用于基站天线的双工器制造技术

本实用新型专利技术提供一种双工器，包括：用于低频带和高频带的通带滤波器，该滤波器连接在靠近双工器的一个公共端口上，并由设置在导电外壳内的分支带状导体形成；其中，分支带状导体形成传输线的串联部分和与传输线的串联部分并联的开放式短截线，并在低频带和高频带形成衰减极点；其中，分支带状导体是与导电外壳隔离的整块金属，并且仅连接到同轴电缆的内导体，所述同轴电缆连接到双工器的公共端口和输出端口；其中，至少一个开放式短截线具有一个频率的3/4波长的电长度，在此频率产生第二个衰减极点，所述衰减极点设置在双工器的工作频带内；其中，至少一个开放式短截线具有扁平螺旋形状。旋形状。旋形状。

【技术实现步骤摘要】
用于基站天线的双工器


[0001]本技术涉及频率选择装置，如滤波器和双工器，其包含设置在导电外壳内的金属带状线。

技术介绍

[0002]现代移动通信市场需要多个频段运行的天线。这种天线由辐射元件和波束形成网络组成，其中包含许多无源元件，包括滤波器和双工器。包括双工器在内的基站天线的所有组件都提供了非常低水平的无源互调产品，并通过直接焊接到天线的其他元件上的特殊同轴电缆连接到天线的其他元件。双工器的尺寸必须尽可能小，以便将它们安装到塑料天线罩的受限空间内，以保护天线免受恶劣天气条件的影响。与此同时，双工器提供了低插入损耗和低生产成本。
[0003]许多不同的滤波器设计被开发来改善其频率特性和减小尺寸。采用传统印刷电路板技术制造的包含带状线的滤波器提供了较低的生产成本，但当通带和阻带被窄边界带分隔时，此类器件的插入损耗太大。因此，需要使用设置在导电外壳内部的金属带状导体来降低插入损耗。包含主传输线和与主传输线并联连接的开放式短截线的通带滤波器是最适合制造的，因为这样的分支带状导体可以通过从金属片冲压制成。专利US 5015976、 US 5192297和US 5291161描述了这种过滤器的几种改进，但是当通带和阻带被窄带隔开时，不能使用已知的设计，因为形成开放式短截线的一些带状线的阻抗过高，不能通过冲压制造非常窄的金属带导体。因此，提供由窄边界带分隔的通带和阻带的双工器和滤波器包含许多专利申请所描述的腔谐振器，例如US 3448412,US 6735766,EP 2928011A1,EP 3104452 A1,EP 3179552 A1。这种双工器的生产成本远远高于含有带状导体的双工器的生产成本，因为空腔谐振器的制造比带状导体的制造更为复杂。
[0004]由于现代无线通信工业大量使用双工器，因此需要研发一种结构简单、插入损耗低、生产成本低的双工器。

技术实现思路

[0005]本技术的目的是提供一种设计简单的双工器，通过宽度为1
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4％的边界带将两个宽度为8
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15％的频带分开，并提供低水平的无源互调、低插入损耗和低生产成本。
[0006]本技术的目的是克服已知双工器的不足，已知双工器通过宽度为1
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4％的边界带将两个宽度为8
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15％的频带分开，创造出无源互调水平低、插入损耗低、生产成本低的双工器。例如，降低用于现代移动通信的在600
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6000MHz频带内工作的双工器的生产成本和插入损耗。一种旨在达到本技术目的的双工器，其包含用于低频带和高频带的通带滤波器，该通带滤波器在双工器的公共端口附近连接在一起，并且由设置在两个泡沫介电基板之间的分支带状导体形成，该导电外壳呈矩形管状，在其窄壁上有开口。分支带状导线形成传输线的串联部分和与传输线的串联连接部分并联连接的开放式短截线。开放式短截线在低频带和高频带产生衰减极点。分状带状导体作为一整块金属制成，与导电外壳隔离，仅
通过两端连接到同轴电缆的内导体，同轴电缆连接到双工器的端口。
[0007]用于低频带的通带滤波器的至少一个开放式短截线具有扁平螺旋形状，并且至少一个开放式短截线的电长度约为产生衰减极点的频率的波长的3/4。并且至少一个电长度约为产生衰减极点的频率的波长的3/4的开放式短截线具有扁平螺旋的形状。
[0008]低通带的通带滤波器的两条串联传输线的长度小于两个通带之间中间频波长的 0.08，其阻抗至少是连接到双工器端口的同轴电缆阻抗的两倍。高频带的通带滤波器的两条串联传输线长度大于两个通带之间的中间频波长的0.3。
[0009]分支带状线通过介电引脚固定在泡沫介电基板上。
[0010]所提供的双工器不包含相互接触的金属部件，因为所述分支带状线与作为一块金属制成的导电外壳隔离。由于这种简单的设计，与已知的双工器相比，已知的双工器包含一个导电外壳，该外壳带有一个由螺钉压在一起的盖子，以及被压或焊接到导电外壳上的短路式短截线，所提供的双工器提供了较低的无源互调水平和较低的生产成本。
[0011]带状线的螺旋形状允许通过具有比直和弯曲形状宽两倍以上的宽度的带状线形成具有高阻抗的开放式短截线。因此，根据本技术的双工器提供的插入损耗比使用直形或弯形开放式短截线的已知双工器少。此外，所提供的双工器的匹配与具有非常窄的开放式短截线的已知双工器的匹配相比，对生产公差的依赖性更小。其他带状线的弯曲形状允许减小双工器的尺寸。分支带状线由整块金属通过冲压制成，并由泡沫介电基板支撑，提供非常小的生产公差，因此所提供的双工器是在没有调谐程序的情况下制造的，并且不包含调谐螺钉。因此其生产成本低于已知双工器的生产成本。
附图说明
[0012]本技术的一些相关实施例如下图所示：
[0013]图1a和1b示出了第一类通带滤波器的带状线顶视图，该带状线包含由US 5291161(现有技术)描述的主线和开放式短截线，并且其插入损耗的频率特性在高于通带的频带上急剧增加。
[0014]图2a和2b示出了第二类通带滤波器的带状线俯视图，该带状线包含由US 5291161(现有技术)描述的主线和开放式短截线，并且其插入损耗的频率特性在低于通带的频带上急剧增加。
[0015]图3是根据本技术的双工器的原理图。
[0016]图4是双工器的频率特性S11、S21和S31，该双工器的原理图如图3所示，具有表1的传输长度Ln和阻抗Zn。
[0017]图5为具有不同阻抗和长度的开放式短截线的频率特性S11和S21，在相同频率 1880MHz下形成衰减极点。
[0018]图6显示一个滤波器的频率特性S11和S21，该滤波器的原理图如图3所示，具有表2的传输长度Ln和阻抗Zn。
[0019]图7显示在相同频率1832MHz处创建衰减极点的不同形状的开放式短截线的模拟频率特性S11和S21。
[0020]图8是显示根据本技术的双工器的分支带状导体的俯视图。
[0021]图9是一个组件的透视图，该组件包括设置在两个介电泡沫基板之间并通过介电
引脚与之固定的分支带状导体。
[0022]图10示出根据本技术的双工器的金属外壳7。
[0023]图11是由图8
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10所示的元件组成的双工器的第一优选实施例的侧视图。
[0024]图12示出根据本技术的双工器的透视图，其中同轴电缆连接到其端口。
[0025]图13是包含了图8所示的带状导体的双工器的模拟频率特性S11、S21和S31。
[0026]图14是包含根据本技术的两个双工器和同轴电缆的导电外壳的透视图，同轴电缆连接到双工器的端口。
具体实施方式
[0027]应当理解，本技术不限于以上附图所公开的特定形式。本技术将覆盖落入如所附权利要求所限定的本技术的精神和范围内的所有修改、等同物和替代物。
[0028]在本实用本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种双工器，包括：用于低频带和高频带的通带滤波器，该滤波器连接在靠近双工器的一个共同端口上，并由设置在导电外壳内的分支带状导体形成；其中，分支带状导体形成传输线的串联部分和与传输线的串联部分并联的开放式短截线，并在低频带和高频带形成衰减极点；其中，分支带状导体是与导电外壳隔离的整块金属，并且仅连接到同轴电缆的内导体，所述同轴电缆连接到双工器的公共端口和输出端口；其中，至少一个开放式短截线具有一个频率的3/4波长的电长度，在此频率产生第二个衰减极点，所述衰减极点设置在双工器的工作频带内；其中，至少一个开放式短截线具有扁平螺旋形状。2.根据权利要求1所述的双工器，所述分支带状导体的至少两个串联连接部分形成用于低频带的通带滤波器，其长度小于两个频带之间中间频的波长的0.08，并且其阻抗至少是连接到双工器端口的同轴电缆阻抗的两倍。3.根据权利要求1所述的双工器，其特征在于，形成用于高频带的通带滤波器的分支带状导体的两个串联部分的长度大于频带间中间频的波长的0.3。4.根据权利要求1所述的双工器，其特征在于,所述分支带状导体的至少一部分具有弯曲形状。5.根据权利要求1所述的双工器，其特征在于,至少一个开放式短截线具有曲折形状。6.根据权利要求1所述的双工器，...

【专利技术属性】
技术研发人员：李梓萌，塔拉年科，
申请(专利权)人：广州司南技术有限公司，
类型：新型
国别省市：