一種帶隔離度的20GHz超寬帶合路器的制造方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種帶隔離度的20GHz超寬帶合路器，包括金屬盒體（4）、蓋板（7）、磁環(huán)（5）以及微波平面電路板（6）；所述金屬盒體（4）上分別設(shè)有第一射頻接頭（1）、第二射頻接頭（2）和第三射頻接頭（3）；所述微波平面電路板（6）和磁環(huán)（5）均內(nèi)置在金屬盒體（4）內(nèi)；所述微波平面電路板（6）分別與第一射頻接頭（1）、第二射頻接頭（2）和第三射頻接頭（3）連接；所述磁環(huán)（5）套在微波平面電路板（6）連接第三射頻接頭（3）的部位上；所述蓋板（7）則蓋在金屬盒體（4）上。本實用新型實現(xiàn)了帶寬超過2000倍頻程，上限頻率可以達到20GHz；解決了信號的串?dāng)_，改善了耦合度和插損的平坦度，提升了定向耦合器的方向性。
【專利說明】
一種帶隔離度的20GHz超寬帶合路器
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及微波、射頻技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及的是一種帶隔離度的20GHz超寬帶合路器。
【背景技術(shù)】
[0002]合路器屬于無源微波器件，主要用于功率合成與分配。合路器一般有兩個或多個輸入端口，只有一個輸出端口。端口隔離度是一個比較重要的指標(biāo)，用于描述兩路信號互不影響的能力。
[0003]早期的T型結(jié)合路器，這種合路器結(jié)構(gòu)簡單，容易實現(xiàn)。但是，其不足在于兩路輸入端口沒有隔離度，兩輸入端口相互泄露，相互干擾嚴(yán)重，而且T型結(jié)合路器各個端口是不能同時達到匹配狀態(tài)的。
[0004]Wilkinson合路器，解決了T型結(jié)合路器各端口不能同時達到匹配的問題，而且各端口具有很低的駐波比，兩輸入端口隔離度高。但是對于20GHz這么超寬帶，Wi Ikinson合路器有些無能為力，因為其內(nèi)部用到了 1/4波長微帶線，這就決定了其可用頻帶寬度受限，其只能滿足窄帶的需求。
[0005]對稱電阻性合路器，優(yōu)點是原理簡單、成本低、帶寬非常寬、各個端口都是匹配的、各端口都可以既作為輸入端口也可以作為輸出端口。但有兩個不足:第一，這個網(wǎng)絡(luò)是有耗的，電阻網(wǎng)絡(luò)本身就消耗了3dB功率，再加上功分，從而達到6dB的傳輸損耗。第二，因為電阻網(wǎng)絡(luò)的高度對稱性，兩輸入端口沒有隔離度。
[0006]中國專利:一種無源寬頻合路器(CN204067536U)公開了一種合路器將現(xiàn)2G、3G和4G網(wǎng)絡(luò)信號全部合路在一起，并且相互之間隔離度高，一同經(jīng)過天線進行覆蓋，施工方便，節(jié)約成本，廣泛應(yīng)用于移動通信領(lǐng)域。其實際上屬于窄帶合路器，畢竟GSM、DCS、WCDMA和LTE在整個微波頻段來講，也就是幾十兆?幾百兆赫茲量級。此專利只針對民用移動通信頻段，并且頻段是離散的，非通用合路器。
[0007]而中國專利:一種寬頻帶線合路器(CN203574080U)、超寬頻合路器(CN202196847U)、超寬頻合路器(CN201877551U)、一種寬帶合路器(CN203339282U)、一種多頻寬帶合路器(CN203242728U)以及寬頻合路器(CN201766151U)基本都是采用腔體、諧振桿(棒)、濾波器、調(diào)節(jié)螺桿、耦合柱等方法實現(xiàn)的，結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜、體積較大、調(diào)試難度不小、且設(shè)備笨重。
[0008]美國專利Broadbandcoupled-line power combiner/divider(US6472950Bl)則采用耦合線陣列的方法實現(xiàn)了 N路信號合路，不僅結(jié)構(gòu)復(fù)雜，而且也存在頻帶很難達到超高頻的問題。
[0009]綜上所述，有必要設(shè)計一種新型合路器，以滿足20GHz的超寬帶隔離度要求。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0010]針對上述技術(shù)不足，本發(fā)明提供了一種帶隔離度的20GHz超寬帶合路器，其采用了6dB電橋式混合電阻網(wǎng)路原理設(shè)計，不僅可以實現(xiàn)20GHz的超寬帶，滿足民用移動通信、光通信、部分特種頻率領(lǐng)域的應(yīng)用需求，而且合路器兩輸入端口有較高的隔離度。
[0011 ]為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下:
[0012]一種帶隔離度的20GHz超寬帶合路器，包括金屬盒體、蓋板、磁環(huán)以及根據(jù)6dB電橋式混合電阻網(wǎng)路原理設(shè)計的微波平面電路板;所述金屬盒體上分別設(shè)有第一射頻接頭、第二射頻接頭和第三射頻接頭;所述微波平面電路板和磁環(huán)均內(nèi)置在金屬盒體內(nèi)；所述微波平面電路板分別與第一射頻接頭、第二射頻接頭和第三射頻接頭連接;所述磁環(huán)套在微波平面電路板連接第三射頻接頭的部位上，用于保證在所需的頻段內(nèi)實現(xiàn)信號的選擇和濾除;所述蓋板則蓋在金屬盒體上，實現(xiàn)對金屬盒體內(nèi)部的完全密封和減小諧振。
[0013]具體地說，所述微波平面電路板包括第一端口、第二端口、第三端口、第一電阻、第二電阻、第三電阻以及包含有第一參考平面和第二參考平面的微波平面印制板;所述第一端口位于第一射頻接頭處;所述第二端口位于第二射頻接頭處;所述第三端口位于第三射頻接頭處;所述第一電阻同時與第一端口和第二端口連接;所述第二電阻同時與第二端口和第二參考平面連接;所述第三電阻同時與第一參考平面和第二參考平面連接。
[0014]進一步地，所述第一端口和第二端口均設(shè)置在第一參考平面上，該第一參考平面用作第一端口和第二端口的共同參考地;所述第三端口設(shè)置在第二參考平面上，該第二參考平面用作第三端口的參考地。
[0015]再進一步地，所述第一端口連接有設(shè)置在微波平面印制板上的第一信號線;所述第二端口連接有設(shè)置在微波平面印制板上的第二信號線;所述第三端口連接有與第一信號線連通的第三信號線，且該第三信號線與第二參考平面一同貫穿磁環(huán);所述第一電阻一端焊接在第一信號線上，另一端焊接在第二信號線上;所述第二電阻一端焊接在第二信號線上，另一端焊接在第二參考平面上。
[0016]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下有益效果:
[0017](I)本發(fā)明帶寬寬(可實現(xiàn)20GHz)、結(jié)構(gòu)簡單、技術(shù)指標(biāo)優(yōu)良(傳輸損耗6dB，隔離度20dB以上，輸入輸出回波損耗13dB以上)。
[0018](2)相比于Wilkinson合路器與而言，本發(fā)明解決了 1/4波長微帶線所帶來的帶寬嚴(yán)重不足問題，通過設(shè)計的微波平面電路板(根據(jù)6dB電橋式混合電阻網(wǎng)路原理設(shè)計)可以實現(xiàn)可用頻帶達到20GHz，實現(xiàn)超寬帶。同時,Wilkinson合路器為了達到很寬的帶寬往往需要增大微波電路的尺寸來滿足寬帶的要求，因此體積都相對比較大，而本發(fā)明體積小巧、成本低廉。
[0019](3)相比于對稱電阻性合路器而言，本發(fā)明實現(xiàn)了 20GHz超寬帶上的隔離度達到20dB以上，且對稱電阻性的合路器設(shè)計由于其高度的對稱性，所有端口都可以既作為輸入端口也可以作為輸出端口，使得隔離度基本沒有。
[0020](4)相比于常見的腔體、調(diào)諧桿(棒)模式而言，本發(fā)明創(chuàng)新性地采用微波平面電路板結(jié)構(gòu)設(shè)計，并配合了高導(dǎo)電率的金屬盒體結(jié)構(gòu)和抑制低頻性能良好的若干磁環(huán)，從而不僅易于實現(xiàn)和調(diào)試，而且制作工藝簡單。
[0021](5)相對于專用窄帶合路器而言(如移動通信系統(tǒng)中多頻合路器)，本發(fā)明可以更加通用化，其用途完全不受局部頻段的限制。
【附圖說明】

[0022]圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0023]圖2為6dB電橋式混合電阻網(wǎng)路的原理圖。
[0024]圖3為本發(fā)明中微波平面電路板的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0025]圖4為本發(fā)明傳輸損耗與隔離度測試曲線示意圖。
[0026]圖5為本發(fā)明各端口回波損耗測試曲線示意圖。
[0027]其中，附圖標(biāo)記對應(yīng)的名稱為:
[0028]1-第一射頻接頭，2-第二射頻接頭，3-第三射頻接頭，4-金屬盒體，5-磁環(huán)，6_微波平面電路板，61-第一端口，62-第二端口，63-第三端口，64-第一電阻，65-第二電阻，66-第三電阻，67-微波平面印制板，68-第一參考平面，69-第二參考平面，7-蓋板。
【具體實施方式】
[0029]下面結(jié)合【附圖說明】和實施例對本發(fā)明作進一步說明，本發(fā)明的方式包括但不僅限于以下實施例。
[0030]如圖1所示，本發(fā)明提供了一種帶隔離度的20GHz超寬帶合路器，其包括金屬盒體
4、蓋板7、磁環(huán)5以及微波平面電路板6。所述微波平面電路板6和磁環(huán)5均內(nèi)置在金屬盒體4內(nèi)；且微波平面電路板6分別與第一射頻接頭1、第二射頻接頭2和第三射頻接頭3連接。所述蓋板7則蓋在金屬盒體4上。
[0031]本實施例中，所述的微波平面電路板6是根據(jù)6dB電橋式混合電阻網(wǎng)路原理設(shè)計的，6dB電橋式混合電阻網(wǎng)路的原理如圖2所示，圖2中，端口 I與端口 2、端口 I與端口 3的傳輸損耗為6dB，端口 2與端口 3的隔離度為20dB，端口 1、端口 2、端口 3回波損耗能達到15 dB。圖2中有3個端口，用到合路器中時，端口 I作為輸出端口，端口 2與端口 3同時作為輸入端口(由于合路器是無源的、互易的，因而可以反過來用)；而用作功分器中時，端口 I作為輸入端口，端口 2與端口 3同時作為輸出端口。端口 2與端口 3必須同時處于相同的工作狀態(tài)。
[0032]上述端口中，端口 1、端口 2的參考地為參考節(jié)點I，端口 3的參考地為參考節(jié)點2。參考節(jié)點I與參考節(jié)點2不是同一個參考地，沒有直接關(guān)系。而電阻I連接著端口 I與端口 2，電阻2連接著端口 2與參考節(jié)點2，電阻3連接著參考節(jié)點I與參考節(jié)點2。三個端口中，只有端口I與端口 3的信號線是直接連通的。
[0033]按照上述理論基礎(chǔ)，如圖3所示，本發(fā)明中的微波平面電路板6包括第一端口61、第二端口 62、第三端口 63、第一電阻64、第二電阻65、第三電阻66以及包含有第一參考平面68和第二參考平面69的微波平面印制板67。所述第一端口 61和第二端口 62均設(shè)置在第一參考平面68上，該第一參考平面68用作第一端口 61和第二端口 62的共同參考地;所述第三端口63設(shè)置在第二參考平面69上，該第二參考平面69用作第三端口 63的參考地。并且所述第一端口 61位于第一射頻接頭I處;所述第二端口 62位于第二射頻接頭2處;所述第三端口 63位于第三射頻接頭3處。
[0034]所述第一電阻64同時與第一端口 61和第二端口 62連接;所述第二電阻65同時與第二端口 62和第二參考平面69連接;所述第三電阻66同時與第一參考平面68和第二參考平面69連接。
[0035]所述磁環(huán)5套在微波平面電路板6連接第三射頻接頭3的部位上(即第三信號線與第二參考平面一同貫穿磁環(huán)5)，用于保證在所需的頻段內(nèi)實現(xiàn)信號的選擇和濾除。
[0036]用矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀測試該合路器，得到的傳輸損耗與隔離度曲線如圖4所示，而合路器中各端口回波損耗則如圖5所示。
[0037]本發(fā)明通過合理的結(jié)構(gòu)設(shè)計，不僅解決了現(xiàn)有Wilkinson合路器帶寬難于實現(xiàn)超寬帶的技術(shù)難題，而且解決了對稱電阻性合路器的隔離度問題，并且避免了腔體合路器存在的結(jié)構(gòu)復(fù)雜、調(diào)試難度大的問題，同時，本發(fā)明還不受應(yīng)用頻段的限制，通用性更強。因此，與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明進步十分明顯，其具有實質(zhì)性的特點和進步。
[0038]上述實施例僅為本發(fā)明的優(yōu)選實施方式之一，不應(yīng)當(dāng)用于限制本發(fā)明的保護范圍，凡在本發(fā)明的主體設(shè)計思想和精神上作出的毫無實質(zhì)意義的改動或潤色，其所解決的技術(shù)問題仍然與本發(fā)明一致的，均應(yīng)當(dāng)包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項】
1.一種帶隔離度的20GHz超寬帶合路器，其特征在于，包括金屬盒體(4)、蓋板(7)、磁環(huán)(5)以及根據(jù)6dB電橋式混合電阻網(wǎng)路原理設(shè)計的微波平面電路板(6);所述金屬盒體(4)上分別設(shè)有第一射頻接頭(I)、第二射頻接頭(2)和第三射頻接頭(3);所述微波平面電路板(6)和磁環(huán)(5)均內(nèi)置在金屬盒體(4)內(nèi)；所述微波平面電路板(6)分別與第一射頻接頭(1)、第二射頻接頭(2)和第三射頻接頭(3)連接;所述磁環(huán)(5)套在微波平面電路板(6)連接第三射頻接頭(3)的部位上，用于保證在所需的頻段內(nèi)實現(xiàn)信號的選擇和濾除;所述蓋板(7)則蓋在金屬盒體(4)上，實現(xiàn)對金屬盒體內(nèi)部的完全密封和減小諧振。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種帶隔離度的20GHz超寬帶合路器，其特征在于，所述微波平面電路板(6)包括第一端口(61)、第二端口(62)、第三端口(63)、第一電阻(64)、第二電阻(65)、第三電阻(66)以及包含有第一參考平面(68)和第二參考平面(69)的微波平面印制板(67);所述第一端口(61)位于第一射頻接頭(I)處;所述第二端口(62)位于第二射頻接頭(2)處；所述第三端口(63)位于第三射頻接頭(3)處；所述第一電阻(64)同時與第一端口(61)和第二端口(62)連接;所述第二電阻(65)同時與第二端口(62)和第二參考平面(69)連接;所述第三電阻(66)同時與第一參考平面(68)和第二參考平面(69)連接。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種帶隔離度的20GHz超寬帶合路器，其特征在于，所述第一端口(61)和第二端口(62)均設(shè)置在第一參考平面(68)上，該第一參考平面(68)用作第一端口(61)和第二端口(62)的共同參考地;所述第三端口(63)設(shè)置在第二參考平面(69)上，該第二參考平面(69)用作第三端口(63)的參考地。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種帶隔離度的20GHz超寬帶合路器，其特征在于，所述第一端口(61)連接有設(shè)置在微波平面印制板(67)上的第一信號線;所述第二端口(62)連接有設(shè)置在微波平面印制板(67)上的第二信號線;所述第三端口(63)連接有與第一信號線連通的第三信號線，且該第三信號線與第二參考平面一同貫穿磁環(huán)(5);所述第一電阻(64)—端焊接在第一信號線上，另一端焊接在第二信號線上;所述第二電阻(65)—端焊接在第二信號線上，另一端焊接在第二參考平面(69)上。
【文檔編號】H01P1/213GK205723890SQ201620558942
【公開日】2016年11月23日
【申請日】2016年6月12日
【發(fā)明人】張龍才, 何遲光, 付敏, 陳建國, 廖清華, 王曉忠
【申請人】珠海思開達技術(shù)有限公司