CN212366155U - 一种三频合路器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种三频合路器，包括基板，所述基板的背面覆铜接地，所述基板的正面布设有低通滤波器、高通滤波器和带通滤波器，所述低通滤波器、高通滤波器和带通滤波器的一端通过阻抗调节部与第一端口连接，为合路端，所述低通滤波器、高通滤波器和带通滤波器的另一端为分路端；所述低通滤波器、高通滤波器和带通滤波器均由微带线路组成，其中所述带通滤波器和所述高通滤波器均由若干段顺次耦合的微带线路组成。通过该三频合路器能够高效精准地将包含多频段的信号分为多个仅包含单一频段的信号。

Description

一种三频合路器

技术领域

本实用新型涉及无线通信技术领域，具体的，涉及一种三频合路器。

背景技术

随着5G时代的到来，无线通信所使用的频段不断地增多，许多通信设备的设计者仅仅设计最新的频段，但现在处于一个过渡的时期，需要将旧的频段和最新的频段都利用起来，以满足不同用户和不同设备的通信需求。所以需要设计一个能够结合无线通信所常用的2G频段、3G和LTE频段以及5G频段信号的合路器。此合路器在发射端需要将不同频段的信号合成一路，统一进行发射并传输至不同的室内分布系统或小区基站；在接收端需要将汇集有不同频段的信号分离，使不同频段的信号能够单独进行辐射。

实用新型内容

本实用新型提供一种三频合路器，能够高效精准的将包含多频段的信号分为多个仅包含单一频段的信号。

为了实现上述目的，本实用新型提供一种三频合路器，

根据上面的描述和实践可知，本实用新型所述的三频合路器通过在介质基板上布设低通滤波器、带通滤波器和高通滤波器以及阻抗调节部，可以有效地对包含两个或三个频段的信号进行分离传输，在合路端还可以实现各个频段的阻抗匹配。其中的各个滤波器能够保证其本频段的传输系数大于-1dB，直至接近于0，同时还能确保另外两个频段的信号在其上的传输系数小于-15dB，实现高效的滤波。另外，该实施例中各个滤波器的结构设计和布设方法，能够有效地避免各个滤波器之间信号的耦合，增强了该三频合路器的滤波效果。

附图说明

图1为本实用新型的实施例中涉及的三频合路器的结构示意图。

图2为本实用新型的实施例中涉及的阻抗调节部的结构示意图。

图中：

1、基板；2、低通滤波器；3、带通滤波器；4、高通滤波器；5、阻抗调节部；6、第一端口；7、第二端口；8、第三端口；9、第四端口。

具体实施方式

现在将参考附图更全面地描述示例性实施方式。然而，示例性实施方式能够以多种形式实施，且不应被理解为限于在此阐述的范例；相反，提供这些实施方式使得本公开将更加全面和完整，并将示例性实施方式的构思全面地传达给本领域的技术人员。所描述的特征、结构或特性可以以任何合适的方式结合在一个或更多实施方式中。

此外，附图仅为本公开的示意性图解，并非一定是按比例绘制。图中相同的附图标记表示相同或类似的部分，因而将省略对它们的重复描述。需要说明的是，本公开中，用语“包括”、“配置有”、“设置于”用以表示开放式的包括在内的意思，并且是指除了列出的要素/组成部分/等之外还可存在另外的要素/组成部分/等；用语“第一”、“第二”等仅作为标记使用，不是对其对象数量或次序的限制；术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

图1为本实用新型的实施例中涉及的三频合路器的结构示意图，其示出了该三频合路器的正面的结构。

在本公开的示例性实施例中，提供了一种三频合路器，如图1所示，该三频合路器包括一个FR-4板制成的基板1，基板1的介电常数为2.6，厚度为1mm。基板1的背面覆铜接地，基板1的正面布设有微带线路组成的合路器结构。

请参考图1，基板1的正面由上至下顺次布设有低通滤波器2、带通滤波器3和高通滤波器4。低通滤波器2、带通滤波器3和高通滤波器4的结构各不相同，不同频段的信号在其上的传输系数也不同，每个滤波器通过调整自身形状和尺寸，来调整不同频段信号在其上的传输系数，从而实现滤波。其中带通滤波器3只允许频率在1.71GHz-2.69GHz范围内的信号通过，即只允许3G和LTE频段的信号通过；高通滤波器4只允许频率在3.3GHz-3.8GHz范围内的信号通过，即只允许5G频段的信号通过；低通滤波器2只允许频率在0.81GHz-0.96GHz范围内的信号通过，即只允许2G频段的信号通过。

在该实施例中，低通滤波器2、带通滤波器3和高通滤波器4平行设置，其左侧一端通过阻抗调节部5与第一端口6连接，第一端口6即为合路端，也即，低通滤波器2、带通滤波器3和高通滤波器4通过同一馈线输入或输出信号。低通滤波器2的右端与第二端口7连接，带通滤波器3的右端与第三端口8连接，高通滤波器4的右端与第四端口9连接，第二端口7、第三端口8和第四端口9即为分路端。毋庸置疑的是，可以根据实际结构设计需求，改变带通滤波器3、高通滤波器4和低通滤波器2的布设位置，例如三者可以呈发射状布设，将合路端设置于中央，分路端设置于四周，同样能够实现合路器的效果。

如图2所示，阻抗调节部5由三个相互连通的微带支路组成，在该实施例中，为一分二的结构，其中部向左延伸的微带支路与第一端口6连接；其向上延伸的微带支路与低通滤波器2的左端连接；其向下的微带支路呈L型，末端与高通滤波器4的左端连接；而带通滤波器3的左端直接连接于阻抗调节部5的中部。阻抗调节部5的作用是在第一端口6实现全部频段(2G频段、3G和LTE频段以及5G频段)的阻抗匹配，具体地说，是通过调整阻抗调节部5三个微带支路的长度和宽度来实现阻抗匹配的。

低通滤波器2的主通道上顺次设置有两个相背的U型微带线，如图1所示，该两个U型微带线的开口方向相反，且该两个U型微带线的长度也不同。低通滤波器2主通道的左端与阻抗调节部5的上端支路直接连接，低通滤波器2主通道的右端则与第二端口7直接连接。通过在低通滤波器2的主通道上设置这两个U型微带线，可以使3G和LTE频段以及5G频段的信号在低通滤波器2上的传输系数小于-15dB，而2G频段的信号在低通滤波器2上的传输系数大于-1dB，直至接近于0。也即形成了针对高频段(3G和LTE频段以及5G频段)的第一传输零点，这里的高频段是相比于2G频段而言的。因此低通滤波器2仅针对2G频段的信号有高效的传输效果，而3G和LTE频段以及5G频段的信号则不能在此传输经过，从而实现了滤波效果。低通滤波器2的阻抗匹配可以通过调整其主通道的长度和宽度来实现。

带通滤波器3由六段顺次耦合的微带线路组成，其两个端部为直线型的微带线路，中部为两个U型微带线路，相邻的两段微带线路相互耦合。其中，中部的两个U型微带线路呈叉指状布设，并形成S形结构。带通滤波器3最左端的一段微带线路与阻抗调节部5的中部直接连接，带通滤波器3最右端的一端微带线路则与第三端口8直接连接。通过设置这六段顺次耦合的微带线路，以及调整相邻各段微带线路间的距离，可以使2G频段和5G频段的信号在带通滤波器3上的传输系数小于-15dB，而3G和LTE频段的信号在带通滤波器3上的传输系数大于-1dB，直至接近于0。也即形成了针对低频段(2G频段)的第三传输零点和高频段(5G频段)的第四传输零点，这里的低频段和高频段是相比于3G和LTE频段而言的。因此带通滤波器3仅针对3G和LTE频段的信号有高效的传输效果，而5G频段和2G频段的信号则不能在此传输经过，从而实现了滤波效果。带通滤波器3的阻抗匹配可以通过调整其微带线的数量、长度和宽度来实现。

高通滤波器4由六段呈阶梯状分布的微带线路组成，并且相邻的两段微带线路相互耦合。阻抗调节部5下端的支路呈L形，其右端与高通滤波器4最左端的一段微带线路直接连接。高通滤波器4最右端的一段微带线路则与第四端口9直接连接。通过设置这六段顺次耦合的微带支路，以及调整相邻各段微带线路间的距离，可以使2G频段、3G和LTE频段的信号在高通滤波器4上的传输系数小于-15dB，而5G频段的信号在高通滤波器4上的传输系数大于-1dB，直至接近于0。也即形成了针对低频段(2G频段、3G和LTE频段)的第二传输零点，这里的低频段是相比于5G频段而言的。因此高通滤波器4仅针对5G频段的信号有高效的传输效果，而2G频段、3G和LTE频段的信号则不能在此传输经过，从而实现了滤波效果。高通滤波器4的阻抗匹配可以通过调整其主通道的长度和宽度来实现。

下面以该实施例所公开的三频合路器应用于接收端为例对其使用进行说明，在接收端包含多个频段的信号需要进行分离，以便将各个频段的信号传输至相应的天线进行辐射。包含有2G频段、5G频段以及3G和LTE频段的信号从第一端口6输入至该三频合路器后，经由阻抗调节部5分别传输至低通滤波器2、带通滤波器3和高通滤波器4，各个滤波器对包含有多个频段的信号进行过滤，最终从第二端口7仅输出2G频段的信号，从第三端口8仅输出3G和LTE频段的信号，从第四端口9仅输出5G频段的信号。第二端口7可以与2G天线连接，从而辐射2G频段的信号；第三端口8可以和3G、LTE天线连接，从而辐射3G和LTE频段的信号；第四端口9可以和5G天线连接，从而辐射5G频段的信号。

该实施例中所公开的三频合路器可以有效地对包含两个或三个频段的信号进行分离传输，在合路端可以实现各个频段的阻抗匹配。其中的各个滤波器能够保证其本频段的传输系数大于-1dB，直至接近于0，同时还能确保其它频段的信号在其上的传输系数小于-15dB，实现高效的滤波。另外，该实施例中各个滤波器的结构设计和布设方法，能够有效地避免各个滤波器之间信号的耦合，增强了该三频合路器的滤波效果。

本领域技术人员在考虑说明书及实践这里公开的实用新型后，将容易想到本公开的其他实施例。本申请旨在涵盖本公开的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本公开的一般性原理并包括本公开未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的，本公开的真正范围和精神由权利要求指出。

Claims (10)

1.一种三频合路器，其特征在于，包括基板，所述基板的背面覆铜接地，所述基板的正面布设有低通滤波器、高通滤波器和带通滤波器，所述低通滤波器、高通滤波器和带通滤波器的一端通过阻抗调节部与第一端口连接，为合路端，所述低通滤波器、高通滤波器和带通滤波器的另一端为分路端；所述低通滤波器、高通滤波器和带通滤波器均由微带线路组成，其中所述带通滤波器和所述高通滤波器均由若干段顺次耦合的微带线路组成。

2.如权利要求1所述的三频合路器，其特征在于，所述低通滤波器的主通道上顺次设置有两个U型微带线，形成第一传输零点。

3.如权利要求2所述的三频合路器，其特征在于，所述两个U型微带线的开口方向相反。

4.如权利要求1所述的三频合路器，其特征在于，所述高通滤波器由若干段呈阶梯状分布的微带线路组成，并且相邻的微带线路间相互耦合，形成第二传输零点。

5.如权利要求1所述的三频合路器，其特征在于，所述带通滤波器的两端为直线型微带线路，中部为U型微带线路，并且相邻的微带线路间相互耦合，形成第三传输零点和第四传输零点。

6.如权利要求5所述的三频合路器，其特征在于，所述带通滤波器的中部设置有两个U型微带线路，并且所述两个U型微带线路呈叉指状布设形成S形结构。

7.如权利要求1至6中任一项所述的三频合路器，其特征在于，所述阻抗调节部包含三个相互连通的支路，其中一个所述支路与所述第一端口连接，另外两个支路分别与所述低通滤波器和高通滤波器连接，所述带通滤波器的一端连接于所述阻抗调节部的中部。

8.如权利要求1至6中任一项所述的三频合路器，其特征在于，所述基板的介电常数为2.6。

9.如权利要求1至6中任一项所述的三频合路器，其特征在于，所述基板的厚度为1mm。

10.如权利要求1至6中任一项所述的三频合路器，其特征在于，所述基板为FR-4板。

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