CN113161740B - 一种校准口与rae端口的隔离电路结构 - Google Patents
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Abstract
本发明的目的是解决现有校准口与RAE端口的隔离电路结构不够稳定的问题。在复用口至RAE端口的线路上设有若干用来构成低通滤波的枝节线路；还设有以导体材料制成的第一耦合段和第二耦合段；第一耦合段和第二耦合段同向布置；第一耦合段的一端与复用口导通，第二耦合段的一端与校准口导通；在背向面的覆铜上留有开缝；开缝在正向面上的投影横跨第一耦合段和第二耦合段；第二耦合段的一端穿过PCB的介质层而与背向面电导通，或者第二耦合段的一端还与一开路线的一端电导通。本发明的校准口与RAE端口的隔离电路结构具有高可靠性、高功率耐受、无需焊接LC元件、生产成本低等优点。
Description
技术领域
本发明涉及移动通信电调天线控制技术领域，具体涉及一种用于将校准网络的校准口与RAE端口进行隔离的电路结构。
背景技术
现时的基于Mass MIMO的智能多频电调天线都需要设置众多馈线接线端口，而这些馈线接线端口通常是设置在天线壳体的下方的。受体积以及成本的限制，这些接线端口的位置分布是相当紧凑的。作为智能天线，其带有校准网络来获取天线每个端口的幅度和相位，另外也需要通过供电口来为RAE的电机进行供电以使得天线下倾角可调。
为节省接线端口的数量，且由于校准网络的校准口载承的是高频交流信号，而为RAE的电机进行供电的RAE端口载承的是直流电，这两种不同性质的供电通过主要由LC器件构成的隔离电路很容易就可以做到互相隔离，因此现时的智能多频电调天线其校准口与RAE端口一般都会进行复用，该复用的端口可简称为复用口。
现时校准口与RAE端口的隔离电路结构，如图1所示，一方面，在复用口至RAE端口的线路上，该线路称为低通段，用若干并联的电容器搭建一个旁通电路，另一方面，在复用口与校准口之间通过电容器来实现隔直。这样旁通电路令到高频交流信号通过电容到地，在让直流电进入RAE端口的同时可阻断高频交流信号进入RAE端口；而作隔直之用的电容器则在让高频交流信号进入校准网络的同时可阻断直流电进入校准网络。
但是这种结构有其缺点：一是需要在校准网络的电路板上焊接电容器，且一般是贴片电容器，而在高频状态下电容器会变成非集总参数元件，带来其他寄生参数而影响系统可靠性；二是国内贴片电容器质量参差不齐，可承受的功率也低，如果元件坏了，系统检测不到RAE的话，就需要把整个天线拆掉，产生很高的维修维护成本。
为此，需要对现有的校准口与RAE端口的隔离电路结构进行改进。
发明内容
本发明的目的是为了解决现有校准口与RAE端口的隔离电路结构不够稳定的问题。
为达到上述目的，本发明采取了以下的技术方案：
一种校准口与RAE端口的隔离电路结构；包括双面覆铜的PCB板，一个覆铜面定为校准网络、校准口、RAE端口以及复用口所在的面，称为正向面，另一个覆铜面定为信号地和负极，称为背向面；特别地，在复用口至RAE端口的线路上设有若干用来构成低通滤波的枝节线路；还设有以导体材料制成的第一耦合段和第二耦合段；第一耦合段和第二耦合段同向布置；第一耦合段的一端与复用口导通，第二耦合段的一端与校准口导通；在背向面的覆铜上留有开缝，开缝的长度L为校准网络中心频率所对应波长的四分之一，宽度w为0.3mm～3mm；开缝在正向面上的投影横跨第一耦合段和第二耦合段；复合口和校准口处在开缝的该投影的一侧，第一耦合段的另一端和第二耦合段的另一端处在开缝的该投影的另一侧，第二耦合段的该另一端至开缝的该投影之间的距离d为1mm～3mm；第二耦合段的该另一端穿过PCB的介质层而与背向面电导通，或者第二耦合段的该另一端还与一开路线的一端电导通，而该开路线的长度s为校准网络中心频率所对应波长的四分之一。
本发明的工作原理如下：在复用口至RAE端口的线路上所设的枝节线路可以实现低通滤波的功能，阻止高频信号通入RAE端口，从而替代由多个电容搭建的旁通电路。第一耦合段、第二耦合段和开缝形成一个强耦合结构，这种结构可让特定范围的高频信号的能量由第一耦合段通过开缝而耦合到第二耦合段上，但对直流电呈开路状态，防止直流电进入校准口。而这样的隔离结构完全不需要使用电容器，因此可以避免因使用电容器所带来的不稳定问题。
所述开缝可以为直线形态的开缝，也可以为弯折形态的开缝。而弯折形态的开缝有利于节省PCB板的面积。
所述枝节线路可以为直线形态的微带线，也可以为盘绕形态的微带线。
第二耦合段与背向面导通的结构可以采用金属化孔。
第一耦合段的阻抗优选在35～75欧姆之间，电长度优选在45～130度之间。应当说明的是，第一耦合段和第二耦合段通常需要进行特性匹配，于是它们的实体上的某些轮廓线可能不是单一的直线。
第二耦合段优选为50欧姆微带线。
本发明的校准口与RAE端口的隔离电路结构具有高可靠性、高功率耐受、无需焊接LC元件、生产成本低等优点。
附图说明
图1是现有的隔离电路正向面的结构示意图；
图2是实施例1的隔离电路正向面的结构示意图；
图3是实施例2的隔离电路正向面的结构示意图；
图4是实施例3的隔离电路正向面的结构示意图；
图5是实施例4的隔离电路正向面的结构示意图。
附图标记说明：1-校准网络；2-低通段；3-第一耦合段；4-第二耦合段；5-开缝；11-校准口；21-RAE端口；22-复用口；23-枝节线路；41-金属化孔；204-第二耦合段；206-开路线；3023-枝节线路；405-开缝；403-第一耦合段；404-第二耦合段。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明内容作进一步说明。
实施例1
如图2所示，本实施例的一种校准口与RAE端口的隔离电路结构包括：双面覆铜的PCB板(未画出)，PCB板的一个覆铜面称为正向面，另一个覆铜面称为背向面，正向面与背向面之间是绝缘的介质层。在正向面上留有校准网络1、低通段2、第一耦合段3和第二耦合段4这些导体结构。而在背向面上是整片的覆铜，用作信号地和负极，但该整片的覆铜因被去除部分铜材料而形成一开缝5。
校准网络1形成有校准口11。低通段2的一端为RAE端口21，低通段2的另一端为复用口22。在低通段2上设有若干直线状的、互相平行的枝节线路23，这些枝节线路23对于校准网络的中心频率而言是起到了隔绝的作用，而对于直流供电而言是起到低通滤波的作用。低通段上枝节线路23的形状设计可以利用现有的惯常设计。
如图2所示，第一耦合段3和第二耦合段4同向布置。所谓同向布置是指第一耦合段3的起始至终止的方向大体上是与第二耦合段4的起始至终止的方向相同。由于第一耦合段3和第二耦合段4通常需要进行特性匹配，于是它们的实体上的某些轮廓线可能不是单一的直线，例如，如图2所示，从图的左边至右边，第一耦合段3的实体上会形成有一个变宽的部位，该由窄变宽的实体的轮廓线就不是单一的直线而是3条转折排列的直线。同样的情况也可能存在于第二耦合段4的实体上，技术人员可以根据仿真或者实际的试验效果来得出第一耦合段3和第二耦合段4它们的实体的具体轮廓。
开缝5的长度L为校准网络中心频率所对应波长的四分之一，其宽度w为1.5mm。本实施的开缝5是呈直线走向的。开缝5在正向面上的投影横跨第一耦合段3和第二耦合段4。复用口22和校准口11处在开缝5的该投影的一侧，第一耦合段3的另一端和第二耦合段4的另一端处在开缝5的该投影的另一侧，第二耦合段4的该另一端至开缝5的该投影之间的距离d为2mm。第二耦合段4的该另一端通过金属化孔41而穿过PCB的介质层而与背向面电导通。
由于低通段2的一端与第一耦合段3的一端事实上是通过复用口22而导通的，于是实体结构上低通段2和第一耦合段3一般会呈现一体形成的状态而不存在物理上的分界线。同样地，由于校准网络1与第二耦合段4的一端事实上是通过校准口11而导通的，于是实体结构上校准网络1与第二耦合段4之间一般也会呈现一体形成的状态而不存在物理上的分界线。
另外，如图2所示，开缝5在背向面上的位置一般会满足以下条件：开缝5在正向面上的投影，该投影横跨第一耦合段3和第二耦合段4的部位与第一耦合段3的走向及第二耦合段4的走向同时垂直的，这样会比较容易设计第一耦合段3和第二耦合段4的实体的具体轮廓。
通过这样的结构，PCB板上可少用甚至不用电容元件，从而可减少甚至免除了元件焊接的工艺步骤，既降低了产品的生产成本，有提升了产品的可靠性。
实施例2
如图3所示，本实施例与实施例1的不同之处在于：第二耦合段204的一端不是通过金属化孔而穿过PCB的介质层而与背向面电导通，而是与一开路线206的一端电导通，而该开路线206的长度s为校准网络中心频率所对应波长的四分之一。由于第二耦合段204与开路线206是导通的，于是实体结构上该两者会呈现一体形成的状态而不会存在物理上的分界线。
通过这样的结构也可获得与实施例1结构几乎相同的性能指标效果。
实施例3
如图4所示，本实施例与实施例1的不同之处在于：枝节线路3023不是直线形态的微带线，而是盘绕形态的微带线。
实施例4
如图5所示，本实施例与实施例1的不同之处在于：开缝405不是直线形态的开缝，而是由3段线段构成的弯折形态的开缝。此时3段线段的长度之和等于校准网络中心频率所对应波长的四分之一。尽管本实施例的开缝405是弯折形态的，但这样的开缝在正向面上的投影，该投影横跨第一耦合段403和第二耦合段404的直线部位一般情况下仍会选择与第一耦合段403的走向及第二耦合段404的走向同时垂直，这样弯折形态的开缝有利于节省PCB板的面积。
本说明书列举的仅为本发明的较佳实施方式，凡在本发明的工作原理和思路下所做的等同技术变换，均视为本发明的保护范围。
Claims (6)
1.一种校准口与RAE端口的隔离电路结构；包括双面覆铜的PCB板，一个覆铜面定为校准网络、校准口、RAE端口以及复用口所在的面，称为正向面，另一个覆铜面定为信号地和负极，称为背向面；其特征是：在复用口至RAE端口的线路上设有若干用来构成低通滤波的枝节线路；还设有以导体材料制成的第一耦合段和第二耦合段；第一耦合段和第二耦合段同向布置；第一耦合段的一端与复用口导通，第二耦合段的一端与校准口导通；在背向面的覆铜上留有开缝，开缝的长度L为校准网络中心频率所对应波长的四分之一，宽度w为0.3mm～3mm；开缝在正向面上的投影横跨第一耦合段和第二耦合段；复合口和校准口处在开缝的该投影的一侧，第一耦合段的另一端和第二耦合段的另一端处在开缝的该投影的另一侧，第二耦合段的该另一端至开缝的该投影之间的距离d为1mm～3mm；
第二耦合段的该另一端穿过PCB的介质层而与背向面电导通。
2.如权利要求1所述的一种校准口与RAE端口的隔离电路结构，其特征是：所述开缝为直线形态的开缝，或者为弯折形态的开缝。
3.如权利要求1所述的一种校准口与RAE端口的隔离电路结构，其特征是：所述枝节线路为盘绕形态的微带线。
4.如权利要求1所述的一种校准口与RAE端口的隔离电路结构，其特征是：第二耦合段与背向面导通的结构采用金属化孔。
5.如权利要求1所述的一种校准口与RAE端口的隔离电路结构，其特征是：第一耦合段的阻抗在35～75欧姆之间，电长度在45～130度之间。
6.如权利要求1所述的一种校准口与RAE端口的隔离电路结构，其特征是：第二耦合段为50欧姆微带线。
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