合路器
技术领域
本实用新型涉及微波射频器件技术领域,特别涉及一种合路器。
背景技术
随着现代移动通信技术不断发展,现有的通信频段的资源变得紧张,运营商能获得的频谱划分逐渐变小。为了提高频谱利用率,运营商将频段间隔规划得越来越窄,这使得不同系统之间容易出现干扰。
传统合路器把运营商频段的保护间隔当做近通带抑制点,通过增加带外极点提高系统间隔离,这样会使通带插损随隔离变高而变差。而一般的电桥合路器体积大,成本较高。
实用新型内容
基于此,提供一种合路器,不仅具有插损和隔离度优势,而且体积小。
其技术方案如下:
一种合路器,包括:
腔体,所述腔体上设有第一信号输入接头、第二信号输入接头及第一信号输出接头;
第一滤波器、第二滤波器,所述第一滤波器、第二滤波器均设置在所述腔体内;
第一电桥及第二电桥,所述第一电桥及第二电桥均设置在所述腔体内,且所述第一电桥与所述第一滤波器、第二滤波器、第一信号输入接头及第一信号输出接头分别连接;所述第二电桥与所述第一滤波器、第二滤波器及第二信号输入接头分别连接。
上述合路器利用信号相位经过两个电桥后产生叠加与抵消的特性,实现接头之间的信号直通与信号隔离,与传统合路器相比,使得系统间的隔离度不再依靠滤波器本身的抑制能力,而是通过电桥特性决定,提高系统间隔离度。在器件同体积下,该合路器的插损指标和系统隔离度指标均优于传统合路器;同时该合路器作为独立器件工作,在结构上实现电桥和滤波器一体化集成设计,去除了线缆和接插件,缩小了产品体积,降低物料成本。相比同指标,特别是当系统要求1MHz频段间隔30dB隔离时,该合路器在设计上更容易实现,在体积和成本上的更有优势;在应用上可以通过滤波器移频使通带和阻带的指标满足客户的不同邻频要求,极大缩短研发周期。
在其中一实施例中,所述第一电桥包括两个交叉设置的第一导带片,形成四个第一端口,其中一个第一端口与所述第一信号输入接头连接,其中一个第一端口与所述第一滤波器连接,其中一个第一端口与所述第二滤波器连接,其中一个第一端口与所述第一信号输出接头连接;
所述第二电桥包括两个交叉设置的第二导带片,形成四个第二端口,其中一个第二端口与所述第二信号输入接头连接,其中一个第二端口与所述第一滤波器连接,其中一个第二端口与所述第二滤波器连接,其中一个第二端口用于与负载连接。
在其中一实施例中,所述的合路器还包括第一隔直连接杆、第二隔直连接杆及第三隔直连接杆,所述第一隔直连接杆的两端分别与所述第一信号输入接头及所述第一电桥连接,所述第二隔直连接杆的两端分别与所述第二信号输入接头及所述第二电桥连接,所述第三隔直连接杆的两端分别与所述第一信号输出接头及所述第一电桥连接。
在其中一实施例中,所述第一隔直连接杆、第二隔直连接杆及第三隔直连接杆均包括接头连接部、电桥连接部及设置在所述接头连接部与电桥连接部之间的介质套;其中,所述介质套的一端套设在所述电桥连接部外,另一端伸入到所述接头连接部的内孔内;或者所述介质套的一端套设在所述接头连接部外,另一端伸入到所述电桥连接部的内孔内。
在其中一实施例中,所述的合路器还包括分别与所述第一隔直连接杆、第二隔直连接杆及第三隔直连接杆对应设置的三个陷波器,所述陷波器设置在所述腔体内,且所述陷波器的导线通过所述腔体上的通槽与对应的接头连接部焊接,所述陷波器的另一端用于与印制板焊接。
在其中一实施例中,所述的合路器还包括第三滤波器与第四滤波器,所述腔体内设有隔板,所述第一滤波器与第二滤波器设置在所述隔板的一侧,所述第三滤波器与第四滤波器设置在所述隔板的另一侧,所述第一电桥还与所述第三滤波器、第四滤波器连接,所述第二电桥还与所述第三滤波器、第四滤波器连接。
在其中一实施例中,所述第一滤波器与第二滤波器之间设有第一隔离壁,所述第一滤波器与第二滤波器相对所述第一隔离壁对称设置;所述第三滤波器与第四滤波器之间设有第二隔离壁,所述第三滤波器与第四滤波器相对所述第二隔离壁对称设置;所述第一滤波器、第二滤波器与所述第三滤波器、第四滤波器的结构不同。
在其中一实施例中,所述腔体上设有多个第一谐振腔,所述第一谐振腔内对应设有第一谐振柱,多个所述第一谐振柱按预设规则排列形成所述第一滤波器;所述腔体上还设有多个第二谐振腔,所述第二谐振腔内对应设有第二谐振柱,多个所述第二谐振柱按预设规则排列形成所述第二滤波器;所述腔体上还设有多个第三谐振腔,所述第三谐振腔内对应设有第三谐振柱,多个所述第三谐振柱按预设规则排列形成所述第三滤波器;所述腔体上还设有多个第四谐振腔,所述第四谐振腔内对应设有第四谐振柱,多个所述第四谐振柱按预设规则排列形成所述第四滤波器。
在其中一实施例中,所述第一电桥与第一滤波器及第三滤波器之间通过第一耦合结构连接,所述第一电桥与第二滤波器及第四滤波器之间通过第二耦合结构连接,所述第二电桥与第一滤波器及第三滤波器之间通过第三耦合结构连接,所述第二电桥与第二滤波器及第四滤波器之间通过第四耦合结构连接;所述第一耦合结构、第二耦合结构、第三耦合结构及第四耦合结构均包括连杆及耦合盘,所述连杆通过介质块固定于所述腔体上,所述连杆的一端用于连接第一电桥或第二电桥,另一端与所述耦合盘连接,所述隔板上开设有连通第一滤波器与第三滤波器首腔、第二滤波器与第四滤波器首腔的耦合窗口,所述耦合盘置于所述耦合窗口内,用于与首腔内的第一谐振柱和第三谐振柱或者首腔内的第二谐振柱和第四谐振柱相对设置;
或者
所述第一电桥与首腔内第一谐振柱、第二谐振柱之间及所述第二电桥与首腔内第一谐振柱、第二谐振柱之间分别通过金属抽头线焊接相连;和/或所述第一电桥与首腔内第三谐振柱、第四谐振柱之间及所述第二电桥与首腔内第三谐振柱、第四谐振柱之间分别通过金属抽头线焊接相连。
在其中一实施例中,所述的合路器还包括盖板,所述盖板盖设在所述腔体上,且所述盖板上与所述第一滤波器及第二滤波器,和/或第三滤波器及第四滤波器对应的位置设置有调谐杆及调耦合杆。
附图说明
图1为本实用新型一实施例的合路器(无盖板)的结构示意图;
图2为本实用新型一实施例的合路器(有盖板)的结构示意图;
图3为本实用新型一实施例的合路器各元件之间的连接原理示意图;
图4为本实用新型一实施例的合路器对1MHz系统频率间隔30dB隔离测试图。
附图标记说明:
10、腔体,110、隔板,120、第一隔离壁,130、耦合窗口,20、第一滤波器,210、第一谐振腔,220、第一谐振柱,30、第二滤波器,310、第二谐振腔,320、第二谐振柱,40、第一电桥,410、第一导带片,51、第一信号输入接头,52、第二信号输入接头,53、第一信号输出接头,61、第一隔直连接杆,63、第三隔直连接杆,601、接头连接部,602、电桥连接部,603、介质套,70、陷波器,81、第一耦合结构,82、第二耦合结构,801、连杆,802、耦合盘,803、介质块,90、盖板,91、调谐杆;92、调耦合杆。
具体实施方式
为了便于理解本实用新型,下面将参照相关附图对本实用新型进行更全面的描述。附图中给出了本实用新型的较佳的实施例。但是,本实用新型可以以许多不同的形式来实现,并不限于本文所描述的实施例。相反地,提供这些实施例的目的是使对本实用新型的公开内容的理解更加透彻全面。
需要说明的是,当元件被称为“固定于”另一个元件,它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件,它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的。
除非另有定义,本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本实用新型的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本实用新型的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的,不是旨在于限制本实用新型。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
本实用新型中所述“第一”、“第二”不代表具体的数量及顺序,仅仅是用于名称的区分。
参照图1、2,本申请一实施例提供一种合路器,包括腔体10、第一滤波器20、第二滤波器30、第一电桥40及第二电桥(图中未示出),腔体10上设有第一信号输入接头51、第二信号输入接头52及第一信号输出接头53;所述第一滤波器20、第二滤波器30均设置在所述腔体10内;所述第一电桥40及第二电桥均设置在所述腔体10内,且所述第一电桥40与所述第一滤波器20、第二滤波器30、第一信号输入接头51及第一信号输出接头53分别连接;所述第二电桥与所述第一滤波器20、第二滤波器30及第二信号输入接头52分别连接。
本实施例的合路器,利用信号相位经过两个电桥后产生叠加与抵消的特性,实现接头之间的信号直通与信号隔离。与传统合路器相比,使得系统间的隔离度不再依靠滤波器本身的抑制能力,而是通过电桥特性决定,提高系统间隔离度。在器件同体积下,该合路器的插损指标和系统隔离度指标均优于传统合路器;同时该合路器作为独立器件工作,在结构上实现电桥和滤波器一体化集成设计,去除了线缆和接插件,结构紧凑,缩小了产品体积,降低物料成本。相比同指标,特别是当系统要求1MHz频段间隔30dB隔离时,该合路器在设计上更容易实现,在体积和成本上的更有优势;在应用上可以通过滤波器移频使通带和阻带的指标满足客户的不同邻频要求,极大缩短研发周期。
参照图1,进一步地,所述第一滤波器20与第二滤波器30之间设有第一隔离壁120,所述第一滤波器20与第二滤波器30相对所述第一隔离壁120对称设置。
参照图1、2,具体地,所述第一电桥40包括两个交叉设置的第一导带片410。每个第一导带片410均具有两个电桥端口,从而形成四个第一端口。其中一个第一端口与所述第一信号输入接头51连接,其中一个第一端口与所述第一滤波器20连接,其中一个第一端口与所述第二滤波器30连接,其中一个第一端口与所述第一信号输出接头53连接。进一步地,所述第二电桥包括两个交叉设置的第二导带片,每个第二导带片均具有两个电桥端口,从而形成四个第二端口。其中一个第二端口与所述第二信号输入接头52连接,其中一个第二端口与所述第一滤波器20连接,其中一个第二端口与所述第二滤波器30连接,其中一个第二端口用于与负载连接。所述负载为贴片负载或绕线负载。可实现两个不同通带30dB隔离。
第一电桥40通过设置在腔体10内的第一导带片410构成,第二电桥通过设置在腔体10内的第二导带片构成,第一电桥40、第二电桥分别置于腔体10的两侧,第一滤波器20、第二滤波器30设置在第一电桥40与第二电桥之间,第一电桥40、第二电桥与第一滤波器20、第二滤波器30之间通信连接,以使信号的相位在电桥与滤波器之间传导中产生叠加与抵消,进而实现两个相互间隔1MHz的不同通路信号的选频和合路的功能。
在其中一实施例中,所述的合路器还包括第一隔直连接杆61、第二隔直连接杆(图中未示出)及第三隔直连接杆63,所述第一隔直连接杆61的两端分别与所述第一信号输入接头51及所述第一电桥40连接,所述第二隔直连接杆的两端分别与所述第二信号输入接头52及所述第二电桥连接,所述第三隔直连接杆63的两端分别与所述第一信号输出接头53及所述第一电桥40连接。通过设置第一隔直连接杆61、第二隔直连接杆及第三隔直连接杆63,当信号从接头输入,直流信号被隔离,高频信号正常通过。
如图1所示,进一步地,所述第一隔直连接杆61、第二隔直连接杆及第三隔直连接杆63均包括接头连接部601、电桥连接部602及设置在所述接头连接部601与电桥连接部602之间的介质套603;其中,所述介质套603的一端套设在所述电桥连接部602外,另一端伸入到所述接头连接部601的内孔内。接头连接部601、电桥连接部602为导体材质,接头连接部601的一端带螺纹,与对应接头通过螺纹紧固方式连接,另一端通过介质套603与电桥连接部602的一端连接。当信号从接头输入,直流信号被介质套603隔离,高频信号正常通过。电桥连接部602的另一端通过圆形介质固定,与第一导带片410或者第二导带片焊接。通过介质套603隔离在接头连接部601与电桥连接部602之间,且介质套603一端套设在电桥连接部602的外壁,另一端插入接头连接部601的内孔,且插入深度能使接头连接部601与电桥连接部602对接,使接头连接部601与电桥连接部602能充分接触,保证连接稳定性。根据实际需求,也可将所述介质套603的一端套设在所述接头连接部601外,另一端伸入到所述电桥连接部602的内孔内,将接头连接部601与电桥连接部602之间绝缘,实现直流信号的隔离。
进一步地,所述的合路器还包括分别与所述第一隔直连接杆61、第二隔直连接杆及第三隔直连接杆63对应设置的三个陷波器70,所述陷波器70设置在所述腔体10内,且所述陷波器70的导线通过所述腔体10上的通槽与对应的接头连接部601焊接,所述陷波器70的另一端用于与印制板(图中未示出)焊接。直流信号被第一隔直连接杆61、第二隔直连接杆或第三隔直连接杆63的介质套603隔离后,经陷波器70提取在印制板上进行直流选通。
可选地,参照图1、3,在其中一实施例中,所述的合路器还包括第三滤波器(图中未示出)与第四滤波器(图中未示出),所述腔体10内设有隔板110,所述第一滤波器20与第二滤波器30设置在所述隔板110的一侧,所述第三滤波器与第四滤波器设置在所述隔板110的另一侧,所述第一电桥40还与所述第三滤波器、第四滤波器连接,所述第二电桥还与所述第三滤波器、第四滤波器连接。在腔体中,滤波器可以单层排列,也可分为多层并层叠设置。在本实施例中,腔体内部由隔板110分隔为上下两层,第一滤波器20和第二滤波器30位于上层,第三滤波器与第四滤波器位于下层。滤波器层叠设置在数量不变的情况下可减小横向尺寸,可有效扩展滤波器的应用场景。
进一步地,所述第三滤波器与第四滤波器之间设有第二隔离壁,所述第三滤波器与第四滤波器相对所述第二隔离壁对称设置。所述第一滤波器20、第二滤波器30与所述第三滤波器、第四滤波器的结构不同。可实现四个不同通带两两通带相互间隔1MHz,具体为上层两个不同通带之间相互间隔1MHz、下层两个不同通带之间相互间隔1MHz。参照图2、3、4,本实施例的合路器实现电桥和滤波器一体化集成设计,缩小产品体积;接头上实现输入接头同侧设计,使产品符合工程通用要求;在应用上可以通过滤波器移频使通带和阻带的指标满足客户的不同邻频要求,极大缩短研发周期,具有更好的品质和更强的市场竞争力。
参照图1、2,具体地,所述腔体10上设有多个第一谐振腔210,所述第一谐振腔210内对应设有第一谐振柱220,多个所述第一谐振柱210按预设规则排列形成所述第一滤波器20。所述腔体10上还设有多个第二谐振腔310,所述第二谐振腔310内设有第二谐振柱320,多个所述第二谐振柱320按预设规则排列形成所述第二滤波器30。所述腔体10上还设有多个第三谐振腔(图中未示出),所述第三谐振腔内对应设有第三谐振柱(图中未示出),多个所述第三谐振柱按预设规则排列形成所述第三滤波器。所述腔体10上还设有多个第四谐振腔,所述第四谐振腔内对应设有第四谐振柱(图中未示出),多个所述第四谐振柱按预设规则排列形成所述第四滤波器(图中未示出)。腔体10一般为机加工或金属浇铸成型的中空结构。具体在本实施例中,腔体10内形成有多个单独的谐振腔。每个滤波器具体多个腔壁隔开的谐振腔,谐振腔之间通过窗口连通,且每个谐振腔内设有谐振柱。
可选地,参照图1,在其中一实施例中,所述第一电桥40与第一滤波器20及第三滤波器之间通过第一耦合结构81连接,所述第一电桥40与第二滤波器30及第四滤波器之间通过第二耦合结构82连接。进一步地,所述第二电桥与第一滤波器20及第三滤波器之间通过第三耦合结构连接(图中未示出),所述第二电桥与第二滤波器30及第四滤波器之间通过第四耦合结构(图中未示出)连接。
通过耦合结构实现电桥与滤波器之间的通信连接,无需使用线缆或接插件连接电桥与滤波器,可显著的减少焊接操作从而减少焊点数量;减少物料用量并降低了生产操作难度,故合路器的生产效率得到有效提升,且生产成本降低。而且,由于内部结构简化、焊点减少,该合路器还具有较好的互调指标。由于是非接触的电耦合连接,耦合结构本身便具有较好的隔直(隔绝直流电)功能;若对合路器有直流选通要求,则电桥的导带片与各个接头之间可无需再额外进行隔直设计,因此,本实施例中,电桥的导带片与各个接头之间可不设置隔直连接杆连接,从而可进一步降低物料成本。
进一步地,如图1所示,所述第一耦合结构81、第二耦合结构82、第三耦合结构及第四耦合结构均包括连杆801及耦合盘802,所述连杆801通过介质块803固定于所述腔体10上,所述连杆801的一端用于连接第一电桥40或第二电桥,另一端与所述耦合盘802连接,所述隔板110上开设有连通第一滤波器20与第三滤波器首腔、第二滤波器30与第四滤波器首腔的耦合窗口130,所述耦合盘802置于所述耦合窗口130内,用于与首腔内的第一谐振柱220和第三谐振柱或者首腔内的第二谐振柱320和第四谐振柱相对设置。
首腔是指每个滤波器对应的滤波电路中的第一个谐振腔及最后一个谐振腔。每个滤波器至少具有两个首腔,分别作为输入端及输出端。隔板110上开设有四个耦合窗口130,起连通上层滤波器与下层滤波器的首腔的作用。耦合结构固定于腔体10内,为了实现信号的电耦合传输,需避免耦合结构与腔体10导通,具体在本实施例中,耦合结构通过介质块803固定于腔体10的腔壁上。连杆801及耦合盘802一般由导体材料一体成型。连杆801与电桥的端口电连接,耦合盘802与首腔内的第一谐振柱220和第三谐振柱或者首腔内的第二谐振柱320和第四谐振柱相对设置,以使耦合结构与第一滤波器20与第三滤波器之间、第二滤波器30与第四滤波器之间形成电耦合。一个耦合结构同时与两个滤波器之间实现电耦合,合路器的结构可得到有效地简化。当该合路器中一个电桥需要与多个滤波器同时进行信号传导时,也不需要额外增加元件,只需调整耦合盘802的角度即可,通过调节耦合盘802高度、角度以及耦合窗口130的尺寸,还可调节上下两层滤波器的端口耦合量。
进一步地,连杆801通过焊接方式与对应电桥的端口实现电连接。焊接无需引入新的元件,可增强电连接的可靠性并防止因引入其他元件而造成互调参数受影响。
可选地,在另一实施例中,电桥与滤波器之间不通过耦合结构连接,而是采用金属抽头线连接,使信号直接传输而非电耦合方式的空间传输。具体地,所述第一电桥40与首腔内第一谐振柱220、第一电桥40与首腔内第二谐振柱320、所述第二电桥与首腔内第一谐振柱220及第二电桥与首腔内第二谐振柱320之间分别通过金属抽头线焊接相连。进一步地,所述第一电桥与首腔内第三谐振柱、第一电桥与首腔内第四谐振柱、所述第二电桥与首腔内第三谐振柱及第二电桥与首腔内第四谐振柱之间分别通过金属抽头线焊接相连。本实施例中,电桥的导带片与各个接头之间通过设置隔直连接杆连接,实现直流信号的隔离。
如图2所示,在其中一实施例中,所述的合路器还包括盖板90,所述盖板90盖设在所述腔体10上,且所述盖板90上与所述第一滤波器20及第二滤波器30,和/或第三滤波器及第四滤波器对应的位置设置有调谐杆91及调耦合杆92。盖板90可通过螺钉可拆卸地安装于腔体10,调谐杆91及调耦合杆92可对每个滤波器实现频率调谐及耦合量调整。具体地,调谐杆91与各谐振柱对应设置,调耦合杆92与相邻谐振腔之间的窗口对应设置。
以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合,为使描述简洁,未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述,然而,只要这些技术特征的组合不存在矛盾,都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述实施例仅表达了本实用新型的几种实施方式,其描述较为具体和详细,但并不能因此而理解为对实用新型专利范围的限制。应当指出的是,对于本领域的普通技术人员来说,在不脱离本实用新型构思的前提下,还可以做出若干变形和改进,这些都属于本实用新型的保护范围。因此,本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。