5G通用的无源互调失真耦合方式的滤波器及滤波方法与流程

本发明涉及5g通用耦合优异的无源互调失真耦合方式的滤波器及滤波方法，详细地，涉及减少由频带耦合器产生的无源互调失真干扰的通用耦合器，上述频带耦合器将包括5g在内的多个运营商的输出耦合成一个来发送到天线。即，本发明涉及如下的5g通用耦合优异的无源互调失真耦合方式的滤波器及滤波方法，即，可根据多个高输出信号的频带改变耦合方式来改善抵抗无源互调失真干扰的性能。

背景技术：

近年来，由于智能手机(smartphone)的出现和通信公司宣布的无限流量收费制等，对无线互联网的需求正在增加。尤其，随着引入5g，建立着新的频带网络。

如上所述，随着移动通信的需求持续增加，需要改善移动通信的质量，并且在用于将多个移动通信系统集成为一个通用天线的耦合器中，发生此前在商用移动通信系统中几乎被忽略的无源互调失真(pimd，passiveinter-modulationdistortion)问题。随着为解决移动通信质量改善要求而进行的多信道化、高功率化、高频率化等，这种问题变得越来越严重，并且为了解决这种问题，进行着持续的研究。

作为其一例，韩国专利公开公报第10-2018-0064054号提出了一种将印刷电路板(pcb)悬浮在空中的悬浮(suspended)结构，其可以利用低通滤波器及高通滤波器来实现宽带双工器，并使作为产生接触非线性无源互调失真的主要原因的隧穿效应最小化，以改善无源互调失真性能。

但是，即使在这此情况下，也存在难以对接近频带的信号进行耦合的问题。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：韩国专利公开公报第10-2018-0064054号(2018年6月14日)

技术实现要素：

技术问题

本发明的目的在于，提供如下的5g通用耦合优异的无源互调失真耦合方式的滤波器及滤波方法，即，可通过改善无源互调失真性能，将多个移动通信运营商的输出耦合并发送到天线。

本发明的另一目的在于，提供如下的5g通用耦合优异的无源互调失真耦合方式的滤波器及滤波方法，即，可根据包括5g在内的多个移动通信运营商的频带信号，改变耦合方式来改善通用耦合器的无源互调失真性能。

解决问题的手段

本发明的5g通用耦合优异的无源互调失真耦合方式的滤波器可包括：第一耦合器，用于耦合第一频带信号和第二频带信号；以及第二耦合器，用于耦合第一耦合器的输出和第三频带信号。

其中，当第一频带信号与第二频带信号之间的频率间隔为规定值以下时，第一耦合器可由公共极点耦合构成，第二耦合器可由带状线耦合构成。

并且，当第一频带信号与第二频带信号之间的频率间隔为规定值以上时，第一耦合器可由带状线耦合构成，第二耦合器可由公共极点耦合构成。

其中，上述公共极点耦合可以对至少两个频带信号进行电容器耦合。

并且，上述公共极点耦合可包括：频率谐振器，流入频带信号；信号连接壁体，与多个上述频带信号相耦合；以及连接部，用于将在上述信号连接壁体中耦合的信号输出到天线。

并且，上述信号连接壁体可包括：底座，用于连接上述频率谐振器和连接部；以及上侧延伸部，在上述底座的上侧延伸而成，分别与上述频率谐振器及上述连接部隔开形成。

并且，上述信号连接壁体可根据上述上侧延伸部的高度h、宽度w及隔开距离d来进行上述频带信号的阻抗匹配。

另一方面，上述带状线耦合对至少两个频带信号以印刷电路板模式进行耦合。

本发明再一实施例的5g通用耦合优异的无源互调失真耦合方式的滤波器可包括：频带分离器，当由至少一个运营商提供服务的频带为第一规定值以下时，将其分离为低频，当由至少一个运营商提供服务的频带在第一规定值与第二规定值之间时，将其分离为中频，当由至少一个运营商提供服务的频带为第二规定值以上时，将其分离为高频；信道滤波器，对上述频带分离器的输出进行信道滤波；第一耦合器100，对于上述信道滤波器的输出，将至少两个低频进行公共极点耦合；第二耦合器200，对于上述信道滤波器的输出，将至少两个中频进行公共极点耦合；第三耦合器，对于上述信道滤波器的输出，将至少两个高频进行公共极点耦合；以及第四耦合器，对上述第一耦合器、上述第二耦合器及上述第三耦合器的输出进行带状线耦合。

在此情况下，上述公共极点耦合可包括：频率谐振器，流入频带信号；信号连接壁体，与多个上述频带信号相耦合；以及连接部，用于将在上述信号连接壁体中耦合的信号输出到天线。

并且，上述信号连接壁体可包括：底座，用于连接上述频率谐振器和连接部；以及上侧延伸部，在上述底座的上侧延伸而成，分别与上述频率谐振器及上述连接部隔开形成。

并且，上述信号连接壁体可根据上述上侧延伸部的高度h、宽度w及隔开距离d来进行上述频带信号的阻抗匹配。

另一方面，上述带状线耦合可对至少两个频带信号以印刷电路板模式进行耦合。

本发明另一实施例的5g通用耦合优异的无源互调失真耦合方式的滤波方法可包括：通过第一耦合器耦合第一频带信号和第二频带信号的第一耦合步骤；以及通过第二耦合器耦合上述第一耦合器的输出和第三频带信号的第二耦合步骤，当上述第一频带信号与上述第二频带信号之间的频率间隔为规定值以上时，上述第一耦合器由带状线耦合构成，上述第二耦合器由公共极点耦合构成，当上述第一频带信号与上述第二频带信号之间的频率间隔为规定值以下时，上述第一耦合器由公共极点耦合构成，上述第二耦合器由带状线耦合构成。

发明的效果

本发明的5g通用耦合优异的无源互调失真耦合方式的滤波器及滤波方法具有如下优点：可通过改善无源互调失真性能，将多个移动通信运营商的输出耦合来发送到天线。

并且，本发明的5g通用耦合优异的无源互调失真耦合方式的滤波器及滤波方法具有如下优点：可根据包括5g在内的多个移动通信运营商的频带信号，改善耦合方式来改善通用耦合器的无源互调失真性能。

附图说明

图1为示出本发明一实施例的5g通用耦合优异的无源互调失真耦合方式的滤波器的框图。

图2为详细示出图1的第一耦合器或第二耦合器进行公共极点耦合方式的图。

图3为详细示出图2的频带耦合部的立体图及剖视图。

图4为详细示出图1的第一耦合器或第二耦合器进行带状线耦合方式的图。

图5为示出本发明另一实施例的5g通用耦合优异的无源互调失真耦合方式的滤波器的框图。

图6为示出本发明一实施例的5g通用耦合优异的无源互调失真耦合方式的滤波方法的流程图。

具体实施方式

将参照附图来说明用于实施本发明的具体实施例。

本发明可实施多种变更，可具有多种实施例，将在附图中例示特定实施例并进行详细说明。但是，这并非表示所要将本发明限定于特定实施方式，而应当理解为包括本发明的思想及技术范围内的所有变更、等同技术方案及代替技术方案。

以下，将参照附图来详细说明本发明的5g通用耦合优异的无源互调失真耦合方式的滤波器及滤波方法。

图1为示出本发明一实施例的5g通用耦合优异的无源互调失真耦合方式的滤波器的框图，图2至图4为用于详细说明图1的详细图。

以下，将参照图1至图4来对本发明一实施例的5g通用耦合优异的无源互调失真耦合方式的滤波器进行说明。

首先，参照图1，本发明一实施例的5g通用耦合优异的无源互调失真耦合方式的滤波器包括：第一耦合器100，用于耦合第一频带信号和第二频带信号；以及第二耦合器200，用于耦合第一耦合器100的输出和第三频带信号。

其中，当第一频带信号和第二频带信号之间的频率间隔为规定值以下时，第一耦合器100可由公共极点耦合构成，第二耦合器200可由带状线耦合构成。

并且，当第一频带信号和第二频带信号之间的频率间隔为规定值以上时，第一耦合器100可由带状线耦合构成，第二耦合器200可由公共极点耦合构成。

在本发明中，当对相邻的不同频带信号进行频带耦合时，会产生无源互调失真，因而使用公共极点方式以解决移动通信公司之间发生干扰的问题。

为了将包括5g在内的具有不同频带(800mhz、900mhz、1.8ghz、2.1ghz、3.5ghz等)的多个移动通信公司频率发送到一个天线，需要对移动通信公司基站或中继器的输出进行频带耦合。

在此情况下，多个移动通信公司的频率相邻或不相邻。尤其，当对相邻的不同频带信号进行频带耦合时，会产生无源互调失真，这可能引起移动通信公司之间的干扰。在本发明中，为了解决该问题，可通过使用公共极点方式来改善相邻的不同频带之间的无源互调失真性能。

另一方面，在公共极点方式的情况下，存在实现时需要占用大量空间的缺点，而在带状线耦合的情况下，由于简单地在印刷电路板(pcb，printedcircuitboard)进行耦合，因而虽然相邻不同频带之间的无源互调失真性能降低，但具有占用空间小的优点。

并且，在带状线耦合的情况下，由于可以忽略在规定值以上隔开的不同频带之间产生的无源互调失真，因此使用带状线来耦合规定值以上隔开的不同频带信号更加有效。

因此，在本发明中，当耦合不同频带的信号时，若频率差为规定值以下，则进行公共极点耦合，若频率差为规定值以上，则通过混合带状线耦合来进行频带耦合，从而具有在空间上有效且可改善无源互调失真性能的效果。

图2为详细示出图1的第一耦合器100或第二耦合器200进行公共极点耦合方式的图。

如图2所示，公共极点耦合可对至少两个频带信号进行电容器耦合。

其中，分别由多个空腔(cavity)对多个频带信号进行信道滤波，并且其结果在频带耦合部700进行耦合。

在频带耦合部700中，从用于与一个天线连接的公共极点(pole)形态的连接部720以放射状延伸形成信号连接壁体730。这种信号连接壁体730的数量与频率谐振器710的数量相对应，其向位于多个信道滤波器的末端的空腔的内部延伸，并最终与多个频带信号的输入连接。

即，本发明的频带耦合部700对信道滤波的多个信号进行电容器耦合(c耦合)而不使用天线进行耦合，从而具有优异的无源互调失真性能，并且具有如下优点，即，可以克服使用天线的耦合(l耦合)中需要进行复杂调整的缺点。

图3为详细示出图2的频带耦合部700的立体图及剖视图。

如图3所示，在本发明的公共极点耦合中，频带信号可以流入频率谐振器710，在信号连接壁体730，多个频带信号通过连接部720耦合并输出到天线。

其中，频带耦合部700包括频率谐振器710、连接部720及信号连接壁体730，并且，信号连接壁体730可包括：底座731，用于连接频率谐振器710和连接部720；以及上侧延伸部732，在底座731的上侧延伸而成，与频率谐振器710及连接部720分别隔开形成。

即，如图3的(a)部分所示，信号连接壁体730的一侧通过形成于信号连接壁体730的下侧的底座731与频带耦合部700的连接部720连接，另一侧向构成每个信道滤波器的末端的空腔内侧延伸来与频率谐振器710连接。

如图3的(b)部分所示，如上所述结构的信号连接壁体730可以基于上侧延伸部732的高度h、宽度w及隔开距离d来进行频带信号的阻抗匹配，因此，通过调节上侧延伸部732的高度h、宽度w以及隔开距离d来进行与接收或发送的频带之间的适当的阻抗匹配。

因此，根据本发明，即使不像以往那样具有带状线和用于耦合带状线的耦合线，也可在通过每个信道滤波器的各种频带在被信号连接壁体730阻抗匹配后，与频带耦合部700连接，因而可通过一个天线传输高输出信号，并且，通过天线接收的频率也可通过多个信道滤波器输出到连接端口。

并且，由于放射状信号连接壁体730的一部分延伸并收容于末端的空腔内侧，因此这种频带耦合部700具有突出的空间利用性，并具有在注塑成型时可以成型为一体的优点。

如上所述，根据本发明，通过每个信道滤波器输入到频带耦合部700的频率被组合(combined)并通过一个天线传输，并且，通过天线接收的频率通过频带耦合部700连接到每个信道滤波器，从而具有能够进行双向发送和接收的结构。

另一方面，为了使通过每个信道滤波器传输到频带耦合部700或通过天线接收并通过频带耦合部700连接到每个信道滤波器的信号的损失最小化，连接部720和信号连接壁体730的外侧表面可以镀有导电物质，优选地，可以镀有导电性优异的银。在此情况下，镀银的厚度可以为6μm～15μm。

图4为详细示出图1的第一耦合器100或第二耦合器200进行带状线耦合方式的图。

如图4所示，带状线耦合可以对至少两个频带信号以印刷电路板模式进行耦合，在此情况下，由于多个输入信号以及多个输入连接到由一个带状线800构成的印刷电路板上，因此输入之间发生干扰，从而可能产生无源互调失真。

但是，当多个输入信号的频带差为规定值以上时，在相邻频率中不会产生无源互调失真形成频率，因而在多个输入信号之间可能没有干扰，当多个输入信号的频带差为规定值以上时，通过使用带状线耦合，具有可以在提高无源互调失真性能的同时减小使用空间的优点。

图5为示出本发明另一实施例的5g通用耦合优异的无源互调失真耦合方式的滤波器的框图。

如图5所示，本发明另一实施例的5g通用耦合优异的无源互调失真耦合方式的滤波器包括：频带分离器500，当由至少一个运营商提供服务的频带为第一规定值以下时，将其分离为低频，当由至少一个运营商提供服务的频带在第一规定值与第二规定值之间时，将其分离为中频，当由至少一个运营商提供服务的频带为第二规定值以上时，将其分离为高频；信道滤波器600，对频带分离器500的输出进行信道滤波；第一耦合器100，用于将至少两个低频公共极点耦合到信道滤波器600的输出；第二耦合器200，用于将至少两个中频公共极点耦合到信道滤波器600的输出；第三耦合器300，用于将至少两个高频公共极点耦合到信道滤波器600的输出；以及第四耦合器400，用于带状线耦合第一耦合器100、第二耦合器200及第三耦合器300的输出。

例如，当第一运营商为440m～450m的消防无线信号，第二运营商为skt公司时，可以连接作为cdma/wcdma/lte的发送和接收频带的825mhz～838mhz、870～883mhz～915mhz、1715mhz～1734mhz、1810mhz～1829mhz、1931mhz～1959mhz、2121mhz～2149mhz及3620mhz～3700mhz(5g)的频带。并且，当第三运营商为kt时，可以连接作为cdma/wcdma/lte的发送和接收频带的814mhz～823mhz、859mhz～868mhz、904mhz～915mhz、949mhz～960mhz、1736mhz～1755mhz、1831mhz～1850mhz、1961mhz～1980mhz、2151mhz～2170mhz及3520mhz～3580mhz(5g)的频带。另外，lgu+的信号也可以连接到第四运营商。

作为一例，可将第一规定值设定为1ghz，将第二规定值设定为3ghz。并且，作为另一例，通过将第一规定值和第二规定值设定为相同的值，即1ghz或2ghz，从而可以仅分离为低频和高频来进行耦合。

在本发明中，当需要耦合的频带信号多时，若频带差为规定值以下，则进行公共极点耦合，若频带差为规定值以上，则通过混合带状线耦合来进行频带耦合，从而可以有效利用空间的同时改善无源互调失真性能。

图6为示出本发明一实施例的5g通用耦合优异的无源互调失真耦合方式的滤波方法的流程图。

如图6所示，5g通用耦合优异的无源互调失真耦合方式的滤波方法包括：通过第一耦合器100耦合第一频带信号和第二频带信号的步骤(s100)；以及通过第二耦合器200耦合第一耦合器100的输出和第三频带信号的步骤(s200)，在此情况下，当第一频带信号与第二频带信号之间的频率间隔为规定值以上时，第一耦合器100能够由带状线耦合构成，而第二耦合器200能够由公共极点耦合构成，当第一频带信号和第二频带信号之间的频率间隔为规定值以下时，第一耦合器100能够由公共极点耦合构成，而第二耦合器200能够由带状线耦合构成。

为了将包括5g在内的具有不同频带(800mhz、900mhz、1.8ghz、2.1ghz、3.5ghz等)的多个移动通信公司频率发送到一个天线，需要对移动通信公司基站或中继器的输出进行频带耦合。

在此情况下，多个移动通信公司的频率相邻或不相邻。尤其，当对相邻的不同频带信号进行频带耦合时，会产生无源互调失真，这可能引起移动通信公司之间的干扰。如上所述，在本发明中，为了解决该问题，可通过使用公共极点方式来改善相邻的不同频带之间的无源互调失真性能。

另一方面，在公共极点方式的情况下，存在实现时需要占用大量空间的缺点，而在带状线耦合的情况下，由于简单地在印刷电路板(pcb，printedcircuitboard)进行耦合，因而虽然相邻不同频带之间的无源互调失真性能降低，但具有占用空间小的优点。

并且，在带状线耦合的情况下，由于可以忽略在规定值以上隔开的不同频带之间产生的无源互调失真，因此使用带状线来耦合规定值以上隔开的不同频带信号更加有效。

因此，如上所述，在本发明中，当耦合不同频带的信号时，若频率差为规定值以下，则进行公共极点耦合，若频率差为规定值以上，则通过混合带状线耦合来进行频带耦合，从而具有在空间上有效且可改善无源互调失真性能的效果。

如上所述，本发明的5g通用耦合优异的无源互调失真耦合方式的滤波器及滤波方法具有如下优点：可通过改善无源互调失真性能，将多个移动通信运营商的输出耦合来发送到天线，并且，可根据包括5g在内的多个移动通信运营商的频带信号，改善耦合方式来改善通用耦合器的无源互调失真性能。

上述内容包括一个以上实施例的实例。当然，并非为了说明上述实施例而说明组件或方法的所有可能的组合，本发明所属技术领域的普通技术人员可以意识到各种实施例的附加组合和替换。因此所说明的实施例包括落入所附发明要求保护范围的所有替代、变形及改善。