CN201039402Y - 天馈系统的供电及检测装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种天馈系统的供电及检测装置，包括耦合器、隔直电容和供电馈线，耦合器和供电馈线与天馈系统的主信号线集成在一块电路板上，电路板包括上层板和下层板，上层板与下层板之间充有电介质，主信号线包括天线端极板和双工器端极板，分别设于所述电路板的不同层上，相互之间通过电介质隔开，形成隔直电容，隔直电容本身也构成了天馈系统及耦合器的主信号线，易于实现小型化。降低了物料成本，并使结构简单、位置精度高、可靠性高。

Description

天馈系统的供电及检测装置

技术领域

本实用新型涉及一种通信设备，尤其涉及一种天馈系统的辅助装置。

背景技术

在通信系统中，天馈系统处于基站系统的最前端，天馈系统的匹配不良会直接影响信号的传输，严重的会导致整个系统的通信中断。因此需实时监视天馈系统的工作状态，一旦发生恶化，应该立即告警，以便维护人员及时采取措施，这就需要一个具有高可靠性的检测电路来实时检测天馈系统的工作状态。同时，天馈系统还包括塔放(外挂塔顶的功率放大器)，需要有供电电路为塔放供电。

如图1所示，目前天馈系统的检测电路一般包括双向耦合器，双向耦合器主要用于天馈系统的驻波检测，设置于天馈系统的主信号线的旁边。双向耦合器包括正向耦合器和反向耦合器，分别用于弱耦合天馈系统的正向功率和反向功率，通过检测正向功率和反向功率，可算出天馈系统的驻波。由于正向传输功率比较大，如果反向耦合器方向性不够大，正向功率就会有较大部分耦合到反向功率检测端，导致误告警，所以需要尽可能提高反向耦合器的方向性。

天馈系统的供电电路一般包括BiasTee(T型直流偏置网络)，用于给天馈系统里的塔放供电，所述BiasTee包括隔直电容、供电馈线和高频短路电容。隔直电容设置在天馈系统的主信号线里，主要是为了防止BiasTee馈入的直流电通过双工器对地短路。

现有技术一的天馈系统的供电及检测装置如图2、图3所示，在这种方案中，中间直杆是天馈系统的主信号线1，主信号线1的一端为天线接口6，另一端为双工器接口7。两旁分别为正向耦合器2和反向耦合器3，上面是金属板16，周围都是空气17，形成空气介质金属杆耦合器。金属板16上装有PCB板(printed circuit board，印制电路板)18。正向耦合器2和反向耦合器3的耦合输出往金属板16方向垂直通过金属板16焊接在PCB板18上。主信号线1中接天线的部分为金属杆19，接双工器的部分为金属圆筒15，金属杆19插入到金属圆筒15内，它们之间是介质套14，从而形成隔直电容5，探针20加微带线21形成BiasTee的供电馈线4。

这种方案装配较为复杂，且正向耦合器2和反向耦合器3与主信号线1的相对位置受到装配精度的影响，进而影响耦合器的耦合度和方向性指标。导致装配好的耦合器，其方向性指标一致性不好，可靠性不高。

现有技术二的天馈系统的供电及检测装置如图4、图5所示，采用六层PCB(印制电路板)，其中第一层金属线22、第三层金属线23、第四层金属线24、第六层金属线25与天线接口6相接，并且它们通过第一过孔26互相连在一起；第二层金属线27，第五层金属线28与双工器接口7相接，并且它们通过第二过孔29互相连在一起。利用多层PCB实现层间隔直电容5。BiasTee的供电馈线4采用贴片电感。主信号线旁边每一层PCB上都有耦合线，且六层耦合线上下位置对齐，用过孔连接在一起，层间为电介质30，周围都是空气介质31。只有一个耦合器，且是正向耦合器2，对方向性指标要求较低。

这种方案焊点较多，并且PCB层数多、结构复杂、装配精度低，导致耦合器的方向性指标一致性不好，可靠性不高。

发明内容

本实用新型的具体实施例的目的是提供一种结构简单、位置精度高、可靠性高的天馈系统的供电及检测装置。

本实用新型的天馈系统的供电及检测装置的具体实施例，包括耦合器、隔直电容和供电馈线，所述的耦合器和供电馈线与所述天馈系统的主信号线集成在一块电路板上，所述的电路板包括上层板和下层板，上层板与下层板之间充有电介质，所述主信号线包括天线端极板和双工器端极板，分别设于所述电路板的不同层上，相互之间通过电介质隔开，形成隔直电容，所述供电馈线与所述主信号线的天线端极板连接。

由上述本实用新型的具体实施例提供的技术方案可以看出，本实用新型的具体实施例所述的天馈系统的供电及检测装置，由于耦合器和供电馈线与所述天馈系统的主信号线集成在一块电路板上，并通过电路板上下之间的电介质形成隔直电容，把主信号线、两个耦合器、隔直电容和BiasTee的供电馈线等几个部分集成在一块PCB上，使结构简单、降低了装配误差，因而位置精度高、可靠性高。

附图说明

图1为现有技术中天馈系统的供电及检测装置的电路原理图；

图2为现有技术一的天馈系统的供电及检测装置的平面结构示意图；

图3为图2中D-D向剖视结构示意图；

图4为现有技术二的天馈系统的供电及检测装置的平面结构示意图；

图5为图4中E-E向剖视结构示意图；

图6为本实用新型的具体实施例一的天馈系统的供电及检测装置的平面结构示意图；

图7为图6中A-A向剖视结构示意图；

图8为本实用新型的具体实施例二的天馈系统的供电及检测装置的平面结构示意图；

图9为图8中B-B向剖视结构示意图；

图10为本实用新型的具体实施例三的天馈系统的供电及检测装置的平面结构示意图；

图11为图10中C-C向剖视结构示意图；

图12为本实用新型的具体实施例三的立体状态参考图。

具体实施方式

本实用新型天馈系统的供电及检测装置，包括耦合器、隔直电容和供电馈线。

具体实施例一如图6、图7所示，所述的耦合器2、3及供电馈线4与所述天馈系统的主信号线1集成在一块电路板上，使总体结构简单、降低了装配误差，因而位置精度高、可靠性高。

具体的设置方式是，所述的电路板包括上层板和下层板，上层板与下层板之间充有电介质10，所述主信号线1包括天线端极板8和双工器端极板9。

所述天线端极板8和双工器端极板9分别设于所述电路板的不同层上，相互之间通过电介质10隔开，形成隔直电容5，这样隔直电容5的本身也是天馈系统的主信号线1的一部分，简化了结构。

所述供电馈线4一端与所述主信号线1的天线端极板8连接，另一端与高频短路电容12连接。天线端极板8设有天线接口6，可与天馈系统的外部天线连接。双工器端极板9设有双工器接口7，可与天馈系统的内部双工器或其它的电气元器件连接。使用时只要将天馈系统的外部天线及内部双工器插入相应的接口即可，使用方便。

设置方案是，所述的主信号线1的天线端极板8设于所述电路板的下层板上，所述供电馈线4设于所述电路板的上层板上，并通过上层板与下层板之间的过孔11相互连接；

所述的主信号线1的双工器端极板9设于所述电路板的上层板上，双工器端极板9延伸至设于下层板上的天线端极板8的上方，形成隔直电容5。上层板上的双工器端极板9与天线端极板8及供电馈线4之间留有间隙，电气上不连接。

此实施例由于耦合器与主信号线及直流馈线集成在一块PCB板上，因而结构简单；PCB工艺固有的高精度使耦合器与主信号线的位置精度高，因而指标一致性较好；主信号线及供电馈线用悬置微带线实现，提高走线宽度，因而功率容量大；主信号线用悬置微带线实现，因而减小介质损耗，使主信号线插损小。

本实用新型的具体实施例二如图8、图9所示，所述的主信号线1的天线端极板8设于所述电路板的上层板上，双工器端极板9设于所述电路板的下层板上。所述天线端极板8与双工器端极板9在电路板上的位置相对应，形成隔直电容5。所述供电馈线4设于所述电路板的上层板上，直接与天线端极板8连接。

所述的耦合器2、3设于所述天馈系统的主信号线1的一侧，最好设于靠近隔直电容5的位置。这样，隔直电容5一方面构成天馈系统的主信号线1的一部分，另一方面也构成耦合器2、3的主信号线，减小主信号线的长度，有利于整个结构的小型化。

所述的耦合器2、3包括正向耦合器2和反向耦合器3，所述的正向耦合器2和反向耦合器3设于所述电路板的上层板上。正向耦合器2和反向耦合器3最好设于主信号线1的同一侧，供电馈线4可以与耦合器2、3设置在主信号线1的同一侧，也可以设置在不同侧。正向耦合器2和反向耦合器3也可以设于主信号线1的两侧，具体布置时，可以根据需要灵活布置正向耦合器2和反向耦合器3的位置，也可以灵活设计二者的大小和形状，以适应不同的布局要求。

所述的耦合器2、3的耦合信号线可以为微带线，设计成矩形齿状，由此，可以提高方向性。由理论可知，由于微带线的上下层介质不均匀，导致线上奇偶模等效介质常数不相同，并且奇模的等效介质常数要小于偶模的等效介质常数，因而奇模相速大于偶模相速，因此耦合器隔离端奇偶模波形不相消，隔离度差，方向性难以做的很高。为了提高方向性，把耦合信号线做成梳齿状，这样奇模是沿着齿形传播，而偶模仍沿着直线传播，因而通过增加奇模的传播途径而使其“变慢”，以致与偶模同时达到隔离端，从而达到目的。其中，齿的长度、宽度、数量等可以通过建立模型仿真来确定。

本实用新型的具体实施例三如图10、图11、图12所示，供电馈线4也与耦合器2、3分别设置在主信号线1的两侧。

其中，正向耦合器2设于所述电路板的上层板上；反向耦合器3设于所述电路板的下层板上。下层板的下方为参考地13，下层板与参考地13之间为薄的空气介质层，反向耦合器3设于下层板上，下面为薄的空气介质，上面为上层板与下层板之间的层间电介质10，靠隔直电容5的下层极板对其耦合能量，通过调整梳齿的形状，可获得高的方向性。这种结构可以减小正、反向耦合器2、3之间的互相影响。并且由于下层板上元器件的布置较少，故其方向性不会受到其它元器件布置的影响。

本实用新型所述的主信号线1及供电馈线4可以为悬置微带线，使其与参考地12的距离拉远，使有效介电常数变小，在主信号线1和供电馈线4的特性阻抗不变情况下可以把线宽做的很宽，因而可以提高主信号线1及供电馈线4的功率容量。同时，由于悬置微带线的电场大部份都会分布在空气中，减少了介质损耗，从而使插入损耗较小。而耦合信号线则采用微带线，最好避免采用悬置微带线，避免耦合器方向性受与参考地13之间的空气高度的影响较大。

本实用新型把主信号线、两个耦合器、隔直电容和BiasTee的供电馈线等几个部分集成在一块2层的PCB上，降低了物料成本。并使结构简单、由于耦合器及馈线就制作在PCB上，PCB工艺的高精度保证了主线与耦合线及馈线的相对位置精度，因而装配方便、位置精度高、可靠性高、指标一致性很好，从而降低生产成本与人工调试成本。集成后的天馈系统的供电及检测装置易于与其他PCB整合在一起，减小互连走线长度和不必要的接头，并且隔直电容本身也构成了天馈系统及耦合器的主信号线，易于实现小型化。主要应用于通信设备中。

以上所述，仅为本实用新型较佳的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可容易想到的变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种天馈系统的供电及检测装置，包括耦合器、隔直电容和供电馈线，其特征在于，所述的耦合器和供电馈线与所述天馈系统的主信号线集成在一块电路板上，所述的电路板包括上层板和下层板，上层板与下层板之间充有电介质，所述主信号线包括天线端极板和双工器端极板，分别设于所述电路板的不同层上，所述天线端极板和所述双工器端极板之间形成隔直电容，所述供电馈线与所述主信号线的天线端极板连接。

2.根据权利要求1所述的天馈系统的供电及检测装置，其特征在于，

所述的主信号线的天线端极板设于所述电路板的下层板上，所述供电馈线设于所述电路板的上层板上，所述天线端极板与所述供电馈线通过上层板与下层板之间的过孔相互连接；

所述的主信号线的双工器端极板设于所述电路板的上层板上，双工器端极板延伸至设于下层板上的天线端极板的上方。

3.根据权利要求1所述的天馈系统的供电及检测装置，其特征在于，所述的主信号线的天线端极板设于所述电路板的上层板上，双工器端极板设于所述电路板的下层板上，所述天线端极板与双工器端极板在电路板上的位置相对应。

4.根据权利要求1、2或3所述的天馈系统的供电及检测装置，其特征在于，所述的耦合器包括正向耦合器和反向耦合器，设于所述主信号线的一侧，且设于靠近隔直电容的位置。

5.根据权利要求4所述的天馈系统的供电及检测装置，其特征在于，所述的正向耦合器和反向耦合器设于所述电路板的上层板上。

6.根据权利要求4所述的天馈系统的供电及检测装置，其特征在于，所述的正向耦合器设于所述电路板的上层板上；所述的反向耦合器设于所述电路板的下层板上。

7.根据权利要求1、2或3所述的天馈系统的供电及检测装置，其特征在于，所述的耦合器与供电馈线设于所述主信号线的同一侧。

8.根据权利要求1、2或3所述的天馈系统的供电及检测装置，其特征在于，所述的耦合器与供电馈线设于所述主信号线的不同侧。

9.根据权利要求1、2或3所述的天馈系统的供电及检测装置，其特征在于，所述的耦合器的耦合信号线为微带线；所述的主信号线及供电馈线为悬置微带线。

10.根据权利要求1、2或3所述的天馈系统的供电及检测装置，其特征在于，所述的耦合器的耦合信号线为齿状。

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