CN110828952A - 合路器 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种合路器，其包括具有空腔的腔体及设于空腔一端的公共接头，空腔内靠近公共接头的一侧设有第一频率谐振柱、第二频率谐振柱、第三频率谐振柱以及与公共接头连接的耦合棒，耦合棒上套设有与其耦合连接的金属套，第一频率谐振柱通过导线与金属套连接以传输第一频段信号，第二频率谐振柱上设有供耦合棒插入并耦合以实现第二频段信号传输的耦合孔，第三频率谐振柱设于耦合棒的一侧并与耦合棒耦合连接以传输第三频段信号。通过在公共接头处设置耦合棒分别与第一频率谐振柱、第二频率谐振柱及第三频率谐振柱进行带宽耦合分配，实现集成有5G频段的多频段信号的分/合路，对比于传统合路器的端口结构，结构简单，可满足于5G通信技术的发展。

Description

合路器

技术领域

本发明涉及微波无源器件领域，尤其涉及一种合路器。

背景技术

随着移动通信的发展，通信频谱越来越多，多系统合路、共建共享等方式已成为网络建设的主流方案，从而催生了多频合路器的大量应用。在2G/3G/4G时代，通信频率范围包含频段1(698MHz-960MHz)、频段2(1710MHz-2700MHz)，随着5G时代的到来，新增了700MHz、1400MHz、3500MHz的频段，如何实现多频段、超宽带的频段合路是未来5G与现有2G/3G/4G系统共建的关键。

发明内容

本发明的目的旨在提供一种集成有5G频段的多频段信号分/合路的合路器。

为了实现上述目的，本发明提供以下技术方案：

一种合路器，包括具有空腔的腔体及设于所述空腔一端的公共接头，所述空腔内靠近所述公共接头的一侧设有第一频率谐振柱、第二频率谐振柱、第三频率谐振柱以及与所述公共接头连接的耦合棒，所述耦合棒上套设有与其耦合连接的金属套，所述第一频率谐振柱通过导线与所述金属套连接以传输第一频段信号，所述第二频率谐振柱上设有耦合孔，所述耦合棒插设于所述耦合孔中并与所述第二谐振柱耦合连接以实现第二频段信号的传输，所述第三频率谐振柱设于所述耦合棒的一侧并与所述耦合棒耦合连接以传输第三频段信号。

进一步设置：所述第一频段包括698MHz-960MHz，所述第二频段包括1400MHz-2700MHz，所述第三频段包括3300MHz-3800MHz。

进一步设置：所述耦合棒与所述金属套之间设有用于分隔两者的介质环。

进一步设置：所述耦合棒的外壁上设有用于容置所述介质环的限位槽。

进一步设置：所述腔体上开设有贯通至所述公共接头并供所述耦合棒插置的开口，所述耦合棒上设有沿其径向延伸并与所述开口内壁抵靠的介质支撑块。

进一步设置：所述耦合棒位于插入所述耦合孔中的端部上套设有与所述耦合孔孔壁相抵的绝缘介质件。

进一步设置：所述第三频率谐振柱与所述耦合棒的耦合面积及距离被限定为与所述第三频率谐振柱所传输的第三频段带宽相关。

进一步设置：所述空腔内还设有陷波器，所述陷波器通过电感与所述耦合棒连接。

进一步设置：所述腔体外部设有防雷电路板，所述陷波器的内芯与所述防雷电路板连接。

进一步设置：所述腔体内对应所述第一频率谐振柱、所述第二频率谐振柱及所述第三频率谐振柱设有至少三个谐振腔，且所述腔体远离所述公共接头的一侧设有一一与所述谐振腔对应的信号单接头。

相比现有技术，本发明的方案具有以下优点：

1.在本发明的合路器中，通过在公共接头处设置耦合棒分别与第一频率谐振柱、第二频率谐振柱及第三频率谐振柱进行带宽耦合分配，以实现第一频率、第二频段及第三频段的三个频段的分/合路，信号单接头的相对带宽可达63.4％，并且其涵盖了5G新频段，适应于5G通信技术的发展，可实现多频段、超宽带的频段分/合路以达到5G系统与现有2G/3G/4G系统的共建，同时合路器中采用分级耦合技术端口结构，在满足总的带宽需求之外，各个通路宽带之间没有干扰或干扰较小，从而可减少造成带宽分配不均的情况。

2.在本发明的合路器中，耦合棒与第一频率谐振柱、第二频率谐振柱及第三频率谐振柱的带宽耦合均为容性耦合，从而可通过陷波器和电感实现合路器的直流通路，并且在腔体外部设置防雷电路板，以作防雷功能，进而起到保护合路器的作用。

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为本发明合路器的一个实施例的结构示意图；

图2为本发明合路器的一个实施例的侧面剖视图；

图3a为本发明合路器中用于示意腔体中靠近公共接头的结构示意图；

图3b为本发明合路器中用于示意盖板的结构示意图；

图4为本发明合路器中用于示意第一频率谐振柱与金属套通过导线连接的示意图。

图中，1、腔体；11、开口；2、盖板；21、调谐螺杆；3、公共接头；4、耦合棒；41、金属套；42、介质环；43、限位槽；44、介质支撑块；45、介质套；451、帽檐；5、第一频率谐振柱；51、导线；6、第二频率谐振柱；61、耦合孔；7、第三频率谐振柱；8、陷波器；81、电感；9、信号单接头。

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。

请参见图1至图3b，本发明涉及一种合路器，其可实现包括698MHz-960MHz、1400MHz-2700MHz、3300MHz-3800MHz或者包含在上述频段范围内的子频段等多个频段的分/合路，其中，3300MHz-3800MHz及包含在该频段范围内的子频段属于5G频段，使得本发明的合路器涵盖5G频段，适应于5G通信技术的发展，有助于5G系统与现有2G/3G/4G系统的共建。

另外需要说明的是，本发明中将频段范围为698MHz-960MHz及包含在该频段范围内的子频段定义为第一频段，将频段范围为1400MHz-2700MHz及包含在该频段范围内的子频段定义为第二频段，将频段范围为3300MHz-3800MHz及包含在该频段范围内的子频段定义为第三频段。

所述合路器包括相互盖装的腔体1及盖板2，所述盖板2与所述腔体1侧壁可固定连接，并在所述腔体1内限定出供信号传输的封闭式的空腔(图中未标示，下同)，所述腔体1的一端设有公共接头3，并于所述腔体1相对设有所述公共接头3的另一端设有多个信号单接头9。

所述腔体1的空腔中靠近所述公共接头3的一侧设有第一频率谐振柱5、第二频率谐振柱6、第三频率谐振柱7及与所述公共接头3连接的耦合棒4，所述腔体1的侧壁上设有贯通至公共接头3并用于供所述耦合棒4插置的开口11(即公共端口)，所述耦合棒4的一端插置于开口11中并与所述公共接头3连接，其另一端延伸至所述空腔中。

此外，所述耦合棒4位于其中部设有沿其径向延伸的介质支撑块44，通过所述介质支撑块44抵靠于所述开口11的内壁以实现所述耦合棒4的支撑与固定。具体在本实施例中，所述耦合棒4可在位于所述介质支撑块44远离所述公共接头3的一侧上套设有金属套41，所述介质支撑块44可对金属套41起到限位作用。所述耦合棒4与所述金属套41之间设有用于分隔两者的介质环42，从而实现所述耦合棒4与所述金属套41的耦合连接。在其他实施例中，所述介质环42与所述介质支撑块44一体成型，以简化装配。

优选地，上述介质支撑块44及介质环42均采用聚四氟乙烯制成，聚四氟乙烯具有优异电气绝缘性能、良好的耐高温和低温性、足够好的机械性能和化学稳定性。

进一步的，所述耦合棒4的外壁上设有供所述介质环42容置的限位槽43，以用于限制所述介质环42沿所述耦合棒4长度方向移动，从而提高所述耦合棒4与所述金属套41耦合连接的稳定性。

上述金属套41套设于耦合棒4对应于腔体1内公共端口的位置，所述第一频率谐振柱5设于所述耦合棒4的一侧，且所述第一频率谐振柱5通过导线51与所述金属套41连接，以实现第一频段(698MHz-960MHz及包含在该频段范围内的子频段)的端口带宽分配，且所述导线51可采用镀银铜线，所述镀银铜线的两端分别对应与第一频率谐振柱5和金属套41焊接，并且可通过调整所述导线51的直径粗细或改变所述导线51与所述第一频率谐振柱5的焊接高度来改变第一频率谐振柱5的耦合带宽大小。具体请结合图4，设定所述导线51与所述第一频率谐振柱5的焊接高度为H，则H变大，所述第一频率谐振柱5的耦合带宽变大，反之变小；同时所述导线15的直径变粗，所述第一频率谐振柱5的耦合带宽变大，反之变小。

所述第二频率谐振柱6设置于所述耦合棒4与公共端口相对的一端，所述第二频率谐振柱6上开设有贯通所述第二频率谐振柱6的耦合孔61，所述耦合棒4远离所述公共接头3的端部插入所述耦合孔61中并使所述第二频率谐振柱6与所述耦合棒4耦合连接，从而实现第二频段(1400MHz-2700MHz及包含在该频段范围内的子频段)的端口带宽分配。此外，还可通过调节所述耦合棒4插入所述耦合孔61的深度来调整第二频率谐振柱6耦合带宽大小。

所述耦合棒4插入所述耦合孔61中的端部套接有介质套45以用于分隔所述耦合棒4与所述耦合孔61，起到防止短路的作用，且所述介质套45位于供所述耦合棒4插入的端部外翻形成有帽檐451，所述帽檐451位于所述耦合棒4与所述第二频率谐振柱6之间，以避免耦合棒4的尺寸变化而导致所述耦合棒4在与耦合孔61插合时，所述耦合棒4与所述第二频率谐振柱6接触的情况出现，进一步提高所述耦合棒4与所述第二频率谐振柱6耦合的稳定性。所述介质套45可为常见的绝缘材质制成，具体优选采用聚四氟乙烯介质制成。

所述第三频率谐振柱7设于所述耦合棒4与上述第一频率谐振柱5相对的一侧，所述第三频率谐振柱7的外侧壁与所述耦合棒4间隔设置，使得所述第三频率谐振柱7与所述耦合棒4直接进行耦合，以实现第三频段(3300MHz-3800MHz及包含在该频段范围内的子频段)的端口带宽分配。

上述第一频率谐振柱5、第二频率谐振柱6、第三频率谐振柱7的位置设置及耦合方式的具体设置，可很好的避免各频段之间的干扰，提高隔离度。

进一步的，所述第三频率谐振柱7靠近所述耦合棒4的一侧设置为平面，从而可起到增强耦合带宽的作用。此外，还可通过调节所述第三频率谐振柱7与所述耦合棒4之间的耦合面积和距离来调整所述第三频率谐振柱7的耦合带宽大小。所述第三频率谐振柱7与所述耦合棒4之间为容性耦合，调节方便，其可简单地通过改变第三频率谐振柱7与所述耦合棒4之间的耦合面积和距离来达到调节耦合宽带大小的目的，同时还减少了安装零部件的使用，以减少无源互调。

本发明中的耦合棒4先通过与其耦合的金属套41与所述第一频率谐振柱5连接，以实现第一频段(698MHz-960MHz及包含在该频段范围内的子频段)信号的传输；随后，所述第三频率谐振柱7位于所述金属套51靠近所述耦合棒4的一侧并与所述耦合棒4耦合，实现了第三频段(3300MHz-3800MHz及包含在该频段范围内的子频段)信号的传输；所述耦合棒4的末端插入所述耦合孔61中以与所述第二频率谐振柱6耦合，实现了第二频段(1400MHz-2700MHz及包含在该频段范围内的子频段)信号的传输，即本发明沿所述耦合棒4与所述公共接头3连接的端部朝向其末端的方向先进行低频段信号的传输，然后再进行高频段信号的传输，最后实现位于低频段与高频段之间的中频段信号的传输，从而可避免第一频段、第二频段及第三频段之间的相互干扰，尤其是高频段对中、低频段信号的干扰，有利于提高所述合路器端口的隔离度。

请结合图1和图3a，所述空腔内还设有陷波器8，所述陷波器8通过电感81与所述耦合棒4连接，使得经所述公共接头3输入到所述耦合棒4的直流信号经所述陷波器8以传递，并且本发明中的耦合棒4与第一频率谐振柱5、第二频率谐振柱6及第三频率谐振柱7的带宽耦合均为容性耦合，避免因频率谐振柱与所述耦合棒4的直接连接而导致所述耦合棒4接地，确保合路器的直流传输性能。

所述腔体1外部还设有防雷电路板(图中未示意，下同)，所述陷波器8的内芯与所述防雷电路板连接，以实现所述合路器的防雷功能。

另外在本实施例中，本发明的合路器对应于第一频率谐振柱5、第二频率谐振柱6及第三频率谐振柱7设有至少三个谐振腔(图中未标示，下同)，所述谐振腔由所述腔体1、所述盖板2及对应的频率谐振柱组成，并且所述信号单接头9至少设有三个并一一对应于每个所述谐振腔设置。

请结合图1和图3a，所述盖板2上对应于所述空腔中的频率谐振柱设置有调谐螺杆21，所述调谐螺杆21螺纹连接于盖板2上，以通过旋拧调谐螺杆21调节其位于空腔内的长度，起到调整谐振腔的谐振频率。

在本发明的合路器中，通过在所述公共接头3处设置三级超宽带复合宽口结构以实现第一频率(698MHz-960MHz及包含在该频段范围内的子频段)、第二频段(1400MHz-2700MHz及包含在该频段范围内的子频段)及第三频段(3300MHz-3800MHz及包含在该频段范围内的子频段)的三个频段的分/合路，信号单接头9的相对带宽可达63.4％，并且其涵盖了5G新频段，适应于5G通信技术的发展，可实现多频段、超宽带的频段分/合路以达到5G系统与现有2G/3G/4G系统的共建，同时所述合路器中采用分级耦合技术端口结构，在满足总的带宽需求之外，各个通路宽带之间没有干扰或干扰较小，有利于提高合路器端口的隔离度，从而可减少造成带宽分配不均的情况。

另外在所述合路器中，对应于第一频段通路的金属套41与第一频率谐振柱5之间通过导线51的焊接可预先焊接好并电镀再进行装配，减少该端口结构的焊点，使得整个端口结构中唯一需要焊接的地方在于所述电感81与所述耦合棒4之间的焊接，整个耦合棒4上位于所述公共接头3的结构的焊点较少，可实现较低的无源互调水平。

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 (10)

1.一种合路器，包括具有空腔的腔体及设于所述空腔一端的公共接头，其特征是：所述空腔内靠近所述公共接头的一侧设有第一频率谐振柱、第二频率谐振柱、第三频率谐振柱以及与所述公共接头连接的耦合棒，所述耦合棒上套设有与其耦合连接的金属套，所述第一频率谐振柱通过导线与所述金属套连接以传输第一频段信号，所述第二频率谐振柱上设有耦合孔，所述耦合棒插设于所述耦合孔中并与所述第二谐振柱耦合连接以实现第二频段信号的传输，所述第三频率谐振柱设于所述耦合棒的一侧并与所述耦合棒耦合连接以传输第三频段信号。

2.根据权利要求1所述的合路器，其特征是：所述第一频段包括698MHz-960MHz，所述第二频段包括1400MHz-2700MHz，所述第三频段包括3300MHz-3800MHz。

3.根据权利要求1所述的合路器，其特征是：所述耦合棒与所述金属套之间设有用于分隔两者的介质环。

4.根据权利要求3所述的合路器，其特征是：所述耦合棒的外壁上设有用于容置所述介质环的限位槽。

5.根据权利要求1或3所述的合路器，其特征是：所述腔体上开设有贯通至所述公共接头并供所述耦合棒插置的开口，所述耦合棒上设有沿其径向延伸并与所述开口内壁抵靠的介质支撑块。

6.根据权利要求1所述的合路器，其特征是：所述耦合棒位于插入所述耦合孔中的端部上套设有与所述耦合孔孔壁相抵的绝缘介质件。

7.根据权利要求1所述的合路器，其特征是：所述第三频率谐振柱与所述耦合棒的耦合面积及距离被限定为与所述第三频率谐振柱所传输的第三频段带宽相关。

8.根据权利要求1所述的合路器，其特征是：所述空腔内还设有陷波器，所述陷波器通过电感与所述耦合棒连接。

9.根据权利要求8所述的合路器，其特征是：所述腔体外部设有防雷电路板，所述陷波器的内芯与所述防雷电路板连接。

10.根据权利要求1所述的合路器，其特征是：所述腔体内对应所述第一频率谐振柱、所述第二频率谐振柱及所述第三频率谐振柱设有至少三个谐振腔，且所述腔体远离所述公共接头的一侧设有一一与所述谐振腔对应的信号单接头。

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