专利名称：Dcs/wcdma双频合路器及通用双频合路器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种用于DCS和WCDMA系统之间进行合路的处理设备， 尤其涉及DCS/WCDMA双频合路器。
背景技术：
随着移动通信的迅速发展，多系统共站址、共天^5t资源的应用方式得到 越来越多的运营商青睐。通过这些方式可以达致共享资源，降低系统设备成 本的效果。在DCS/WCDMA共天馈系统中，双频合路器是必不可少的微波器件， 其主要作用是对不同系统的信号进行分合路，以达到节省馈电电缆，简化系 统和降低k本的目的。另外，基站塔上设备的供电是通过射频电缆^现的， 所以，与馈电电缆串接的合路器i^要具有通直流电的功能。参照
图1所示的原理图，合路器是三端口微波器件，包括两条直流馈电 通路和两条射频信号通路，其中直流馈电通路由集总参数低通滤波器、开 关和放电管等防雷器件组成，低通滤波器用于抑制高频射频信号，以让一定 频率(如3MHz)的控制信号顺利通过，开关用于选择是否需要直流电通过； 射频信号通路由电容和带通滤波器组成，两条射频信号通路中的带通滤波器 的通带范围适应所合路的两路信号的频率范围设置。工作时，从公共端口 Portl输入的信号根据频率范围分路到端口 Port2或端口 Port3，相反，也可 将从端口 Port2和Port3输入的信号经端口 Portl合路输出。DCS/WCDMA共天4贵系统的射频信号频率范围是1710MHz - 1880MHz和 1920MHz-2170MHz,要实现如此超宽度的工作频带，并且具有通直流电功能， 目前的大部分合路器产品采用介质基片用微带电路的形式实现。这种结构形 式的产品的缺点是体积大，功率容量小。而且，无源互调指标大大取决于介
质基片材料的特性，在批量生产中难以控制。 实用新型内容本实用新型的第一目的在于提供一种DCS/WCDMA双频合路器，使其小型 化，并且达到插损小、功率容量大且直流馈电通路和射频信号通路之间隔离 度高等功效。本实用新型的第二目的在于提供一种更通用的双频合路器，以扩展本实 用新型的适用场合，应用于如2G/3G共天馈系统之中。为解决本实用新型的技术问题，本实用新型第一目的采用如下技术方案 实现本实用新型的DCS/WCDMA双频合路器，用于完成相异频段信号的合路 处理，，包括合路端口、第一端口和第二端口，第一/第二端口分别经射频通路 和直流通路后共同接入合路端口 ，所述每个射频通路包括带通滤波器及串联 在带通滤波器两側的电容，其中两个带通滤波器共用同一电容耦合到合路端 口；所述每个直流通路包括电性连接的低通滤波器和放电管，并且，两个直 流通路共用低通滤波器与合路端口电性连接；该合路器还包括箱体，箱体包括本体、电路板和盖体，两个带通滤波器 设置于本体中并被金属板相分隔，本体外側固设所述各个端口，各电容置于 两个带通滤波器内；本体顶部还设置有若干支撑件，支撑件上装设所述低通 滤波器，所述放电管及开关则固定在该电路板上；所述盖体与本体锁固。所述各电容均为分布参数式电容。所述各电容均包括内导体、绝缘体和套筒，绝缘体套设在内导体外围， 套筒则套设在绝缘体外围，所述套筒用于与邻接的带通滤波器电性连接；所 述内导体用于与邻接的直流通路电性连接，并进而连接至其所邻接的各端口 。所述绝纟彖体为聚四氟"乙烯薄膜。
所述带通滤波器均包括若干谐振柱，相邻两个谐振柱之间设有用于加强 耦合效果的脊柱。所述电路板对应两个带通滤波器设置有穿越电路板深入带通滤波器的若 干调谐螺杆，用于调节谐振频率和耦合量。所述两个带通滤波器中，第一带通滤波器采用开窗方式实现感性耦合； 第二带通滤波器采用飞杆方式实现容性耦合。所述第一和第二带通滤波器靠近合路端口处共用一个谐振柱。 第一端口与合路端口之间的带通滤波器的谐振柱个数为7个；第二端口与合路端口之间的带通滤波器的谐振柱个数为8个。所述直流通路还包括开关，直流通路中的印刷线路设有若干处间断，间 断处设置凹槽，凹槽可选地设置金属卩兹珠以实现开关作用。 . 所述支撑件上表面与电路板底面之间留有不小于0.2毫巷的间隙。所述盖体开设有通孔，该通孔覆盖有戈尔透气膜。所述盖体的通孔上设置有防护板。本实用新型的第二目的通过如下技术方案实现本实用新型所述的双频合路器，用于完成DCS和WCDMA信号的合路处 理，包括合路端口、第一端口和第二端口，其中第一端口分别经第一射频通路和第一直流通路后共同接入合路端口 ； 第二端口分别经第二射频通路和第二直流通路后共同接入合路端口 ；中两个带通滤波器共用同 一电容耦合到合路端口 ；所述每个直流通路包括电性连接的低通滤波器和放电管，并且，两个直 流通路共用低通滤波器与合路端口电.欧连接；所述电容为分布参数式电容。所述各电容均包l舌内导体、绝缘体和套筒，绝缘体套设在内导体外围，
套筒则套设在绝缘体外围，所述套筒用于与邻接的带通滤波器电性连接；所 述内导体用于与邻接的直流通路电性连接，并进而连接至其所邻接的各端口 。 所述绝^彖体为聚四氟乙烯薄膜。所述带通滤波器均包括若干谐振柱，相邻两个谐振柱之间设有用于加强 耦合效果的脊柱。所述电路板对应两个带通滤波器设置有穿越电路板深入带通滤波器的若 千调谐螺杆，用于调节谐振频率和耦合量。所述两个带通滤波器中，第一带通滤波器采用开窗方式实现感性耦合； 第二带通滤波器采用飞杆方式实现容性耦合。所述第一和第二带通滤波器靠近合路端口处共用 一个谐振柱。与现有技术相比，本实用新型具有如下有益效果本实用新型用带通滤 波器实现的双频合路器，利用独特的方式，实现直流通捧和射频信号通路间 的相互隔离。分布参数式电容的应用，使应用本实用新型的产品能大大缩小 体积，而且，本实用新型对整体结构进行了布局，通过结构的改进还带来了 插损小、功率容量大、通道间隔离度高等优点。附困说明图1是本实用新型的原理框图；图2是本实用新型产品的组合结构立体图；图3是图2中A部分的放大图；图4为本实用新型本体部分的顶面视图；图5是图2中电路板的直流电通路印刷电路示意图。
务沐实施方式本实用新型DCS/WCDMA双频合路器主要用于对2G和3G信号进行合路， 具体请参阅图2所示的实物产品。图2中，合路器整体为一箱体，由本体6、电路板2和盖体4共同组成。本体6的右侧边i殳置第一端口 Port2和第二端口 Port3,分别用于接收 1710 - 1880MHz和1920 - 2170MHz的射频信号，本体6左側边则设置合路端 口 Portl,合路端口 Portl可输出由第一和第二端口 (Port2和Port3)合成 后的射频信号，或可输入信号分路到第一或第二端口 (Port2和Port3)。本体6上集成了两个射频通路，即用于传输DCS信号的第一射频通路和 用于传输WCDMA信号的第二射频通路，第一射频通路由第一端口 Port2、第 一电容68，(参阅图4),第一带通滤波器610、第三电容68、合路端口Portl 依次电性连接组成；第二射频通路则由第二端口 Pop3、第二电容68"(参阅 图4),第二带通滤波器620、第三电容68、合路端口 Portl依次电性连接组 成。可见，每个射频通路均独立包括一个带通滤波器(610或620 ),并且还 共同包括所述第三电容68。每个带通滤波器610和620均采用同轴谐振腔的方式构成，包括若干谐 振柱611, 621,如图2和图4所示，本体6中部形成的空腔被一异形的金属 板63—分为二，对应第一射频通路为第一带通滤波器610，对应第二射频通 路则为第二带通滤波器620。金属板63的分隔使笫一和第二射频通路具有更 高的隔离度。第一带通滤波器610中，顺次设置有7个谐振柱611,其中， 邻近第一端口 Port2的谐4;^主611通过导线与第一电容68，进而与第一端口 Port2电性连接；第二带通滤波器620顺次设置8个谐振柱621，其邻近第二 端口 Port3的谐振柱621通过导线与第二电容68"进而与第二端口 Port3电 性连接。邻ii合路端口 Portl处的一个谐振柱6012是属于第一和第二带'通滤 波器610和620共用的，即实际上两个滤波器的谐振柱总量为"个，该共用 的谐振柱6012可使两个带通滤波器610和620的信号以电磁谐振的方式通过 导线671共同传输至合路端口 Portl。图2和图4可见，所述两个带通滤波器610和620之间的金属板63并未 完全隔断两个带通滤波器610， 620的联系。为保证WC鹿A射频通道的隔离度，所对应的第一带通滤波器610用开窗 的方式添加了两个感性耦合，在通带右端和WCDMA通带内共产生两个抑制极 点。为保证DCS射频通道的隔离度，所对应的第二带通滤波器620用飞杆628 的方式添加了两个容性耦合，在通带左端和DCS通带内共产生两个抑制极点。请参阅图2、图3和图4，所述第一、第二以及第三电容68，， 68，，，68, 其结构均同第三电容68，第三电容68具体包括.内导体683、绝乡彖体682和套 筒681,绝缘体682套i殳在内导体683外围，套筒681则套设在绝缘体682 外围，绝缘体682用介质薄膜实现，介质薄膜采用聚四氟乙烯。所述套筒681 与所述第一和第二带通滤波器610和620的共用谐振柱6012电性连接，所述 内导体683则直接连接至合路端口 Portl 。如此，套筒681与内导体683之间 可由绝缘体682绝缘，形成分布参数式电容，对于两个射频通路而言，射频 信号通过内导体683与套筒681间的耦合实现信号的传输；对于两个直流通 路而言，直接连接到内导体683,而直流电流不能通过套筒681,这样就实现 了射频通路隔断直流电流的作用。如前所述，第一和第二电容68，， 68"采用如第三电容68相同的结构， 但第一电容68，的套筒仅与第一带通滤波器610的与第一电容68，相邻近的第一 根谐振柱611相连接，第二电容68"的套筒则与第二带通滤波器620的与第 二电容68"相邻近的第一根谐振柱621相连接。所i各电容的内导体自各端口 Portl, Port2， Port3引出，因此，自然与 各端口电性连接。请再参阅图2,所述电路板2上固定有一印刷电路，印刷的电路如图5 所示，主要分居于电路板2两側，关于双频合路器的直流通路已为公知技术， 在此仅就本实用新型的主要改进叙述如下结合图l、图2和图5，电路板2上集成了两个直流通路，即第一直流通 路和第二直流通路，直流通路主要由4氐通滤波器201, 202， 203、开关、防 雷器件205等组成。第一/第二直流通路自第一/第二端口 Port2/Port3接出信 号后，通过第一/第二低通滤波器202/203进行滤波后，进行合成，并输出至 第三低通滤波器201,再输出至合路端口 Portl。低通滤波器201, 202, 203 的作用主要用于抑制高频信号而让低于3MHz的控制信号通过。此外，可以 依据需要在两个直流通路中设置开关，用于选择是否需要直流电通过；还可 以设置放电管之类的防雷器件205。 .图5的印刷电路图中示出了 3个低通滤波器201,202,203的接入点281, 282, 283,而所述3个^[氐通滤波器201， 202, 203均独立i殳置在3个支撑件 上。如图2中所示，靠近各个端口 Portl,Port2,Port3,在两个带通滤波器 610， 620的上缘，分别设置所述3个支撑件641, 642， 643 (参阅图4)，每 个支撑件上均设置有所述低通滤波器201， 202， 203。所述低通滤波器201， 202, 203 —端接与其相邻近的端口 Portl,Port2,Port3的电容，具体而言，第三低通滤波器201的该端与第三 电容68的内导体683电性连接，第一低通滤波器202的该端与第一电容68， 的内导体电性连接，第二低通滤波器203的该端则与第二电容68"的内导体 电性连接。低通滤波器201， 202, 203的另一端则预留有与图5所示印刷电 路图中接入点281, 282, 283相接触的触点26，而电路板2上设有对应3个 触点26的3个开孔，如此，电路板2的3个开孔套入3个触点26,便可实 现S路板2与本体6的固设，此时，图5所示印刷电路的3个^入点281, 282, 283刚好与3个支撑件上的3个〗氐通滤波器201, 202, 203的触点26 接合，也使低通滤波器201， 202, 203成功接入所属的直流通路，电路板与 支撑件上表面预留不小于0. 2毫米的间隙，可保证射频信号的良好电性能。所述开关采用焊接到电路上的金属磁珠204实现，用于抑制高频信号， 磁珠所对应处的印刷电路是间断的，在此次还可以设置配合》兹珠J求面的凹槽， 去掉磁珠204即可断开前后的连接，置入磁珠204则可恢复电路。如图2所示，所述第三低通滤波器201是通过导线272与所述第三电容 68的内导体683连接后与合路端口 Portl实现电性连接的，第二、第三低通 滤波器202， 203也同理。如此便巧妙实现了直流通路与射频通路共同接入合 路端口 Portl的^支术问题。再如图2所示，电路^反2两側对应本体6的两个带通滤波器610和620 还设置了 29个调谐螺杆69。调谐螺杆69穿过所述电路板2，当电路板2与 本体6固i殳时可深入两个带通滤波器610, 620的内部，主要用于调节两个带 通滤波器610和620的谐振子的谐振频率和耦合量。为了实现谐振柱611之间的强耦合，两个带通滤波器610和620中相邻 两个谐振柱611之间还设有脊柱，各脊柱的高度不等，可视实际情况进行调 节。谐,与电路板2间留有适当间隙，以不小于1.5毫米为宜，以满足功 率容量的需求。请再参阅图2,该图还示出了所述盖体4,该盖体4用于与本体6相盖合， 对内部零件进行保护，其周边可加盖胶圈，以便增强其防水性能，保护内部 电路。在该电路板2表面还设有通孔，并在该通孔上设置戈尔透气膜40,用 于保持本体6内外的压力平衡，此外，还在该通孔上设置防水板41以保护戈 尔透气膜40。此外，所述两个带通滤波器610， 620内表面镀银，可以大大减小了射频 '信号在传输过程中的衰减，使通带内信号的插入损耗小于0. 3dB。
本实用新型的设计并不局限于DCS/WCDMA共天馈系统，还可以适应于诸 如2G/3G共天馈系统，其要点在于采用如上述实施例所涉及的分布参数式电 容，关于箱体的具体形状及具体布局，可依本实用新型的精神做适当的改变， 因此本实用新型也适用于通用双频合路器，适应于多种共天馈系统。综上所述，本实用新型克服了现有技术的不足，经过对合路器的电性结 构及物理结构进行了整体有机调整后，带来了如下积极效果体积小本实用新型的合路器大小可缩小至218麵*145. 5mm*51mm。套筒 式耦合结构充分利用了合路端口 Portl中内导体穿过本体内壁的空间，既实 现了射频信号的耦合，又不占用额外空间。在直流馈电通路和射频信号通路 添加集总参数低通滤波器，既保证了直流馈电通路和射频信号通路间的隔离， 又4吏电路板的PCB电路板的尺寸大大减小。隔离度高由于每个射频通路.是封闭的波导腔体结构，这样大大提高了 通道间的隔离度。第一端口 Port2对1710 - 1880MHz频段的射频信号的隔离 度、第二端口 Port 3对1920 - 2170MHz频段的射频信号的隔离度均大于50dB,功率容量大同轴腔体内的谐振柱与同轴腔体壁间留有足够的间隙，提 高了器件射频信号功率承受能力，每端口承受的平均功率高达250瓦。
权利要求1、一种DCS/WCDMA双频合路器，用于完成相异频段信号的合路处理，包括合路端口、第一端口和第二端口，第一/第二端口分别经射频通路和直流通路后共同接入合路端口，所述每个射频通路包括带通滤波器及串联在带通滤波器两侧的电容，其中两个带通滤波器共用同一电容耦合到合路端口；所述每个直流通路包括电性连接的低通滤波器和放电管，并且，两个直流通路共用低通滤波器与合路端口电性连接；其特征在于该合路器还包括箱体，箱体包括本体、电路板和盖体，两个带通滤波器设置于本体中并被金属板相分隔，本体外侧固设所述各个端口，各电容置于两个带通滤波器内；本体顶部还设置有若干支撑件，支撑件上装设所述低通滤波器，所述放电管及开关则固定在该电路板上；所述盖体与本体锁固。
2、 根据权利要求1所述的DCS/WCDMA双频合路器，其特征在于所 述各电容均为分布参数式电容。
3、 根据权利要求2所述的DCS/WCDMA双频合路器，其特征在于所 述各电容均包括内导体、绝缘体和套筒，绝缘体套设在内导体外围，套筒则 套设在绝缘体外围，所述套筒用于与邻接的带通滤波器电性连接；所述内导 体用于与邻接的直流通路电性连接，并进而连接至其所邻接的各端口 。
4、 根据权利要求3所述的DCS/WCDMA双频合路器，其特征在于所 述绝缘体为聚四氟乙烯薄膜。
5、 根据权利要求1至4中任意一项所述的DCS/WCDMA双频合路器， 其特征在于所述带通滤波器均包括若干谐振柱，相邻两个谐振柱之间设有 用于加强耦合效果的脊柱。
6、 根据权利要求5所述的DCS/WCDMA双频合路器，其特征在于所 述电路板对应两个带通滤波器设置有穿越电路板深入带通滤波器的若千调谐 螺杆，用于调节谐振频率和耦合量。
7、 根据权利要求6所述的DCS/WCDMA双频合路器，其特征在于所 述两个带通滤波器中，第一带通滤波器采用开窗方式实现感性耦合；第二带 通滤波器采用飞杆方式实现容性耦合。
8、 根据权利要求7所述的DCS/WCDMA双频合路器，其特征在于所 述第 一和第二带通滤波器靠近合路端口处共用 一个谐^4i。
9、 根据权利要求8所述的DCS/WCDMA双频合路器，其特征在于第 一端口与合路端口之间的带通滤波器的谐振柱个数为7个；第二端口与合路 端口之间的带通滤波器的谐振柱个数为8个。
10、 根据权利要求9所述的DCS/WCDMA双频合路器，其特征在于所 述直流通路还包括开关，直流通路中的印刷线路设有若干处间断，间断处设 置凹槽，凹槽可选地设置金属》兹珠以实现开关作用。
11、 根据权利要求10中所述的DCS/WCDMA双频合路器，其特征在于 所述支撑件上表面与电路板底面之间留有不小于0.2毫米的间隙。
12、 4艮据权利要求11所述的DCS/WCDMA双频合路器，其特征在于 所述盖体开设有通孔，该通孔覆盖有戈尔透气膜。
13、 根据权利要求12所述的DCS/WCDMA双频合路器，其特征在子 所述盖体的通孔上设置有防护板。
14、 一种通用双频合路器，用于完成相异频段信号的合路处理，包括合 路端口、第一端口和第二端口，其特征在于第一/第二端口分别经射频通路 和直流通路后共同接入合路端口 ，所述每个射频通路包括带通滤波器及串联 在带通滤波器两侧的电容，其中两个带通滤波器共用同一电容耦合到合路端 口；所述每个直流通路包括电性连接的低通滤波器和放电管，并且，两个直流通路共用低通滤波器与合路端口电性连接；所述各电容均为分布参数式电六 谷。
15、 根据权利要求14所述的通用双频合路器，其特征在于所述各电容 均包括内导体、绝缘体和套筒，绝缘体套设在内导体外围，套筒则套设在绝 缘体外围，所述套筒用于与邻接的带通滤波器电性连接；所述内导体用于与 邻接的直流通路电性连接，并进而连接至其所邻接的各端口 。
16、 根据权利要求15所述的通用双频合路器，其特征在于所述绝缘体 为聚四氟乙烯薄膜。
17、 根据权利要求14至16中任意一项所述的通用双频合路器，其特征 在于所述带通滤波器均包括若干谐振柱，相邻两个谐振柱之间设有用于加 强耦合效果的脊柱。
18、 根据权利要求17所述的通用双频合路器，其特征在于所述电路板 对应两个带通滤波器设置有穿越电路板深入带通滤波器的若干调谐螺杆，用 于调节谐振频率和耦合量。
19、 根据权利要求18所述的通用双频合路器，其特征在于所述两个带 通滤波器中，第一带通滤波器釆用开窗方式实现感性耦合；第二带通滤波器 采用飞杆方式实现容性耦合。
20、 根据权利要求19所述的通用双频合路器，其特征在于所述第一和 第二带通滤波器靠近合路端口处共用 一个谐振柱。
专利摘要本实用新型公开一种DCS/WCDMA双频合路器，其一方面选用分布参数式电容代替传统所应用的电容，另一方面将合路器中的直流通路和射频通路在物理上相分离，并在物理上巧妙地共容了包括电容在内的各个部件。进而，依据相同原理，本实用新型进而公开一种适用于较大范围的双频合路器，其延用了所述DCS/WCDMA双频合路器关于分布参数式电容的应用精神。本实用新型由于对合路器的整体结构进行了重新布局，带来了体积小，插损小、功率容量大、通道间隔离度高等优点。
文档编号H01P1/20GK201044257SQ20072005177
公开日2008年4月2日 申请日期2007年5月23日 优先权日2007年5月23日
发明者涛 何, 舒萌萌, 斌 贺, 黄景民 申请人:京信通信系统(中国)有限公司