TW201338261A - 分工器 - Google Patents

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    • H01P5/16—Conjugate devices, i.e. devices having at least one port decoupled from one other port

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Abstract

一種分工器，包含有一輸入端；一第一輸出端；一第二輸出端；一第一傳輸元件，包含有一第一微帶線，耦接於該輸入端與一第一節點之間；一第二微帶線，耦接於該輸入端與一第二節點之間；以及一電阻，耦接於該第一節點與該第二節點之間；以及一第二傳輸元件，包含有一第三微帶線，耦接於該第一節點與該第一輸出端之間；一第四微帶線，耦接於該第二節點與該第二輸出端之間；以及一電阻，耦接於該第一輸出端與該第二輸出端之間。其中，該第一微帶線及該第二微帶線之長度相關於一第一頻率，該第三微帶線及該第四微帶線之長度相關於一第二頻率。

Description

分工器
本發明係指一種分工器，尤指一種可使輸出端間於某些頻段區間相互導通，而其他頻段維持不導通截止狀態的分工器。
分工器(Splitter，亦稱分歧器)是一種常見於電子設備中的訊號傳輸裝置，用來將單一訊號源由一輸入端分流至多個輸出端。在此情形下，分工器的基本設計要求係輸入端到各輸出端為低介入損耗(Insertion Loss)，而輸出端與輸出端之間為高介入損耗，代表輸入端與各輸出端導通，而輸出端間則隔離度(Isolation)越大越好，如此可以避免輸出端間訊號彼此干擾或負載變化影響傳輸特性。
然而，某些應用可能需要分工器的輸出端在某一頻段區間的隔離度較小，而其他頻段的隔離度較大；換句話說，在分工器的使用頻段中，輸出端間可於某一頻段區間相互導通，而其他頻段則維持不導通的截止狀態。這樣的設計需求非傳統分工器所能達成，因此需重新設計符合此需求之分工器。
因此，本發明主要提供一種分工器，其使輸出端間於某些頻段區間相互導通，而其他頻段維持不導通的截止狀態。
本發明揭露一種分工器，包含有一輸入端；一第一輸出端；一第二輸出端；一第一傳輸元件，包含有一第一微帶線，耦接於該輸入端與一第一節點之間；一第二微帶線，耦接於該輸入端與一第二節點之間；以及一第一電阻，耦接於該第一節點與該第二節點之間；以及一第二傳輸元件，包含有一第三微帶線，耦接於該第一節點與該第一輸出端之間；一第四微帶線，耦接於該第二節點與該第二輸出端之間；以及一第二電阻，耦接於該第一輸出端與該第二輸出端之間。其中，該第一微帶線及該第二微帶線之長度皆大致為一第一長度，該第三微帶線及該第四微帶線之長度皆大致為一第二長度，該第一長度相關於一第一頻率，該第二長度相關於一第二頻率，且該第一頻率與該第二頻率為相異。
本發明另揭露一種分工器，包含有一輸入端；複數個輸出端；以及複數個傳輸元件，串接於一序列，每一傳輸元件包含有一電阻節點；複數個前級節點；複數個後級節點；複數個微帶線，耦接於該複數個前級節點與該複數個後級節點之間；以及複數個電阻，每一電阻耦接於一後級節點與該電阻節點之間。其中，該複數個傳輸元件之最前一傳輸元件之該複數個前級節點耦接於該輸入端，最後一傳輸元件之該複數個後級節點耦接於該複數個輸出端，相鄰兩傳輸元件中前一級傳輸元件之該複數個後級節點係後一級傳輸元件之該複數個前級節點；每一傳輸元件之該複數個微帶線大致等長，並相關於一頻率，該複數個傳輸元件依微帶線長度共相關於複數個頻率，使該複數個傳輸元件可依每一傳輸元件所包含之該複數個微帶線的長度分為複數個傳輸元件模組。
為了使分工器的輸出端間可於某些頻段區間相互導通，而其他頻段維持不導通的截止狀態，本發明係利用不同微帶線長度的傳輸元件，達成上述目的。
請參考第1圖，第1圖為本發明實施例一分工器10之示意圖。分工器10用來將單一訊號源由一輸入端T_IN分流至輸出端OP_T1～OP_Tn，其主要由傳輸元件模組TM_1～TM_x所組成，而傳輸元件模組TM_1～TM_x則分別包含有傳輸元件TU_1_1～TU_1_a1、TU_2_1～TU_2_a2...TU_x_1～TU_x_ax。傳輸元件TU_1_1～TU_1_a1、TU_2_1～TU_2_a2...TU_x_1～TU_x_ax之結構大致相同，主要差異在於所包含之微帶線長度。
詳細來說，請繼續參考第2圖，第2圖為傳輸元件TU_1_1、TU_1_2之詳細結構示意圖。傳輸元件TU_1_1包含有一電阻節點MND_11、前級節點FND_11_1～FND_11_n、後級節點RND_11_1～RND_11_n、微帶線MSP_11_1～MSP_11_n、電阻R_11_1～R_11_n。同樣地，傳輸元件TU_1_2包含有一電阻節點MND_12、前級節點FND_12_1～FND_12_n、後級節點RND_12_1～RND_12_n、微帶線MSP_12_1～MSP_12_n、電阻R_12_1～R_12_n。依此類推，本領域具通常知識者應可理解，每一傳輸元件包含一電阻節點、n個前級節點、n個後級節點、n個微帶線及n個電阻。此外，傳輸元件TU_1_1的前級節點FND_11_1～FND_11_n皆耦接於輸入端T_IN，傳輸元件TU_1_1的後級節點RND_11_1～RND_11_n與傳輸元件TU_1_2的前級節點FND_12_1～FND_12_n相耦接；依此類推，可知，除傳輸元件TU_1_1外，每一傳輸元件的前級節點皆耦接於前一級傳輸元件的後級節點，而最後一傳輸元件TU_x_ax的後級節點係耦接於輸出端OP_T1～OP_Tn。
需注意的是，由於傳輸元件TU_1_1～TU_1_a1、TU_2_1～TU_2_a2...TU_x_1～TU_x_ax之結構大致相同，因此為求簡潔僅於第2圖顯示傳輸元件TU_1_1、TU_1_2之結構與相互連結關係，本領域具通常知識者當可據以推敲出其他傳輸元件間的相互連結關係。
了解分工器10的結構後，接著說明其運作方式。如前所述，傳輸元件TU_1_1～TU_1_a1、TU_2_1～TU_2_a2...TU_x_1～TU_x_ax之結構大致相同，主要差異在於所包含之微帶線長度。詳細來說，本發明係依傳輸元件的微帶線長度，而將傳輸元件TU_1_1～TU_1_a1、TU_2_1～TU_2_a2...TU_x_1～TU_x_ax分為x個群組，即傳輸元件模組TM_1～TM_x。舉例來說，傳輸元件模組TM_1所包含的傳輸元件TU_1_1～TU_1_a1中各傳輸元件的微帶線長度皆大致相同，以第2圖為例，即表示微帶線MSP_11_1～MSP_11_n及微帶線MSP_12_1～MSP_12_n的長度皆大致相同。然而，不同傳輸元件模組間，傳輸元件的微帶線長度則為相異，例如傳輸元件TU_1_1與傳輸元件TU_2_1的微帶線長度係為相異。而傳輸元件的微帶線長度係相關於使輸出端OP_T1～OP_Tn間產生截止效果的頻段，其較佳地係大致等於該頻段之中心頻率所對應之一射頻訊號的四分之一波長。也就是說，若欲使輸出端OP_T1～OP_Tn間於一頻段產生截止效果，則應根據該頻段之中心頻率，由傳輸元件模組TM_1～TM_x中選擇一傳輸元件模組，設定所包含之傳輸元件的微帶線長度為該中心頻率之倒數(即波長)的四分之一。依此類推，以第1圖為例，所有傳輸元件TU_1_1～TU_1_a1、TU_2_1～TU_2_a2...TU_x_1～TU_x_ax共包含x種微帶線長度，此x種微帶線長度可使輸出端OP_T1～OP_Tn間於x個頻段產生不導通的截止狀態或高隔離度(即類似於習知技術)，並於x個頻段以外的頻段產生導通效果。
簡單來說，本發明係根據欲產生輸出端高隔離度效果的頻段，設定各傳輸元件的微帶線長度，使輸出端OP_T1～OP_Tn於某些頻段區間相互導通，而其他頻段維持高隔離度。需注意的是，第1圖及第2圖係為本發明概念的衍生結果，本領域具通常知識者當可根據實際需求，適當設定各參數，以於適當頻段使輸出端間相互導通，而於其他頻段維持高隔離度。分工器10中各參數的定義可歸納如下：
x：表示傳輸元件模組的數量，亦表示分工器10中微帶線長度的相異數量(或種類)，或可表示欲於輸出端間產生高隔離度效果的頻段數。
n：表示輸出端的數量，並相關於各傳輸元件中前級節點、後級節點、微帶線及電阻的數量。
a1、a2...ax：分別表示各傳輸元件模組中傳輸元件的數量。因此，透過適當調整上述參數，將針對不同需求，設計出適當的分工器。
此外，需注意的是，傳輸元件模組TM_1～TM_x係依所包含之傳輸元件的微帶線長度而定，而不限於其排列方式。也就是說，在第1圖中，傳輸元件模組TM_1～TM_x所包含的傳輸元件TU_1_1～TU_1_a1、TU_2_1～TU_2_a2...TU_x_1～TU_x_ax，雖以群組方式排列於一序列；然而，此僅為方便說明之故，實際上，傳輸元件TU_1_1～TU_1_a1、TU_2_1～TU_2_a2...TU_x_1～TU_x_ax亦可以交互穿插的方式串接於一序列，同樣可達成本發明之目的，相關實例於後詳述。
請參考第3圖至第5圖，第3圖至第5圖為本發明實施例分工器30、40、50之示意圖。分工器30、40、50係由分工器10所衍生，故相同元件以相同符號表示，且因分工器30、40、50結構較為簡單，故省略傳輸元件模組之標示，可參考前述說明而知。詳細來說，分工器30係分工器10於x=2、n=2、a1=a2=1下的實施例，分工器40係分工器10於x=2、n=2、a1=2、a2=1下的實施例，而分工器50係分工器10於x=2、n=2、a1=a2=2下的實施例。換言之，分工器30、40、50皆是應用於兩個輸出端下於兩個頻段產生高輸出隔離度，並於其它頻段產生輸出端導通效果的實施例。
此外，如前所述，各傳輸元件模組所包含的傳輸元件亦可以交互穿插的方式串接於一序列，因此，如第6圖所示，其係本發明實施例一分工器60之示意圖。分工器60之架構與分工器50相同，故相同元件以相同符號表示。分工器60與分工器50不同之處在於，分工器60的傳輸元件TU_1_2與傳輸元件TU_2_2的位置係交換；換言之，在分工器60中，傳輸元件TU_1_1、TU_1_2雖屬於同一傳輸元件模組TM_1，但係與另一傳輸元件模組TM_2的傳輸元件TU_2_1、TU_2_2穿插排列，如此亦可使輸出端OP_T1、OP_T2於兩個頻段(因x=2)維持不導通的高隔離度狀態，而於其它頻段相互導通。
請繼續參考第7圖至第9圖，第7圖為分工器30之輸出端隔離度示意圖，第8圖為分工器40之輸出端隔離度示意圖，而第9圖為分工器50或分工器60之輸出端隔離度示意圖。由第7圖至第9圖可知，分工器30、40、50、60在500MHz及1500MHz附近的輸出端隔離度較大，而在1000MHz附近的隔離度較小。因此，分工器30、40、50、60的輸出端OP_T1、OP_T2可於500MHz及1500MHz附近維持高隔離度，而在其它頻段則產生導通效果。換言之，輸出端OP_T1、OP_T2間可透過1000MHz附近的頻段進行溝通，同時又可於500MHz及1500MHz附近的頻段維持不導通的高隔離度效果。
另一方面，如前所述，參數n係相關於輸出端數量，其應視需求而適當調整。舉例來說，請參考第10圖，第10圖為本發明實施例分工器100之示意圖。分工器100係由分工器10所衍生，故相同元件以相同符號表示，且因分工器100結構較為簡單，故省略傳輸元件模組之標示，可參考前述說明而知。詳細來說，分工器100係分工器10於x=2、n=4、a1=2、a2=1下的實施例。換言之，分工器100是應用於四個輸出端下於兩個頻段產生高輸出隔離度，並於其它頻段產生輸出端導通效果的實施例。請繼續參考第11圖，其為分工器100之輸出端隔離度示意圖。由此可知，分工器100在500MHz及1500MHz附近的輸出端隔離度較大，而在1000MHz附近的隔離度較小，使輸出端OP_T1～OP_T4間可透過1000MHz附近的頻段進行溝通，同時又可於500MHz及1500MHz附近的頻段維持不導通的高隔離度效果。
在習知技術中，分工器的基本設計要求係輸入端到各輸出端為低介入損耗，而輸出端與輸出端之間為高介入損耗，這樣的設計概念不適用於某些頻段區間的隔離度較小，而其他頻段的隔離度較大的應用。相較之下，本發明利用不同微帶線長度的傳輸元件，使分工器的輸出端間於某些頻段區間相互導通，而其他頻段維持不導通的截止狀態，因而實現了傳統分工器所缺乏的功能。
以上所述僅為本發明之較佳實施例，凡依本發明申請專利範圍所做之均等變化與修飾，皆應屬本發明之涵蓋範圍。
10、30、40、50、60、100．．．分工器
T_IN．．．輸入端
OP_T1～OP_Tn．．．輸出端
TM_1～TM_x．．．傳輸元件模組
TU_1_1～TU_x_ax．．．傳輸元件
MND_11、MND_12．．．電阻節點
FND_11_1～FND_11_n、FND_12_1～FND_12_n．．．前級節點
RND_11_1～RND_11_n、RND_12_1～RND_12_n．．．後級節點
MSP_11_1～MSP_11_n、MSP_12_1～MSP_12_n．．．微帶線
R_11_1～R_11_n、R_12_1～R_12_n．．．電阻
第1圖為本發明實施例一分工器之示意圖。
第2圖為第1圖中傳輸元件之詳細結構示意圖。
第3圖為本發明實施例一分工器之示意圖。
第4圖為本發明實施例一分工器之示意圖。
第5圖為本發明實施例一分工器之示意圖。
第6圖為本發明實施例一分工器之示意圖。
第7圖為第3圖之分工器之輸出端隔離度示意圖。
第8圖為第4圖之分工器之輸出端隔離度示意圖。
第9圖為第5圖或第6圖之分工器之輸出端隔離度示意圖。
第10圖為本發明實施例一分工器之示意圖。
第11圖為第10圖之分工器之輸出端隔離度示意圖。
10．．．分工器
T_IN．．．輸入端
OP_T1～OP_Tn．．．輸出端
TM_1～TM_x．．．傳輸元件模組
TU_1_1～TU_x_ax．．．傳輸元件

Claims (9)

  1. 一種分工器，包含有：一輸入端；一第一輸出端；一第二輸出端；一第一傳輸元件，包含有：一第一微帶線，耦接於該輸入端與一第一節點之間；一第二微帶線，耦接於該輸入端與一第二節點之間；以及一第一電阻，耦接於該第一節點與該第二節點之間；以及一第二傳輸元件，包含有：一第三微帶線，耦接於該第一節點與該第一輸出端之間；一第四微帶線，耦接於該第二節點與該第二輸出端之間；以及一第二電阻，耦接於該第一輸出端與該第二輸出端之間；其中，該第一微帶線及該第二微帶線之長度皆大致為一第一長度，該第三微帶線及該第四微帶線之長度皆大致為一第二長度，該第一長度相關於一第一頻率，該第二長度相關於一第二頻率，且該第一頻率與該第二頻率為相異。
  2. 如請求項1所述之分工器，其中該第一長度大致等於該第一頻率所對應之一第一射頻訊號的四分之一波長，該第二長度大致等於該第二頻率所對應之一第二射頻訊號的四分之一波長。
  3. 如請求項1所述之分工器，其中該第一長度與該第二長度大致呈一倍數關係。
  4. 如請求項1所述之分工器，其中於一第一頻段及一第二頻段，該第一輸出端與該第二輸出端間具有高隔離度，而於該第一頻段及該第二頻段以外，該第一輸出端與該第二輸出端大致導通；其中，該第一頻段之一中心頻率為該第一頻率，以及該第二頻段之一中心頻率為該第二頻率。
  5. 一種分工器，包含有：一輸入端；複數個輸出端；以及複數個傳輸元件，串接於一序列，每一傳輸元件包含有：一電阻節點；複數個前級節點；複數個後級節點；複數個微帶線，耦接於該複數個前級節點與該複數個後級節點之間；以及複數個電阻，每一電阻耦接於一後級節點與該電阻節點之間；其中，該複數個傳輸元件之最前一傳輸元件之該複數個前級節點耦接於該輸入端，最後一傳輸元件之該複數個後級節點耦接於該複數個輸出端，相鄰兩傳輸元件中前一級傳輸元件之該複數個後級節點係後一級傳輸元件之該複數個前級節點；其中，每一傳輸元件之該複數個微帶線大致等長，並相關於一頻率，該複數個傳輸元件依微帶線長度共相關於複數個頻率，使該複數個傳輸元件可依每一傳輸元件所包含之該複數個微帶線的長度分為複數個傳輸元件模組。
  6. 如請求項5所述之分工器，其中每一傳輸元件之該複數個微帶線長度為該頻率所對應之一射頻訊號的四分之一波長。
  7. 如請求項5所述之分工器，其中於複數個頻段，該複數個輸出端間具有高隔離度，而於該複數個頻段以外，該複數個輸出端大致導通；其中，該複數個頻段之每一頻段的一中心頻率為該複數個頻率之一頻率。
  8. 如請求項5所述之分工器，其中該複數個傳輸元件模組所包含之傳輸元件係以交互方式串接於該序列。
  9. 如請求項5所述之分工器，其中該複數個傳輸元件模組所包含之傳輸元件係以群組方式串接於該序列。
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