一种物联网双工器的制作方法

本实用新型涉及通信技术领域，特别是涉及一种物联网双工器。

背景技术：

LoRa是物联网中一种基于扩频技术的超远距离传输方案，具有传输距离远、低功耗、多节点和低成本等特性，在物联网部署中，LoRa网关可以采用双工器进行全双工通信。

目前物联网领域中使用的双工器均为波导导体材质制作，通过调节波导表面吸波材料面积来调节双工器隔离度指标，通过PCB板阻抗控制来调节双工器通带频率和插损指标。

这种双工器利用腔体材料先制作两个高频带通滤波器和低通滤波器件，然后搭配起来再通过带阻器件调节匹配完成双工器的制作。由于制作工艺的限制，其器件尺寸比较大，尺寸一般在10cm以上，重量也比较重并且不容易量产。另外，如果将这种双工器安装的LoRa网关中，也会限制LoRa网关的体积，使得LoRa网关体积无法做小。

技术实现要素：

鉴于上述问题，提出了本实用新型实施例以便提供一种克服上述问题或者至少部分地解决上述问题的一种双工器。

为了解决上述问题，本实用新型实施例公开了一种物联网双工器，包括：

第一端口，

与所述第一端口连接的第一带通滤波电路，

第二端口，

与所述第二端口连接的第二带通滤波电路，

第三端口，以及

一端与所述第三端口连接，另一端与所述第一带通滤波电路和所述第二带通滤波电路连接的第三带通滤波电路；

所述第一带通滤波电路与所述第三带通滤波电路构成第一端口与所述第三端口之间的第一通道；

所述第二带通滤波电路与所述第三带通滤波电路构成第二端口与所述第三端口之间的第二通道。

优选的，所述第一带通滤波电路包括：与所述第一端口连接的第一带通滤波器，以及与所述第一带通滤波器连接的第一匹配电路；

所述第二带通滤波电路包括：与所述第二端口连接的第二带通滤波器，以及与所述第二带通滤波器连接的第二匹配电路；

所述第三带通滤波电路包括：与所述第三端口连接的第三带通滤波器，以及与所述第三带通滤波器连接的第三匹配电路；

所述第一匹配电路、所述第二匹配电路与所述第三匹配电路的同一端连接。

优选的，所述第一带通滤波器、所述第二带通滤波器、所述第三带通滤波器为声表面波滤波器或薄膜腔声谐振滤波器。

优选的，所述第一匹配电路、所述第二匹配电路以及所述第三匹配电路为π型匹配电路。

优选的，还包括：基板；

所述第一端口、所述第一带通滤波器、所述第一匹配电路、所述第二端口、所述第二带通滤波器、所述第二匹配电路、所述第三端口、所述第三带通滤波器，以及所述第三匹配电路形成在所述基板上。

优选的，所述隔离频段大于或等于10MHz。

优选的，所述第一通带频段的带内插损为2.5dB-3.5dB，带外抑制小于-45dB；

所述第二通带频段的带内插损为2.5dB-3.5dB，带外抑制小于-45dB。

优选的，所述第一带通滤波器的第四通带频段的带内插损小于或等于1dB，带内宽度为2MHz、带外抑制小于-50dB；

所述第二带通滤波器的第五通带频段的带内插损小于或等于1dB，带内宽度为2MHz、带外抑制小于-50dB；

所述第三带通滤波器的第六通带频段的带内插损小于或等于1dB，带内宽度大于或等于14MHz、带外抑制小于-50dB。

本实用新型实施例还公开了一种物联网双工器，包括：壳体，收容在所述壳体内的基板，第一端口，与所述第一端口连接的第一带通滤波电路，第二端口，与所述第二端口连接的第二带通滤波电路，第三端口，以及一端与所述第三端口连接，另一端与所述第一带通滤波电路和所述第二带通滤波电路连接的第三带通滤波电路；

所述第一带通滤波电路与所述第三带通滤波电路构成第一端口与所述第三端口之间的第一通道；

所述第二带通滤波电路与所述第三带通滤波电路构成第二端口与所述第三端口之间的第二通道；

所述第一端口、所述第一带通滤波器、所述第一匹配电路、所述第二端口、所述第二带通滤波器、所述第二匹配电路、所述第三端口、所述第三带通滤波器，以及所述第三匹配电路形成在所述基板上。

本实用新型实施例包括以下优点：

在本实用新型实施例中，第一端口与第三端口之间的第一通道能够传输第一通带频段的信号；第二端口与第三端口之间的第二通道能够传输第二通带频段的信号；第一通道和第二通道相互独立。两个通带频段的信号能够分别从两个通道同时传输，相互不影响，实现双工通信。本实用新型实施例的物联网双工器不需要采用现有技术的波导导体材质制作，可以在满足物联网指标的情况下，减少物联网双工器的尺寸和重量。

附图说明

图1是本实用新型的一种物联网双工器实施例的结构图；

图2是本实用新型实施例的一种物联网双工器示例的结构图。

具体实施方式

为使本实用新型的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细的说明。

参照图1，示出了本实用新型的一种物联网双工器实施例的结构图，具体可以包括：

第一端口10，与所述第一端口10连接的第一带通滤波电路11，第二端口12，与所述第二端口12连接的第二带通滤波电路13，第三端口14，以及一端与所述第三端口14连接，另一端与所述第一带通滤波电路11和所述第二带通滤波电路13连接的第三带通滤波电路15；

所述第一带通滤波电路11与所述第三带通滤波电路15构成第一端口10与所述第三端口14之间的第一通道；

所述第二带通滤波电路13与所述第三带通滤波电路15构成第二端口12与所述第三端口14之间的第二通道。

在本实用新型实施例中，第一端口10可以为接收端口或发射端口，第二端口12可以为发射端口或接收端口，第三端口14可以为公共的天线端口。第一端口10的第一通带频段为第一带通滤波电路11的通带频段，第二端口12的第二通带频段为第二带通滤波电路13的通带频段，第三端口14的第三通带频段为第三带通滤波电路15的通带频段。

第一端口10与第三端口14之间的第一通道能够传输第一通带频段的信号，第二端口12与第三端口14之间的第二通道能够传输第二通带频段的信号，第一通道和第二通道相互独立。两个通带频段的信号能够分别从两个通道同时传输，相互不影响，实现双工通信。例如，第一端口10可以为接收端口RX，第二端口12可以为发射端口TX，第三端口14可以为天线端口ANT。第一通带频段的信号可以从第一端口10输入，通过第一通道从第三端口14输出；同时，第二通带频段的信号可以从第三端口14输入，通过第二通道从第二端口12输出。本实用新型实施例的物联网双工器不需要采用现有技术的波导导体材质制作，可以在满足物联网指标的情况下，减少物联网双工器的尺寸和重量。

在本实用新型实施例中，第一通带频段与第二通带频段之间具有隔离频段；为了满足物联网领域的要求，在本实用新型实施例中，第一端口的第一通带频段与第二端口的第二通带频段之间的隔离频段可以为10MHz，并允许上下运动。第一通带频段的宽度和第二通带频段的宽度可以为2MHz，并允许上下浮动。第三通带频段包含第一通带频段、第二通带频段和隔离频段，即第三通带频段可以为14MHZ，并允许上下浮动。

参照图2，示出了本实用新型实施例的一种物联网双工器示例的结构图，其中，所述第一带通滤波电路11可以包括：与所述第一端口10连接的第一带通滤波器111，以及与所述第一带通滤波器111连接的第一匹配电路112；

所述第二带通滤波电路13可以包括：与所述第二端口12连接的第二带通滤波器131，以及与所述第二带通滤波器131连接的第二匹配电路132；

所述第三带通滤波电路15可以包括：与所述第三端口14连接的第三带通滤波器151，以及与所述第三带通滤波器151连接的第三匹配电路152；

所述第一匹配电路112、所述第二匹配电路132与所述第三匹配电路152的同一端连接。

在本实用新型实施例中，第一端口10的第一通带频段，由第一带通滤波器111的第四通带频段和第一匹配电路112共同决定。通过调节第一匹配电路112可以调节电路指标，通常第一带通滤波器111的第四通带频段是固定的，通过调节第一匹配电路112可以调节第一通带频段。

第一带通滤波器111的带内宽度可以为2MHz，以使第一通带频段的带内宽度可以为2MHz。第二带通滤波器131的带内宽度可以为2MHz，以使第二通带频段的带内宽度可以为2MHz。第一带通滤波器111与第二带通滤波器131之间具有10MHz的隔离频段，以使第一通带频段和第二通带频段之间具有10MHz的隔离频段。第三带通滤波器151的带内宽度可以大于或等于14MHz。

为了满足物联网领域的要求，第一通带频段应满足带内插损为3dB、带外抑制-45dB的指标，但实际中第一通带频段的带内插损可以为2.5dB-3.5dB，带外抑制可以小于-45dB。

具体的，第一通带频段的带内插损，由第一带通滤波器111的带内插损、第三带通滤波器151的带内插损、第一匹配电路112和第三匹配电路152确定。为了使得第一通带频段满足带内插损为3dB的指标，可以优化第一带通滤波器111的带内插损，使得第一带通滤波器111的带内插损可以小于或等于1dB；可以优化第三带通滤波器151的带内插损，使得第三带通滤波器151的带内插损可以小于或等于1dB；可以调整第一匹配电路112和/或第三匹配电路152来调整第一通带频段的带内插损。

但优化了带通滤波器的带内插损会减少隔离度，因此需要提高第一带通滤波器111和第三带通滤波器151的带外抑制的指标，第一带通滤波器111和第三带通滤波器151的带外抑制可以小于-50dB。由于第一通带频段带外抑制的指标为-45dB，差值的5dB可以由第一匹配电路112和第三匹配电路152来提供。

第二端口12的第二通带频段，由第二带通滤波器131的第五通带频段和第二匹配电路132共同决定。通过调节第二匹配电路132可以调节电路指标，通常第二带通滤波器131的第五通带频段是固定的，通过调节第二匹配电路132可以调节第二通带频段。

为了满足物联网领域的要求，第二通带频段应满足带内插损为3dB、带外抑制-45dB的指标，但实际中第二通带频段的带内插损可以为2.5dB-3.5dB，带外抑制可以小于-45dB。

具体的，第二通带频段的带内插损，由第二带通滤波器131的带内插损、第三带通滤波器151的带内插损、第二匹配电路132和第三匹配电路152确定。为了使得第二通带频段满足带内插损为3dB的指标，可以优化第二带通滤波器131的带内插损，使得第二带通滤波器131的带内插损可以小于或等于1dB；可以优化第三带通滤波器151的带内插损，使得第三带通滤波器151的带内插损可以小于或等于1dB；可以调整第二匹配电路132和/或第三匹配电路152来调整第二通带频段的带内插损。

但优化了带通滤波器的带内插损会减少隔离度，因此需要提高第二带通滤波器131和第三带通滤波器151的带外抑制的指标，第二带通滤波器131和第三带通滤波器151的带外抑制可以小于-50dB。由于第二通带频段带外抑制的指标为-45dB，差值的5dB可以由第二匹配电路132和第三匹配电路152来提供。

第三端口14的第三通带频段，由第三带通滤波器151的第六通带频段和第三匹配电路152共同决定。通过调节第三匹配电路152可以调节电路指标，通常第三带通滤波器151的第六通带频段是固定的，通过调节第三匹配电路152可以调节第三通带频段。

在本实用新型实施例中，所述第一带通滤波器111、所述第二带通滤波器131、所述第三带通滤波器151可以为声表面波(Surface acoustic wave，SAW)滤波器或薄膜腔声谐振(Film bulk acoustic resonator，FBAR)滤波器。

SAW滤波器或者FBAR滤波器的体积尺寸很小，能够使得双工器的体积尺寸做的很小，并且也能满足物联网领域的要求。

在本实用新型实施例中，所述第一匹配电路112、所述第二匹配电路132以及所述第三匹配电路152可以为π型匹配电路、L型匹配电路，甚至双L型匹配电路。具体使用哪种匹配电路要根据电路调试难度来确定，一般L型电路最简单，π型匹配电路比L型电路多了一个匹配位置，灵活度更强一些，更容易调试出电路结果。因此可以优选π型匹配电路作为第一匹配电路112、第二匹配电路132以及第三匹配电路152。

在本实用新型实施例中，所述物联网双工器还可以包括：基板(图中未示出)；

所述第一端口10、所述第一带通滤波器111、所述第一匹配电路112、所述第二端口12、所述第二带通滤波器131、所述第二匹配电路132、所述第三端口14、所述第三带通滤波器151，以及所述第三匹配电路152形成在所述基板上。

基板可以陶瓷材质基板，在选用SAW滤波器或FBAR滤波器作为第一带通滤波器111、第二带通滤波器131以及第三带通滤波器151时。滤波器的晶圆刻蚀在基板上，然后在晶圆上制作滤波器；并且在基板上制作其他电路。

本实用新型实施例还公开了一种物联网双工器，包括：壳体，收容在所述壳体内的基板，第一端口，与所述第一端口连接的第一带通滤波电路，第二端口，与所述第二端口连接的第二带通滤波电路，第三端口，以及一端与所述第三端口连接，另一端与所述第一带通滤波电路和所述第二带通滤波电路连接的第三带通滤波电路；

所述第一带通滤波电路与所述第三带通滤波电路构成第一端口与所述第三端口之间的第一通道；

所述第二带通滤波电路与所述第三带通滤波电路构成第二端口与所述第三端口之间的第二通道；

所述第一端口、所述第一带通滤波器、所述第一匹配电路、所述第二端口、所述第二带通滤波器、所述第二匹配电路、所述第三端口、所述第三带通滤波器，以及所述第三匹配电路形成在所述基板上。

其中，第一带通滤波电路、第二带通滤波电路以及第三带通滤波电路的具体结构可以参照上述实施例，在此不做赘述。

最后，还需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者终端设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者终端设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者终端设备中还存在另外的相同要素。

以上对本实用新型所提供的一种物联网双工器，进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本实用新型的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本实用新型的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本实用新型的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本实用新型的限制。