CN113851807B - 一种基于空气带状线的宽带高性能串馈功率分配与合成器 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种基于空气带状线的宽带高性能串馈功率分配与合成器，包括腔体、空气带状线、转接插针、功率电阻、绝缘子和接头连接器；所述腔体被设置在腔体中间层的隔板分为上下两个部分，每部分的腔体又被分为左右并列的两个部分；所述空气带状线包括至少两级，多级空气带状线通过绝缘子设置在腔体的不同部分内，多级空气带状线通过转接插针进行级联处理；所述加载电阻设置在空气带状线上与转接插针相对的一端；所述接头连接器设置在腔体的侧壁上，接头连接器至少有两组，其中一个用于接输入信号，其他用于接输出信号。

Description

一种基于空气带状线的宽带高性能串馈功率分配与合成器
技术领域
本发明涉及通信设备技术领域，特别涉及一种基于空气带状线的宽带高性能串馈功率分配与合成器。
背景技术
目前，现有技术中的串馈功率分配与合成器，大多采用微带线形式，频带窄，承载功率较小，三阶互调无要求，功率分配与合成比较单一，受限于PCB加工精度，按需进行功率分配与合成时调试困难，如图1所示。
发明内容
针对目前现有技术中的串馈功率分配与合成器，设计一款频率范围宽、承载功率大、三阶互调好、电气性能优越，功率分配与合成可以平均分配与合成，可以按需分配与合成的串馈，以满足多频段通信系统要求，特别是对于2G、3G、4G、5G等多频段通信需求。
本发明的上述目的是通过以下技术方案实现的，一种基于空气带状线的宽带高性能串馈功率分配与合成器，包括腔体、空气带状线、转接插针、功率电阻、绝缘子和接头连接器；所述腔体被设置在腔体中间层的隔板分为上下两个部分，每部分的腔体又被分为左右并列的两个部分；所述空气带状线包括至少两级，多级空气带状线通过绝缘子设置在腔体的不同部分内，多级空气带状线通过转接插针进行级联处理；所述加载电阻设置在空气带状线上与转接插针相对的一端；所述接头连接器设置在腔体的侧壁上，接头连接器至少有两组，其中一个用于接输入信号，其他用于接输出信号。
本发明进一步设置为，多级空气带状线中的每级空气带状线，由多阶空气带状线组成，包括上下耦合空气带状线和与上下耦合空气带状线连接的偏置耦合空气带状线，以及平行耦合空气带状线，腔体内设有多阶深度不一的耦合腔。
本发明进一步设置为，多级空气带状线的串馈功率分配比例根据空气带状线级间耦合度确定。
本发明进一步设置为，腔体的两侧开口处通过螺钉连接有内盖板，腔体内设有用于安装内盖板的台阶面，内盖板外侧通过螺钉连接有外盖板，外盖板的边缘处设有盖板防水圈。
本发明进一步设置为，所述接头连接器的根部设有外置防水圈。
综上所述，本发明的有益效果有：
1．所述串馈功率分配与合成器，可结合实际运用场景进行功率分配与合成，功率分配与合成可以平均分配与合成，也可以按需分配与合成；所述串馈可结合实际运用场景进行多级功率分配与合成；
2．所述串馈功率分配与合成器中，每级空气带状线由多阶空气带状线组成，腔体内设有多阶深度不一的耦合腔，从而覆盖更宽频率范围，目前可实现350MHz～6000MHz以及更宽频率，涵盖国内2G、3G、4G、5G、等多频段通信需求；
3．所述串馈功率分配与合成器，使用空气带状线，可承载功率容量大、三阶互调好、电气性能优越；
4．此串馈中的空气带状线，一端通过转接插针相连接，一端都加载功率电阻；此串馈中的空气带状线由绝缘子固定，调试方便快捷。
附图说明
图1是本发明背景技术中传统的PCB 多级串馈功率分配与合成器的示意图；
图2是本发明实施例中二级串馈功率分配与合成器的示意图，其中，图2a为其内部图，图2b为内盖板的安装示意图，图2c为外盖板的安装示意图；
图3是本发明实施例中二级串馈功率平均分配与合成的示意图，其中，图3a为其内部图，图3b为内盖板的安装示意图，图3c为外盖板的安装示意图；
图4是本发明实施例中二级串馈功率不平均分配与合成的示意图，其中，图4a为其内部图，图4b为内盖板的安装示意图，图4c为外盖板的安装示意图；
图5是本发明实施例中三级串馈功率分配与合成器的示意图，其中，图5a为其正面内部图，图5b为其反面内部图，图5c为其正面内盖板的安装示意图，图5d为其反面内盖板的安装示意图，图5e为其正面外盖板的安装示意图，图5f为其反面外盖板的安装示意图；
图6是本发明实施例中三级串馈功率平均分配与合成的示意图，其中，图6a为其正面内部图，图6b为其反面内部图，图6c为其正面内盖板的安装示意图，图6d为其反面内盖板的安装示意图，图6e为其正面外盖板的安装示意图，图6f为其反面外盖板的安装示意图；
图7是本发明实施例中三级串馈功率不平均分配与合成的示意图，其中，图7a为其正面内部图，图7b为其反面内部图，图7c为其正面内盖板的安装示意图，图7d为其反面内盖板的安装示意图，图7e为其正面外盖板的安装示意图，图7f为其反面外盖板的安装示意图；
图8是本发明实施例中四级串馈功率分配与合成器的示意图，其中，图8a为其正面内部图，图8b为其反面内部图，图8c为其正面内盖板的安装示意图，图8d为其反面内盖板的安装示意图，图8e为其正面外盖板的安装示意图，图8f为其反面外盖板的安装示意图；
图9是本发明实施例中四级串馈功率平均分配与合成的示意图，其中，图9a为其正面内部图，图9b为其反面内部图，图9c为其正面内盖板的安装示意图，图9d为其反面内盖板的安装示意图，图9e为其正面外盖板的安装示意图，图9f为其反面外盖板的安装示意图；
图10是本发明实施例中四级串馈功率不平均分配与合成的示意图，其中，图10a为其正面内部图，图10b为其反面内部图，图10c为其正面内盖板的安装示意图，图10d为其反面内盖板的安装示意图，图10e为其正面外盖板的安装示意图，图10f为其反面外盖板的安装示意图。
具体实施方式
下面结合附图详细说明本发明的具体实施方式。
实施例：参考图1-10，一种基于空气带状线的宽带高性能串馈功率分配与合成器，包括腔体、空气带状线、转接插针、功率电阻、绝缘子和接头连接器；所述腔体被设置在腔体中间层的隔板分为上下两个部分，每部分的腔体又被分为左右并列的两个部分，因此，腔体内的空间被分为四个部分。空气带状线包括至少两级，多级空气带状线通过绝缘子设置在腔体的不同部分内。多级空气带状线中的每级空气带状线，由多阶空气带状线组成，包括上下耦合空气带状线和与上下耦合空气带状线连接的偏置耦合空气带状线，以及平行耦合空气带状线，腔体内设有多阶深度不一的耦合腔，耦合腔的深浅与空气带状线的耦合度相关，且耦合腔的阶数（即数量）越高，覆盖的频率范围越宽。
多级空气带状线通过转接插针进行级联处理；所述加载电阻设置在空气带状线上与转接插针相对的一端；所述接头连接器设置在腔体的侧壁上，接头连接器至少有两组，其中一个用于接输入信号，其他用于接输出信号。
多级空气带状线的串馈功率分配比例根据空气带状线级间耦合度确定。
腔体的两侧开口处通过螺钉连接有内盖板，腔体上设有与内盖板匹配的台阶，内盖板外侧通过螺钉连接有外盖板，外盖板的边缘处设有盖板防水圈。所述接头连接器的根部设有外置防水圈。
下面根据空气带状线的级数具体阐述串馈功率分配与合成器的结构：
一、 二级串馈功率分配与合成器
一种基于空气带状线的宽带高性能二级串馈功率分配与合成器，如图2所示，二级串馈的腔体内部包含两侧腔体100，两侧腔体均包括深腔101和浅腔102，所述深腔101内设置有上下耦合空气带状线104，所述浅腔102内设置有偏置耦合空气带状线105，上下耦合空气带状线104和偏置耦合空气带状线105共同构成空气带状线103。
所述空气带状线103通过绝缘子106固定后放置于腔体100内，两侧空气带状线103中的偏置耦合空气带状线105，一端通过转接插针108相连接，一端都加载功率电阻107；连接器110包含接头和外置防水圈111，将连接器110用螺钉紧固到腔体100上。
空气带状线103、功率电阻107、转接插针108、连接器110内导体之间，通过焊锡焊接紧固，装配内盖板112通过螺钉固定，并做调试。最后将盖板防水圈109和外盖板113装配到腔体100上，组装成二级串馈成品。
上述二级串馈功率即可平均分配与合成，亦可不平均分配与合成，如图3所示，第一级空气带状线耦合度为-4.8dB（耦合度表征信号输入与输出之间的比例关系），第二级空气带状线耦合度为-3dB，这样输出口功率为均分。如图4所示，第一级空气带状线耦合度为-20dB，第二级空气带状线耦合度为-10dB，这样输出口功率不均分。
二、 三级串馈功率分配与合成器
一种基于空气带状线的宽带高性能三级串馈功率分配与合成器，如图5所示。三级串馈的腔体内部包含双面及两侧腔体100，双面及两侧腔体100均包括深腔101和浅腔102，深腔101和浅腔102即为上述的耦合腔，所述深腔101内设置有上下耦合空气带状线104，所述浅腔102内设置有偏置耦合空气带状线105，上下耦合空气带状线104和偏置耦合空气带状线105共同构成空气带状线103；连接器110包含接头和外置防水圈111，将连接器110用螺钉紧固到腔体100上。
所述空气带状线103通过绝缘子106固定后放置于腔体100内，双面腔体100包含上层腔体100和下层腔体100；上层及两侧腔体100中的空气带状线103，其中的偏置耦合空气带状线105，一端通过转接插针108-1相连接，一端都加载功率电阻107；其中的上下耦合空气带状线104，一端作为输出端与接头连接器110相连接，一端通过转接插针108-2将上下层空气带状线103相连接。
空气带状线103、功率电阻107、转接插针108-1、转接插针108-2、连接器110内导体之间，通过焊锡焊接紧固，装配内盖板112通过螺钉固定，并做调试。最后将盖板防水圈109和外盖板113装配到腔体100上，组装成三级串馈成品。
上述三级串馈功率即可平均分配与合成，亦可不平均分配与合成，如图6所示，第一级空气带状线耦合度为-6dB，第二级空气带状线耦合度为-4.8dB，第三级空气带状线耦合度为-3dB，这样输出口功率为均分。如图7所示，第一级空气带状线耦合度为-20dB，第二级空气带状线耦合度为-10dB，第三级空气带状线耦合度为-7dB，这样输出口功率为不均分。
三、 四级串馈功率分配与合成器
一种基于空气带状线的宽带高性能四级串馈功率分配与合成器，如图8所示，四级串馈的腔体内部包含双面及两侧腔体100，双面及两侧腔体100均包括深腔101和浅腔102，所述深腔101内设置有上下耦合空气带状线104，所述浅腔102内设置有偏置耦合空气带状线105，上下耦合空气带状线104和偏置耦合空气带状线105共同构成空气带状线103；连接器110包含接头和外置防水圈111，将连接器110用螺钉紧固到腔体100上。
所述空气带状线103通过绝缘子106固定后放置于腔体100内，双面腔体100包含上层腔体100和下层腔体100；双面及两侧腔体100中的空气带状线103，其中的偏置耦合空气带状线105，一端通过转接插针108-1相连接，一端都加载功率电阻107；其中的上下耦合空气带状线104，一端作为输出端与接头连接器110相连接，一端通过转接插针108-2将上下层空气带状线103相连接。
空气带状线103、功率电阻107、转接插针108-1、转接插针108-2、连接器110内导体之间，通过焊锡焊接紧固，装配内盖板112通过螺钉固定，并做调试。最后将盖板防水圈109和外盖板113装配到腔体100上，组装成四级串馈成品。
上述四级串馈功率即可平均分配与合成，亦可不平均分配与合成，如图9所示，第一级空气带状线耦合度为-7dB，第二级空气带状线耦合度为-6dB，第三级空气带状线耦合度为-4.8dB，第四级空气带状线耦合度为-3dB，这样输出口功率为均分。如图10所示，第一级空气带状线耦合度为-10dB，第二级空气带状线耦合度为-10dB，第三级空气带状线耦合度为-10dB，第四级空气带状线耦合度为-10dB，这样输出口功率为不均分。
在本发明的其他一些实施例中，各级空气带状线之间的耦合度也可以选择其他数值，以此改变功率的分配与合成比例，实现按需求分配的目的。
以上所述的仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明创造构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。

Claims (4)

1.一种基于空气带状线的宽带高性能串馈功率分配与合成器，其特征在于，包括腔体、空气带状线、转接插针、功率电阻、绝缘子和接头连接器；所述腔体被设置在腔体中间层的隔板分为上下两个部分，每部分的腔体又被分为左右并列的两个部分；所述空气带状线包括至少两级，多级空气带状线通过绝缘子设置在腔体的不同部分内，多级空气带状线通过转接插针进行级联处理；加载电阻设置在空气带状线上与转接插针相对的一端；所述接头连接器设置在腔体的侧壁上，接头连接器至少有两组，其中一个用于接输入信号，其他用于接输出信号；
多级空气带状线中的每级空气带状线，由多阶空气带状线组成，包括上下耦合空气带状线和与上下耦合空气带状线连接的偏置耦合空气带状线，以及平行耦合空气带状线，腔体内设有多阶深度不一的耦合腔。
2.根据权利要求1所述的基于空气带状线的宽带高性能串馈功率分配与合成器，其特征在于，多级空气带状线的串馈功率分配比例根据空气带状线级间耦合度确定。
3.根据权利要求1所述的基于空气带状线的宽带高性能串馈功率分配与合成器，其特征在于，腔体的两侧开口处通过螺钉连接有内盖板，腔体内设有用于安装内盖板的台阶面，内盖板外侧通过螺钉连接有外盖板，外盖板的边缘处设有盖板防水圈。
4.根据权利要求1所述的基于空气带状线的宽带高性能串馈功率分配与合成器，其特征在于，所述接头连接器的根部设有外置防水圈。
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