线141相连；并联短截线154为主传输线141在分段处的延长线，通过与主传输线142的耦合实现滤波效果。

同理，所述第二滤波器52具有与所述第一滤波器51相同的实施例，在此不再赘述。

相应地，如图11所示，本发明实施例还提供了一种移相器组件200，包括两个移相器30和40及上述合路器50，所述合路器50设于两个相邻所述移相器30和40之间，所述两个移相器30和40的输出端分别与所述合路器50的不同输入端连接。在同一腔体中，两个移相器可以根据实际需要任意搭配合路器的数量，可以为一个或多个。各移相器组件200也可以对应拼接成一个集成移相器组件，并放置于同一个腔体中，相互拼接的两个相邻移相器可固接成一体式，其中一个移相器的输出端与另一个移相器的输入端连接，起始移相器组件200的输入端作为集成移相器组件的输入端，结尾移相器组件200的输出端作为集成移相器组件的输出端。具体地，在一个实施例中，所述移相器组件200包括第一移相器40、第二移相器30及至少一个上述合路器50，合路器50放置于两个移相器之间。第一移相器40的信号从输入口401输入，输出口402与合路器50的输入口102相连；第二移相器30的信号从输入口301输入，输出口302与合路器50的输入口103相连；两个移相器30和40输出端经过合路器50后由输出口101输出。为了使布局紧凑，提升移相器组件的性能，优选地，两个移相器电路及合路器电路印制在同一PCB板上。

本实施例的移相器组件200有两个输出端口101，进一步的，组合移相器1可以扩展为若干个输出端口，假设第一移相器40的输出端口数为M个、第二移相器30的输出端口数为N个，合路器50的个数为K个，则K小于等于M，N中的最小值，优选地，K、M、N相等且大于等于1。

进一步地，在移相器组件200中，两所述移相器30和40及所述合路器50设于同一电路板的同一层面上。

本发明的另一种实施例中，还提供了一种移相器组件100，如图12所示，包括移相器20及上述合路器50中的滤波器51，所述移相器20的输入口201和/或输出口202设有所述滤波器51，以提升移相器组件100的滤波性能，所述移相器电路与滤波器电路可集成放置在同一个腔体内。具体地，结合图5和图6所示，所述滤波器51包括输入端12、输出端13、主传输线14及并联短截线15；所述主传输线14电连接所述输入端12与所述输出端13；所述并联短截线15的一端与所述主传输线14电连接，另一端皆开路，所述主传输线14在所述并联短截线15所在电路层上的投影与所述并联短截线15部分或全部重合。51还包括导通所述介质基板不同电路层的金属化过孔16，每节所述并联短截线通过金属化过孔16与所述主传输线14电连接。

相应地，本发明还提供了一种天线，包括至少一种上述移相器组件100或200，因此所述天线具有所述移相器组件100或200的优点，在一定程度上可减小所述天线的尺寸。

综上所述，本发明克服了传统定势思维，改变了传统的带状线滤波器、合路器及移相器组件结构，通过并联短截线的使用，大大缩小了滤波器、合路器的体积，降低了成本，易于与移相器等部件集成。本发明的带状线滤波器及合路器作为一基础元件，具有乐观的应用前景。

以上所述仅是本发明的部分实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (12)

1.一种合路器，包括介质基板和设置在所述介质基板上的至少两个滤波器，各所述滤波器的输入端分别作为所述合路器的一个输入端，各所述滤波器的输出端连接以作为所述合路器的输出端，其特征在于，

所述滤波器还包括主传输线及并联短截线；所述主传输线电连接所述滤波器的输入端与输出端；所述并联短截线的一端与所述主传输线电连接，另一端皆开路，每个所述滤波器的主传输线与其匹配使用的并联短截线分布在不同电路层上。

2.根据权利要求1所述的合路器，其特征在于，所述主传输线在所述并联短截线所在电路层上的投影与所述并联短截线部分或全部重合。

3.根据权利要求1或2所述的合路器，其特征在于，至少一个所述滤波器的主传输线和其他滤波器的主传输线设置在不同电路层上，或者各所述滤波器的主传输线设置在同一电路层上。

4.根据权利要求1所述的合路器，其特征在于，还包括导通所述介质基板不同电路层的金属化过孔，各所述滤波器中每节所述并联短截线通过金属化过孔与所述主传输线电连接。

5.根据权利要求4所述的合路器，其特征在于，所述滤波器包括至少一节所述并联短截线，所述并联短截线通过所述金属化过孔与所述主传输线电连接，且所述并联短截线上远离所述金属化过孔的一端开路。

6.根据权利要求4所述的合路器，其特征在于，各所述滤波器中的所述主传输线通过金属化过孔分段设置在所述介质基板的不同电路层上，所述主传输线的分段处设有至少一节所述并联短截线，且所述并联短截线位于同层的一段所述主传输线的延长线上。

7.根据权利要求1所述的合路器，其特征在于，各所述滤波器中至少一节所述并联短截线由两段以上的微带结构构成，所述并联短截线的尺寸与所述主传输线不同，至少一节所述并联短截线的中心线偏离所述主传输线的中心线。

8.根据权利要求1所述的合路器，其特征在于，所述滤波器还包括与所述主传输线设置在同一电路层且与所述主传输线不在同一直线上的并联短截线。

9.根据权利要求1所述的合路器，其特征在于，包括至少两个所述介质基板，各所述滤波器中所述主传输线设置在两个相邻所述介质基板之间，两相邻所述介质基板上远离所述主传输线的一侧皆设有所述并联短截线，各所述并联短截线皆与所述主传输线电连接。

10.一种移相器组件，其特征在于，包括两个移相器及如权利要求1-9中任一项所述的合路器，所述合路器设于两个所述移相器之间，两个所述移相器的输出端分别与所述合路器的不同输入端连接。

11.根据权利要求10所述的移相器组件，其特征在于，两所述移相器及所述合路器设于同一电路板的同一层面上。

12.一种天线，其特征在于，包括权利要求10或11所述的移相器组件。