CN2879536Y - 双宽频合路器 - Google Patents
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Abstract
一种能将700MHz～1000MHz频段和1660MHz～2700MHz频段的射频信号合成为单路信号或反之的双宽频合路器，采用片状空心绕线电感器、片状高Q电容器等集总参数元件和微带传输线、叉指电容器、开路微带电容器等分布参数元件相结合的混合微带电路结构。本合路器不仅成本低廉，而且体积小、重量轻、插入损耗小、频带宽，它使得原先难以实现的兼容绝大多数民用移动通信系统的宽带射频微波设备易于实现。
Description
所属技术领域
本实用新型涉及一种射频信号的合路和分路装置，尤其是它能将700MHz～1000MHz频段的射频信号和1660MHz～2700MHz频段的射频信号合成为单路信号或反之。
背景技术
目前，公知的射频信号合路器大都采用空气腔体式结构，而且是针对几个单频段进行合路或分路。空气腔体式合路器通常昂贵、庞大、笨重、插入损耗大，而且不能将目前绝大多数民用移动通信系统的射频信号合成为单路信号。
发明内容
为了克服现有合路器昂贵、庞大、笨重、插入损耗大，不能将目前绝大多数民用移动通信系统的射频信号合成为单路信号的不足，本实用新型提供一种双宽频合路器，该合路器不仅成本低、体积小、重量轻、插入损耗小，而且能将目前绝大多数民用移动通信系统所采用的800MHz～960MHz频段和1710MHz～2500MHz频段的射频信号合成为单路信号或反之。
本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：采用集总参数电路和分布参数电路相结合的混合微带电路结构实现双宽频合路器。集总参数元件有片状空心绕线电感器L1～L4和片状高Q电容器C1～C8；分布参数电路采用微带电路，其中微带元件有微带传输线ML1～ML3、叉指电容器FC1～FC5、开路微带电容器MC1、MC2。微带元件按照印刷电路板的制作工艺或其它工艺印制在微带基板上，集总参数元件焊接在微带基板上。本合路器具有三个端口，壹个低频端口LF，壹个高频端口HF，壹个公共端口COM。端口及各电路元件的相互连接关系为：低频端口LF与微带传输线ML1、开路微带电容器MC1相互电气连接；微带传输线ML1与片状空心绕线电感器L1、片状高Q电容器C1、片状高Q电容器C2、叉指电容器FC1相互电气连接；片状空心绕线电感器L1、片状高Q电容器C1、叉指电容器FC1与片状空心绕线电感器L2、片状高Q电容器C3、叉指电容器FC2、开路微带电容器MC2相互电气连接；片状空心绕线电感器L2、叉指电容器FC2与微带传输线ML3、片状高Q电容器C8、叉指电容器FC5相互电气连接；微带传输线ML3与公共端口COM相互电气连接；高频端口HF与微带传输线ML2相互电气连接；微带传输线ML2与片状高Q电容器C4、叉指电容器FC3相互电气连接；片状高Q电容器C4、叉指电容器FC3与片状空心绕线电感器L3、片状高Q电容器C5、叉指电容器FC4相互电气连接；片状高Q电容器C5、叉指电容器FC4与片状空心绕线电感器L4、片状高Q电容器C8、叉指电容器FC5相互电气连接；片状高Q电容器C8、叉指电容器FC5与片状空心绕线电感器L2、叉指电容器FC2、微带传输线ML3相互电气连接；片状空心绕线电感器L3与片状高Q电容器C6相互电气连接；片状空心绕线电感器L4与片状高Q电容器C7相互电气连接；片状高Q电容器C1、C3、C6、C7的另一端均通过微带基板上的过孔对地线短路。由于片状高Q电容器C4、C5、C8分别与叉指电容器FC3、FC4、FC5并联连接，故当所选片状高Q电容器C4、C5、C8的电容值分别包含叉指电容器FC3、FC4、FC5所等效的电容值时，可以免去叉指电容器FC3、FC4、FC5以放松对片状高Q电容器C4、C5、C8的焊接要求。
本合路器的工作原理是：低频端口LF和公共端口COM之间的混合微带电路构成壹个频率覆盖700MHz～1000MHz频段的低通滤波器；高频端口HF和公共端口COM之间的混合微带电路构成壹个频率覆盖1660MHz～2700MHz频段的高通滤波器。从低频端口LF进入的频率落在700MHz～1000MHz频段的射频信号只能从公共端口COM输出，而不能到达高频端口HF；从高频端口HF进入的频率落在1660MHz～2700MHz频段的射频信号只能从公共端口COM输出，而不能到达低频端口LF。反之，从公共端口COM进入的宽带射频信号被分成两个频段，频率落在700MHz～1000MHz频段的射频信号只能从低频端口LF输出，频率落在1660MHz～2700MHz频段的射频信号只能从高频端口HF输出。高频端口HF和低频端口LF是相互隔离的。为了修正因微带基板和电路元件的误差引起的电气指标的偏离，可在微带传输线上或元件连接处粘贴开路微带电容器，或逐步切割已有的开路微带电容器，从而起到微调的作用。
本实用新型的有益效果是，本合路器不仅成本低廉，而且体积小、重量轻、插入损耗小、频带宽，它使得原先难以实现的兼容绝大多数民用移动通信系统的宽带射频微波设备易于实现。例如将本合路器用在天线上，可以将一副频率范围在800MHz～960MHz内的天线和一副频率范围在1710MHz～2500MHz内的天线设计成一副双宽频天线，这种双宽频天线可被现有GSM、DCS、CDMA、WCDMA、CDMA2000、TD-SCDMA、PHS、WLAN等绝大多数民用移动通信系统共用，避免重复建设，降低建设成本。又如应用本合路器可研制出输出频率范围为700MHz～1000MHz及1660MHz～2700MHz的宽带微波信号源，并且其成本低廉。本合路器还可以是万能合路器、天馈分析仪、手提频谱仪、宽带线性功放等射频微波设备的关键部件。
附图说明
下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步说明。
图1是本实用新型的电路原理图。
具体实施方式
如图1所示，采用集总参数电路和分布参数电路相结合的混合微带电路结构实现双宽频合路器。集总参数元件有片状空心绕线电感器L16、L210、L316、L420和片状高Q电容器C17、C24、C39、C415、C519、C617、C721、C823；分布参数电路采用微带电路，其中微带元件有微带传输线ML13、ML213、ML324，叉指电容器FC15、FC211、FC314、FC418、FC522、开路微带电容器MC12、MC28。微带元件按照印刷电路板的制作工艺或其它工艺印制在微带基板上，集总参数元件焊接在微带基板上。本合路器具有三个端口，壹个低频端口LF1，壹个高频端口HF12，壹个公共端口COM25。端口及各电路元件的相互连接关系为：低频端口LF1与微带传输线ML13、开路微带电容器MC12相互电气连接；微带传输线ML13与片状空心绕线电感器L16、片状高Q电容器C17、片状高Q电容器C24、叉指电容器FC15相互电气连接；片状空心绕线电感器L16、片状高Q电容器C17、叉指电容器FC15与片状空心绕线电感器L210、片状高Q电容器C39、叉指电容器FC211、开路微带电容器MC28相互电气连接；片状空心绕线电感器L210、叉指电容器FC211与微带传输线ML324、片状高Q电容器C823、叉指电容器FC522相互电气连接；微带传输线ML324与公共端口COM25相互电气连接；高频端口HF12与微带传输线ML213相互电气连接；微带传输线ML213与片状高Q电容器C415、叉指电容器FC314相互电气连接；片状高Q电容器C415、叉指电容器FC314与片状空心绕线电感器L316、片状高Q电容器C519、叉指电容器FC418相互电气连接；片状高Q电容器C519、叉指电容器FC418与片状空心绕线电感器L420、片状高Q电容器C823、叉指电容器FC522相互电气连接；片状空心绕线电感器L316与片状高Q电容器C617相互电气连接；片状空心绕线电感器L420与片状高Q电容器C721相互电气连接；片状高Q电容器C24、C39、C617、C721的另一端分别通过微带基板上的过孔对地线短路。由于片状高Q电容器C17、C415、C519、C823分别与叉指电容器FC15、FC314、FC418、FC522并联连接，故当所选片状高Q电容器C17、C415、C519、C823的电容值分别包含叉指电容器FC15、FC314、FC418、FC522所等效的电容值时，可以免去叉指电容器FC15、FC314、FC418、FC522以放松对片状高Q电容器C17、C415、C519、C823的焊接要求。
本合路器的工作原理是：低频端口LF1和公共端口COM25之间的混合微带电路构成壹个频率覆盖700MHz～1000MHz频段的低通滤波器；高频端口HF12和公共端口COM25之间的混合微带电路构成壹个频率覆盖1660MHz～2700MHz频段的高通滤波器。从低频端口LF1进入的频率落在700MHz～1000MHz频段的射频信号只能从公共端口COM25输出，而不能到达高频端口HF12；从高频端口HF12进入的频率落在1660MHz～2700MHz频段的射频信号只能从公共端口COM25输出，而不能到达低频端口LF1。反之，从公共端口COM25进入的宽带射频信号被分成两个频段，频率落在700MHz～1000MHz频段的射频信号只能从低频端口LF1输出，频率落在1660MHz～2700MHz频段的射频信号只能从高频端口HF12输出。高频端口HF12和低频端口LF1是相互隔离的。为了修正因微带基板和电路元件的误差引起的电气指标的偏离，可在微带传输线上或元件连接处粘贴开路微带电容器，或逐步切割已有的开路微带电容器，从而起到微调的作用。本实用新型的一个实施例中，微带基板选用0.8毫米厚、相对介电常数为2.65的F4B-2型聚四氟乙烯双面覆铜板；三个端口选用SMA型同轴连接器；片状高Q电容器C24、C17、C39、C415、C519、C617、C721、C823可分别选用型号为GRM1885C1H1R5CZ01D、GRM1885C1H1R0CZ01D、GRM1885C1H3R9CZ01D、GRM1885C1H2R7CZ01D、GRM1885C1H1R5CZ01D、GRM1885C1H6R8CZ01D、GRM1885C1H3R3CZ01D、GRM1885C1H2R7CZ01D的片状电容器，其电容值分别为1.5pF、1.0pF、3.9pF、2.7pF、1.5pF、6.8pF、3.3pF、2.7pF；片状空心绕线电感器L16、L210、L316、L420可自行绕制，其电感值分别为6.57nH、9.15nH、4.68nH、6.39nH；微带传输线ML13、ML213、ML324的尺寸均为长8毫米、宽1.95毫米；开路微带电容器MC12的尺寸为长3.5毫米、宽2.5毫米；开路微带电容器MC28的尺寸为长2.7毫米、宽2.3毫米；叉指电容器FC15的叉指数为4、指长2.7毫米、指宽1毫米、指间间隙为0.4毫米、指头间隙为0.25毫米；叉指电容器FC211的叉指数为4、指长2.77毫米、指宽0.3毫米、指间间隙为0.25毫米、指头间隙为0.25毫米；各元件参数值允许误差为±10％。由于片状高Q电容器C415、C519、C823的电容值分别已包含叉指电容器FC314、FC418、FC522所等效的电容值，故本实施例中免去了叉指电容器FC314、FC418、FC522。微带基板和元件参数确定以后按图1所示连接关系绘制印刷电路板图并制作印刷电路板，将集总参数元件和SMA型同轴连接器焊接在印刷电路板上再进行调试即可。为了提高高频端口和低频端口之间的隔离度，可给合路器增加一个屏蔽罩。
Claims (4)
1.一种双宽频合路器，能将两个不同频段的射频信号合成为单路信号或反之，其特征在于：采用集总参数电路和分布参数电路相结合的混合微带电路结构实现双宽频合路器；微带元件按照印刷电路板的制作工艺或其它工艺印制在微带基板上，集总参数元件焊接在微带基板上；端口及各电路元件的相互连接关系为：低频端口LF与微带传输线ML1、开路微带电容器MC1相互电气连接；微带传输线ML1与片状空心绕线电感器L1、片状高Q电容器C1、片状高Q电容器C2、叉指电容器FC1相互电气连接；片状空心绕线电感器L1、片状高Q电容器C2、叉指电容器FC1与片状空心绕线电感器L2、片状高Q电容器C3、叉指电容器FC2、开路微带电容器MC2相互电气连接；片状空心绕线电感器L2、叉指电容器FC2与微带传输线ML3、片状高Q电容器C8、叉指电容器FC5相互电气连接；微带传输线ML3与公共端口COM相互电气连接；高频端口HF与微带传输线ML2相互电气连接；微带传输线ML2与片状高Q电容器C4、叉指电容器FC3相互电气连接；片状高Q电容器C4、叉指电容器FC3与片状空心绕线电感器L3、片状高Q电容器C5、叉指电容器FC4相互电气连接；片状高Q电容器C5、叉指电容器FC4与片状空心绕线电感器L4、片状高Q电容器C8、叉指电容器FC5相互电气连接；片状高Q电容器C8、叉指电容器FC5与片状空心绕线电感器L2、叉指电容器FC2、微带传输线ML3相互电气连接；片状空心绕线电感器L3与片状高Q电容器C6相互电气连接；片状空心绕线电感器L4与片状高Q电容器C7相互电气连接；片状高Q电容器C1、C3、C6、C7的另一端均通过微带基板上的过孔对地线短路；由于片状高Q电容器C4、C5、C8分别与叉指电容器FC3、FC4、FC5并联连接，故当所选片状高Q电容器C4、C5、C8的电容值分别包含叉指电容器FC3、FC4、FC5所等效的电容值时，可以免去叉指电容器FC3、FC4、FC5以放松对片状高Q电容器C4、C5、C8的焊接要求。
2.根据权利要求1所述的双宽频合路器，其特征是：电路中采用了四个空心绕线电感器L1、L2、L3、L4，当微带基板选用0.8毫米厚、相对介电常数为2.65的双面覆铜板时其电感值分别为6.57nH、9.15nH、4.68nH、6.39nH，允许误差为±10％。
3.根据权利要求1所述的双宽频合路器，其特征是：叉指电容器FC1与片状空心绕线电感器L1相并联连接，叉指电容器FC2与片状空心绕线电感器L2相并联连接；当微带基板选用0.8毫米厚、相对介电常数为2.65的双面覆铜板时，叉指电容器FC1的叉指数为4、指长2.7毫米、指宽1毫米、指间间隙为0.4毫米、指头间隙为0.25毫米；叉指电容器FC2的叉指数为
4、指长2.77毫米、指宽0.3毫米、指间间隙为0.25毫米、指头间隙为0.25毫米；尺寸允许误差为±10％。
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2004
- 2004-12-13 CN CN 200420121797 patent/CN2879536Y/zh not_active Expired - Lifetime
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