基于双层带状线容性耦合的超宽带射频合路器制造技术

本实用新型专利技术公开了一种基于双层带状线容性耦合的超宽带射频合路器。本实用新型专利技术合路器包括具有一个公共端的包含高通滤波器和低通滤波器在内的一组通带滤波器，所述高通滤波器由一组开路阶梯阻抗谐振器和一组短路线谐振器构成，该高通滤波器的各谐振器之间以及谐振器与公共端之间分别通过宽边耦合带线结构实现容性耦合。相比现有技术，本实用新型专利技术所提出的基于双层带状线容性耦合的超宽带射频合路器具有超宽频带和超高功率容量，并且具有体积小，成本低，制作简单，容易调试，便于大量生产的优点。

Ultra-Wideband RF Combiner Based on Double-Layer Band Line Capacitive Coupling

The utility model discloses an ultra-wideband radio frequency combiner based on double-layer stripline capacitive coupling. The combiner of the utility model comprises a set of passband filters including a high-pass filter and a low-pass filter with a common end. The high-pass filter consists of a group of open-circuit step impedance resonators and a group of short-circuit line resonators. The capacitive coupling between the resonators of the high-pass filter and between the resonators and the common end is realized by a wide-side coupled band-line structure, respectively. Compared with the existing technology, the ultra-wideband radio frequency combiner based on double-layer stripline capacitive coupling proposed by the utility model has the advantages of ultra-wideband and ultra-high power capacity, small size, low cost, simple fabrication, easy debugging and mass production.

【技术实现步骤摘要】
基于双层带状线容性耦合的超宽带射频合路器
本技术涉及一种射频合路器，尤其涉及一种能覆盖超宽频带的超宽带射频合路器。
技术介绍
随着通信技术的广泛应用和发展，对滤波器也提出了越来越高的要求。作为滤波器的一种，合路器是通信系统中不可缺少的原件，大量应用于现代无线通信网络中，在基站，天线系统，塔放，以及室内射频覆盖系统中，都有大量的合路器。合路器的主要功能是将两个或多个不同频率的射频信号合成为一路信号，或者是将一路包含两个或多个不同频率的射频信号分离为两路/多路单独的信号。随着对无线通信网络容量要求的不断提高，越来越多的频谱资源被规划投入使用，因此，对合路器也提出了新的要求：宽频带，高功率，低损耗，体积小，重量轻，低成本，便于大量生产，等等。目前大多数合路器的设计是采用多个带通腔体滤波器联接公共端的方式。然而，当频带太宽时，腔体结构的带通滤波器较难实现，因此，为了拓展合路器的带宽，采用带状线低通或高通滤波器就成为较好的设计方案。目前，市场上的宽频带合路器中，也有用带线低通和高通的设计。然而，现有采用带线高/低通滤波器实现的合路器普遍存在带宽有限的问题，例如现有的单层电路形式的2合路器可实现的带宽一般为698-960MHz和1700-2200MHz，已经不满足大部分国家和地区的频率要求。现有的频率规划已经包含了低频端的600MHz和高频端的2700MHz，而在5G的频谱中已经包含了6GHz以下的频率。此外，现有采用带线高/低通滤波器实现的合路器还存在功率容量较小，难以满足高功率的应用要求。
技术实现思路
本技术所要解决的技术问题在于克服现有技术不足，提供一种基于双层带状线容性耦合的超宽带射频合路器，该合路器可覆盖更宽的频带，具有更高的功率容量，同时还具有体积小，重量轻，低成本，便于大量生产的优点。本技术所提出的基于双层带状线容性耦合的超宽带射频合路器，包括具有一个公共端的包含高通滤波器和低通滤波器在内的一组通带滤波器，所述高通滤波器由一组开路阶梯阻抗谐振器和一组短路线谐振器构成，该高通滤波器的各谐振器之间以及谐振器与公共端之间分别通过宽边耦合带线结构实现容性耦合。作为一种优选的结构实现方案，该合路器包括由接地金属顶盖和接地金属底板包夹而成的腔体，以及悬置固定于所述腔体中的电路部分；所述电路部分包括构成所述高通滤波器的一组开路阶梯阻抗谐振器和一组短路线谐振器；所述开路阶梯阻抗谐振器由一段串联高阻线和开路低阻线通过与接地金属顶盖/接地金属底板固定连接的固体介质支撑件悬置固定于所述腔体中构成；所述短路线谐振器由一段高阻线与接地金属顶盖/接地金属底板固定连接的金属支撑件悬置固定于所述腔体中构成；每个谐振器上的每根传输线的一部分与其他谐振器或公共端上的传输线的一部分上下非接触地重叠布置，从而与接地金属顶盖、接地金属底板一起形成所述宽边耦合带线结构。进一步地，所述低通滤波器由一组开路阶梯阻抗谐振器构成，该低通滤波器的各谐振器之间以及谐振器与公共端之间分别通过高阻传输线实现感性耦合。更进一步地，所述电路部分还包括构成所述低通滤波器的另外一组开路阶梯阻抗谐振器，所述开路阶梯阻抗谐振器由一段串联高阻线和开路低阻线通过与接地金属顶盖/接地金属底板固定连接的固体介质支撑件悬置固定于所述腔体中构成。再进一步地，在接地金属顶盖或接地金属底板与各开路阶梯阻抗谐振器中的开路低阻线相对应的位置处设置有一系列凸台，用于缩小各开路低阻线的接地距离。优选地，该合路器为二路合路器。进一步优选地，该二路合路器的通带为DC-960MHz/1695-2700MHz或DC-2700MHz/3500-6000MHz，其中的高通滤波器由一个开路阶梯阻抗谐振器和一个短路线谐振器构成，低通滤波器由三个开路阶梯阻抗谐振器构成。优选地，所述电路部分中的所有部件均由相同厚度的金属板切割而成。优选地，所述固体介质支撑件由介质支架、介质螺钉和介质垫圈构成，所述介质支架的一端可与接地金属顶盖/接地金属底板固定连接，介质支架的另一端设置有与所述介质螺钉适配的螺纹孔，所述介质垫圈的孔径介于所述螺纹孔孔径与介质支架设置有螺纹孔一端的直径之间。进一步优选地，所述介质垫圈具有多个不同的厚度规格。相比现有技术，本技术技术方案具有以下有益效果：本技术合路器具有超宽频带，并具有高功率，体积小，成本低，制作简单，容易调试，便于大量生产的优点。附图说明图1为本技术超宽带射频合路器一个具体实施例的结构爆炸图；图2为图1超宽带射频合路器未安装顶盖情况下的俯视图；图3为图1超宽带射频合路器腔体中电路部分的结构示意图；图4为图1超宽带射频合路器的ADS电路模型；图5为通带为DC-960MHz/1695-2700MHz的二路合路器的ADS仿真S-参数响应曲线；图6为通带为DC-2700MHz/3500-6000MHz的二路合路器的ADS仿真S-参数响应曲线；图7为通带为DC-960MHz/1695-2700MHz的二路合路器实物原型的S-参数响应曲线。图中含有以下附图标记：1、底板，2、顶盖，3、公共端，4、高通输入/输出端，5、低通输入/输出端，6、高通滤波器，7、低通滤波器，8、固体介质支撑件，101、凸台，601、开路阶梯阻抗谐振器，602、短路线谐振器，603、宽边耦合带线结构，701~703、开路阶梯阻抗谐振器，704、高阻传输线，801、介质支架，802、介质螺钉，803、介质垫圈。具体实施方式针对现有技术所存在的频宽及功率容量方面的不足，本技术提出一种基于双层带状线容性耦合的超宽带射频合路器。为解决频宽问题，本技术采用高通滤波器和低通滤波器联接公共端的合路器方案；为了便于实现高通滤波器中的容性耦合，本技术采用双层带线结构；为了实现高功率传输的要求，本技术中的带线传输线电路采用具有一定厚度（一般为1-2mm）的金属导体。具体而言，本技术所提出的基于双层带状线容性耦合的超宽带射频合路器，包括具有一个公共端的包含高通滤波器和低通滤波器在内的一组通带滤波器，所述高通滤波器由一组开路阶梯阻抗谐振器和一组短路线谐振器构成，该高通滤波器的各谐振器之间以及谐振器与公共端之间分别通过宽边耦合带线结构实现容性耦合。为了使得结构更紧凑，并充分降低生产成本，作为一种优选的结构实现方案，该合路器包括由接地金属顶盖和接地金属底板包夹而成的腔体，以及悬置固定于所述腔体中的电路部分；所述电路部分包括构成所述高通滤波器的一组开路阶梯阻抗谐振器和一组短路线谐振器；所述开路阶梯阻抗谐振器由一段串联高阻线和开路低阻线通过与接地金属顶盖/接地金属底板固定连接的固体介质支撑件悬置固定于所述腔体中构成；所述短路线谐振器由一段高阻线与接地金属顶盖/接地金属底板固定连接的金属支撑件悬置固定于所述腔体中构成；每个谐振器上的每根传输线的一部分与其他谐振器或公共端上的传输线的一部分上下非接触地重叠布置，从而与接地金属顶盖、接地金属底板一起形成所述宽边耦合带线结构。本技术合路器中的低通滤波器可以采用现有的腔体结构、单层带线结构、双层带线结构等，为了进一步提高合路器频宽同时降低生产成本，优选地，所述低通滤波器由一组开路阶梯阻抗谐振器构成，该低通滤波器的各谐振器之间以及谐振器与公共端之间分别本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.基于双层带状线容性耦合的超宽带射频合路器，包括具有一个公共端的包含高通滤波器和低通滤波器在内的一组通带滤波器，其特征在于，所述高通滤波器由一组开路阶梯阻抗谐振器和一组短路线谐振器构成，该高通滤波器的各谐振器之间以及谐振器与公共端之间分别通过宽边耦合带线结构实现容性耦合。

【技术特征摘要】
1.基于双层带状线容性耦合的超宽带射频合路器，包括具有一个公共端的包含高通滤波器和低通滤波器在内的一组通带滤波器，其特征在于，所述高通滤波器由一组开路阶梯阻抗谐振器和一组短路线谐振器构成，该高通滤波器的各谐振器之间以及谐振器与公共端之间分别通过宽边耦合带线结构实现容性耦合。2.如权利要求1所述超宽带射频合路器，其特征在于，该合路器包括由接地金属顶盖和接地金属底板包夹而成的腔体，以及悬置固定于所述腔体中的电路部分；所述电路部分包括构成所述高通滤波器的一组开路阶梯阻抗谐振器和一组短路线谐振器；所述开路阶梯阻抗谐振器由一段串联高阻线和开路低阻线通过与接地金属顶盖/接地金属底板固定连接的固体介质支撑件悬置固定于所述腔体中构成；所述短路线谐振器由一段高阻线与接地金属顶盖/接地金属底板固定连接的金属支撑件悬置固定于所述腔体中构成；每个谐振器上的每根传输线的一部分与其他谐振器或公共端上的传输线的一部分上下非接触地重叠布置，从而与接地金属顶盖、接地金属底板一起形成所述宽边耦合带线结构。3.如权利要求2所述超宽带射频合路器，其特征在于，所述低通滤波器由一组开路阶梯阻抗谐振器构成，该低通滤波器的各谐振器之间以及谐振器与公共端之间分别通过高阻传输线实现感性耦合。4.如权利要求3所述超宽带射频合路器，其特征在于，所述电路部分还包括构成所述低通滤波器的另外一...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴健祥，赵媛媛，杜锦杰，梁国春，
申请(专利权)人：江苏贝孚德通讯科技股份有限公司，
类型：新型
国别省市：江苏,32