CN110880633A - 功分器和具有该功分器的电子设备 - Google Patents

Abstract

本发明实施例公开了一种功分器和具有该功分器的电子设备，所述功分器包括：壳体，具有一腔体；输入端口，输入端口的一部分穿设壳体，并收容在腔体内；多个输出端口，每一输出端口的一部分穿设壳体，并收容在腔体内；传输杆，设于腔体内，传输杆包括多节不等波长的传输杆体；以及电容；传输杆的头部通过电容与输入端口耦合，且传输杆的头部表面与电容间隔设置，传输杆的尾部短路；多个输出端口与传输杆上靠近尾部的传输杆体的侧壁接触。本发明的传输杆的长度大大减小，有利于功分器的小型化设计，并便于加工与装配，减少装配时引起的不良率，同时提高产品在使用过程中的可靠性，大大降低了材料成本和生产成本。

Description

功分器和具有该功分器的电子设备

技术领域

本发明涉及信号传输领域，尤其涉及一种功分器和具有该功分器的电子设备。

背景技术

随着信息时代的演变，5G受到全球各国的高度关注。目前全球66个国家的154家运营商已经进行了5G技术演示、测试、试验、或者已经获得牌照。然而，5G频谱的低频段范围在3400MHz-6000MHz，该低频段范围是目前各国运营商首选的5G频段。但是由于旧系统中的700MHz-2700MHz频谱资源不能浪费，所以新的通信系统中会包含700MHz-6000MHz，并对旧系统中的700MHz-2700MHz的所有器件全部升级。腔体功分器在通信系统中是十分常用的器件，面临更新必不可免。

现有技术中，功分器都是按照1/4波长设计，对于700MHz-2700MHz的频段，根据波长公式：

计算得出该段1/4波长尺寸为44.1mm，该频段的产品总长度在200mm左右。如果用这种方式来设计700MHz-6000MHz这款功分器长度在316mm左右，功分器长度较长，导致加工过程中容易变形，装配过程引起的误差较大，材料成本相对较高。

发明内容

针对上述技术问题，本发明实施例提供了一种功分器和具有该功分器的电子设备。

本发明实施例的第一方面提供一种功分器，所述功分器包括：

壳体，具有一腔体；

输入端口，所述输入端口的一部分穿设所述壳体，并收容在所述腔体内；

多个输出端口，每一输出端口的一部分穿设所述壳体，并收容在所述腔体内；

传输杆，设于所述腔体内，所述传输杆包括多节不等波长的传输杆体；以及

电容；

所述传输杆的头部通过所述电容与所述输入端口耦合，且所述传输杆的头部表面与所述电容间隔设置，所述传输杆的尾部短路；

多个所述输出端口与所述传输杆上靠近尾部的传输杆体的侧壁接触。

可选地，多节所述传输杆体长度和直径各不相等，以实现不等波长。

可选地，所述传输杆的尾部与所述壳体的内侧壁焊接以实现短路。

可选地，所述传输杆的尾部设有连接部，所述连接部与所述壳体的内侧壁焊接。

可选地，所述连接部的直径小于每一传输杆体的直径。

可选地，所述功分器还包括绝缘连接件，所述电容通过所述绝缘连接件与所述传输杆的头部固定连接。

可选地，所述传输杆的头部设有安装孔，所述绝缘连接件的一端连接所述电容，另一端插接在所述安装孔中。

可选地，所述绝缘连接件的材质为PTFE材质。

可选地，所述传输杆的材质和所述电容的材质为铝合金。

本发明实施例第二方面提供了一种电子设备，所述电子设备包括：

信号输入端；

信号输出端；以及

如本发明实施例第一方面所述的功分器；

其中，所述信号输入端与所述功分器的输入端口耦合，所述信号输出端的数量与所述功分器的输出端口的数量相同，且所述信号输出端与所述输出接口一一对应耦合。

本发明实施例提供的技术方案中，功分器采用不等波长传输杆体构成的传输杆作为信号传输载体，改变每节传输杆体的尺寸；并且，使用电容耦合传输杆与输入端口，使得信号能够通过不等波长传输杆将功率平均分配到各输出端口；将不等波长传输杆的尾部短路，减少组成传输杆的传输杆体的节数，实现节数少、宽频段的目的，因此相对于现有技术，本发明实施例的传输杆的长度大大减小，有利于功分器的小型化设计，并便于加工与装配，减少装配时引起的不良率，同时提高产品在使用过程中的可靠性，大大降低了材料成本和生产成本。

附图说明

图1为现有技术中功分器的一个实施例示意图；

图2为本发明实施例中功分器一个实施例示意图；

图3为图2所示功分器的局部放大示意图。

图4为图1所示功分器的回波损耗示意图；

图5为图2所示功分器的回波损耗示意图；

图6为本发明实施例中电子设备一个实施例结构框图。

附图标记：100：信号输入端；200：信号输出端；300：功分器；1：壳体；11：腔体；2：输入端口；3：输出端口；4：传输杆；41：连接部；5：电容；6：绝缘连接件。

具体实施方式

现有技术中，请参见图1，功分器包括具有腔体11’的壳体1’、一部分穿设壳体1’并收容在腔体11’内的输入端口2’、一部分穿设壳体1’并收容在腔体11’内的多个输出端口3’以及设于腔体11’内的传输杆4’，其中，传输杆4’包括多节1/4波长的传输杆体，传输杆4’的头部与输入端口2’直接耦合，传输杆4’尾部与壳体1’的内侧壁悬空隔开。

直接耦合导致输入端口2’与传输杆4’间信号传输的稳定性差，且传输杆4’尾部与壳体1’的内侧壁悬空隔开，传输杆4’需要较多节数的传输杆体才能实现宽频段传输，使得传输杆体节数较多，从而大大增加传输杆4’的长度，不利于功分器的小型化设计。

现有功分器的长度在316mm左右，现有功分器设计得长度较长，导致加工过程中容易变形，装配过程引起的误差较大，材料成本相对较高。

对于此，本发明实施例的功分器，采用不等波长传输杆体构成的传输杆作为信号传输载体，改变每节传输杆体的尺寸；并且，使用电容5耦合传输杆与输入端口，使得信号能够通过不等波长传输杆将功率平均分配到各输出端口；将不等波长传输杆的尾部短路，减少组成传输杆的传输杆体的节数，实现节数少、宽频段的目的，传输杆的长度大大减小，有利于功分器的小型化设计，并便于加工与装配，减少装配时引起的不良率，同时提高产品在使用过程中的可靠性，大大降低了材料成本和生产成本。

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

需要说明的是，在不冲突的情况下，下述实施例可以进行组合。

请参阅图2，本发明实施例中功分器一个实施例包括壳体1、输入端口2、输出端口3、传输杆4和电容5。

其中，壳体1具有一腔体11，本实施的壳体1可以为长方体，也可以为圆柱体，还可以为其他形状，本发明对壳体1的形状不作具体限定，本领域普通技术人员可以根据使用需求来设计壳体1的形状。输入端口2的一部分穿设壳体1并收容在腔体11内，进一步地，本实施例的功分器300包括多个输出端口3，例如，4个、8个、16个或其他数量，每一输出端口3的一部分穿设壳体1并收容在腔体11内。

传输杆4设于腔体11内，并且，本实施例的传输杆4包括多节不等波长的传输杆体。

在本实施例中，传输杆4的头部通过电容5与输入端口2耦合，且传输杆4的头部表面与电容5间隔设置，传输杆4的尾部短路。此外，多个输出端口3与传输杆4上靠近尾部的传输杆体的侧壁接触，实现输出端口3与传输杆4的耦合。本实施例中，信号的流向为：外部信号->输入端口2->电容5->传输杆4->输出端口3，外部信号能够通过不等波长传输杆4将功率平均分配到各输出端口3。

其中，传输杆4的头部表面与电容5之间的距离(图3中的D)大小决定了电容5的耦合量，可以通过设置传输杆4的头部表面与电容5之间的距离来控制电容5的耦合量。另外，现有功分器中，组成传输杆的传输杆体的节数至少为20，本发明通过将传输杆4的尾部短路，通过较少节数的传输杆体即可实现宽频段传输，大大减少了传输杆体的节数，从而使得传输杆4的长度大大减小。本实施例中，传输杆体的节数可以为4，也可以为5。

本实施例中，多节传输杆体长度和直径各不相等，以实现不等波长。本实施例中，通过软件仿真设计各节传输杆体长度和直径，以实现对应波长。

可选择不同的方式实现传输杆4的尾部短路，例如，在其中一个实施例中，传输杆4的尾部与壳体1的内侧壁焊接以实现短路。可选地，传输杆4的尾部设有连接部41，连接部41与壳体1的内侧壁焊接。连接部41可以插接连接于壳体1的内侧壁，再将连接部41与壳体1进行焊接。本实施例中，连接部41一体成型于传输杆4的尾部表面。

在另一个实施例中，传输杆4的尾部与壳体1的内侧壁抵接以实现短路。

可以理解的是，还可以采用其他方式时实现传输杆4的尾部短路。

进一步可选地，连接部41的直径小于每一传输杆体的直径，从而能够减轻功分器300的尺寸。

请再次参见图2，本实施例的功分器300还可以包括绝缘连接件6，电容5通过绝缘连接件6与传输杆4的头部固定连接，也即，在传输杆4和电容5的耦合处通过绝缘连接件6进行隔离，保证了信号传输的稳定性。

绝缘连接件6的材质可以根据需要选择，例如，绝缘连接件6的材质可以为PTFE(Poly tetra fluoroethylene，聚四氟乙烯)材质，可以理解的，绝缘连接件6的材质也可以为其他绝缘材质，不限于PTFE，本领域普通技术人员可以根据需求选择绝缘连接件6的材质。

绝缘连接件6与传输杆4的配合方式可以根据需要设计，例如，可选地，传输杆4的头部设有安装孔，绝缘连接件6的一端连接电容5，另一端插接在安装孔中，通过绝缘连接件6稳定连接电容5，保证电容5耦合量。

本实施例中，传输杆4的材质和电容5的材质均为导电材质，如铝合金、铁、铜或其他金属合金，传输杆4的材质、电容5的材质可以根据需要选择相同或不同类型的导电材质。可选地，传输杆4的材质和电容5的材质相同，例如，传输杆4的材质和电容5的材质为铝合金，铝合金不易生锈，确保了功分器300的品质；并且，铝合金的价格适中，在确保功分器300的品质同时，功分器300的成本也较为适中。

图3为现有功分器的回波损耗示意图，图4为本发明实施例的功分器300的回波损耗示意图。可见，图3的回波波峰较多难以优化，回波只有21dB(图3中的A为21dB刻度线)；图4相对图3的波峰较少，且波形平坦，性能稳定，回波指标已经达到24dB(图4中的A为24dB刻度线)，相比之下，本发明实施例不等波长的功分器300的性能指标优于现有技术中1/4波长的功分器。

值得一提的是，本发明实施例的功分器300可以应用在各种需要进行信号收发的电子设备上。

本发明实施例还提供了一种电子设备，请参见图6，该电子设备可以包括信号输入端100、信号输出端200以及上述实施例的功分器300，其中，信号输入端100与功分器300的输入端口2耦合，信号输出端200的数量与功分器300的输出端口3的数量相同，例如，信号输出端200和输出端口3均包括4个，并且，信号输出端200与输出端口3一一对应耦合。

以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种功分器，其特征在于，所述功分器包括：

壳体(1)，具有一腔体(11)；

输入端口(2)，所述输入端口(2)的一部分穿设所述壳体(1)，并收容在所述腔体(11)内；

多个输出端口(3)，每一输出端口(3)的一部分穿设所述壳体(1)，并收容在所述腔体(11)内；

传输杆(4)，设于所述腔体(11)内，所述传输杆(4)包括多节不等波长的传输杆体；以及

电容(5)；

所述传输杆(4)的头部通过所述电容(5)与所述输入端口(2)耦合，且所述传输杆(4)的头部表面与所述电容(5)间隔设置，所述传输杆(4)的尾部短路；

多个所述输出端口(3)与所述传输杆(4)上靠近尾部的传输杆体的侧壁接触。

2.如权利要求1所述的功分器，其特征在于，多节所述传输杆体长度和直径各不相等，以实现不等波长。

3.如权利要求1所述的功分器，其特征在于，所述传输杆(4)的尾部与所述壳体(1)的内侧壁焊接以实现短路。

4.如权利要求3所述的功分器，其特征在于，所述传输杆(4)的尾部设有连接部(41)，所述连接部(41)与所述壳体(1)的内侧壁焊接。

5.如权利要求4所述的功分器，其特征在于，所述连接部(41)的直径小于每一传输杆体的直径。

6.如权利要求1所述的功分器，其特征在于，所述功分器还包括绝缘连接件(6)，所述电容(5)通过所述绝缘连接件(6)与所述传输杆(4)的头部固定连接。

7.如权利要求6所述的功分器，其特征在于，所述传输杆(4)的头部设有安装孔，所述绝缘连接件(6)的一端连接所述电容(5)，另一端插接在所述安装孔中。

8.如权利要求7所述的功分器，其特征在于，所述绝缘连接件(6)的材质为PTFE材质。

9.如权利要求1所述的功分器，其特征在于，所述传输杆(4)的材质和所述电容(5)的材质为铝合金。

10.一种电子设备，其特征在于，所述电子设备包括：

信号输入端(100)；

信号输出端(200)；以及

如权利要求1至9任一项所述的功分器(300)；

其中，所述信号输入端(100)与所述功分器(300)的输入端口(2)耦合，所述信号输出端(200)的数量与所述功分器(300)的输出端口(3)的数量相同，且所述信号输出端(200)与所述输出接口一一对应耦合。

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