小尺寸的多信道频率复用器和复用方法技术

一种多信道复用器，有基本上矩形的并包括一公用谐振器的Ｎ×Ｎ矩阵。多个输入／输出端口通过该Ｎ×Ｎ矩阵相应谐振器及公用谐振器，连接至一公用输入／输出端口。该复用器提供一种小型、有均衡插入损耗、和简单的结构，使谐振器间跃迁的相位差最小。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种频率组合器，它有多个充空气谐振器与对应的输入端口连接。各输入端口与对应的谐振器，通过一公用谐振器连接至一公用输出端口。该多个谐振器的排列，能使它们以小的尺寸提供频率选择和组合功能。公用谐振器的使用，降低了谐振器间连接的相位差并使插入损耗最小。本专利技术还涉及一种分频器，用它把不同频率的信号输送至一公用输入端口和公用谐振器。在不同频率上谐振的多个谐振器腔与该公用谐振器连接，把不同的频率分离，送至相应的输出端口。
技术介绍
通信应用中，要求在多个密集间隔的频率信道上进行发送和/或接收，那么最好把频率组合，通过一公用天线或其他广播设施来发送。该方法要求把频率在分配的频带内组合，同时要避免信道间的干扰。使用多个谐振器可以共享一广播物理设施，例如天线。但是，如果多个频率共用同一设施，空间的制约和成本的制约变得很重要。例如，在码分多址(CDMA)系统中，要获得需要的性能，每信道通常需用两个谐振器。双谐振器结构通常用于有2.5MHz信道间隔的1-25MHz带宽的信道。更大的带宽要求，每信道需要的谐振器更多。已知CDMA系统使用N×2矩阵的谐振器阵列，来组合多个(N)信道。例如，已知4-信道组合器用4×2谐振器排列。该种常规的谐振器至少有两个缺点。第一，在一行中把四个谐振器排成直线，是庞大的排列，难以把该组合器放进宽度受限的小空间内。要减小谐振器的大小，可以用介质谐振器。但是，使用介质谐振器将增加频率组合器的成本，而且还带来机械上的复杂性。第二，常规的4×2排列，当CDMA信道信号在谐振器间跃迁时，要求相位环控制能维持零(或180°)相位差。这一点使谐振器矩阵的设计变得复杂。本专利技术为缓解上述缺点，提供包括一中央公用谐振器腔的N×N矩阵(N≥3)。
技术实现思路
本文公开一种有组合器和分频器功能的多信道频率复用器，该复用器能使相位差最小、使复用器的大小最小、并使插入损耗均衡。作为组合器，其结构包括一N×N频率谐振器矩阵，该多个谐振器有信道输入端口。各谐振器与一公用谐振器互连，公用谐振器又耦合至一公用输出端口。该结构还可以用作有改进性能特性的分频器。附图说明本专利技术的一个优选实施例，将在下面结合附图说明，附图有图1按照本专利技术的优选实施例，画出频率组合器的顶视图；图2表明按照本专利技术优选实施例的频率组合器/分频器的频率特性；图3是该频率复用器的平面图；图4按照本专利技术的优选实施例，画出接收频率复用器的示意图；和图5按照本专利技术的优选实施例，画出发射频率组合器的示意图。具体实施例方式图1画出使用3×3充空气谐振器矩阵的4-信道频率组合器。中央谐振器5构成公用谐振器。每一周边谐振器1-4和6-9的谐振频率，与相应谐振器的调谐插头1a-9a位置有关。本专利技术的一个优选实施例可以用于CDMA系统中频率范围869-894MHz的蜂窝通信。但是，本专利技术不限于该领域的应用。对CDMA的应用，两个谐振器确定一信道。因此，该3×3矩阵支持四个不同信道。信道输入由端口10-13提供。各信道在公用谐振器5中组合，然后传送至公用输出端口14。具体说，第一频率信道在输入端口10提供，并在与其他频率信道在公用组合器5组合前，首先被腔1选择，然后被腔4选择。该频率信号由传输线15从输入端口10送至谐振器1。第二频率信道在输入端口11提供，并在与其他频率信道在公用组合器5组合前，首先被腔3选择，然后被腔2选择。第三频率信道在输入端口12提供，并首先被腔9选择，然后被腔6选择。最后，第四频率信道被送至端口13，并在进入公用谐振器5前，首先被腔7选择，然后被腔8选择。该频率信号由传输线16从输入端口13送至谐振器7。上面描述的安排，允许用单个的且节省空间的充空气谐振器排列进行信道复用。已经进一步观察到，在上述多信道复用器中不需要用临界对相传输线。因此，能够在宽的带宽上，对微波信道频率有效地组合或分频。该种布局能使该CDMA组合器的占据面积保持为最小，并使该4-信道组合器基本上呈矩形。公用谐振器有四个侧壁，并放在组合器的中央。四个信道的每一个，都有两个谐振器。每一信道的第一谐振器，放在组合器相应的一角，而每一信道的第二谐振器，放在紧靠公用谐振器相应的侧壁。因此，4-信道组合器的大小已最小化。所有四个频率信道都有近似相同的插入损耗。当信道频率有小的频率间隔时，最低频率和最高频率信道的插入损耗，低于两个中间频率信道的插入损耗。为均衡插入损耗，两个中间频率信道的输入端口，要比最高和最低频率信道更靠近它们相应的第一谐振器。在图1所示的实施例中，高的和低的频率信道可以通过谐振器1和4或谐振器7和8二者之一输送。中间频率则通过谐振器3和2以及谐振器6和9输送。对该两个中间频率，把第一谐振器放在更靠近输入端口，可以减小必要的传输线长度，从而减少该两个中间频率信道的插入损耗。在一个优选实施例中，该两个中间频率不需要传输线。通过传输线长度的校正选择，可使所有四个频率信道得到相近的插入损耗。更一般地说，本专利技术包括一可调谐的微波复用器。在该复用器内，有多个至少包含一个谐振器的信道滤波器，对微波和RF信号滤波。这些信道滤波器与一组合/分频机构耦合。该组合/分频机构包括一公用端和与该公用端耦合的公用谐振器。该可调谐复用器的运行方式如下。包括多个微波信号频率的信号，在公用端14输入。该信号将通过公用谐振器5。多个微波信号之一的信号频率，被耦合进组合谐振器(1-4)、(2-3)、(6-9)、和(7-8)中的一个滤波器，只要该滤波器的通带被调谐至该微波信号的频率。另一方面，如果该滤波器的通带被调谐至不同的频率，则该谐振器滤波器将拒绝该微波信号。据此，该多个微波信号将被分离。该可调谐复用器还可以用来组合不同频率的信号。不同频率的信号经传输端，输入能使相应频率通过的信道滤波器。这些信号将在公用谐振器中组合，成为包含这些不同信号频率的一个信号。之后，复合信号通过公用端输出。图2表明信道2在该频率组合器/分频器中的频率特性。顶部曲线表示滤波器的通带特性。该通带表明只有1.21dB损耗。底部曲线表示四个不同信道的回程损耗。损耗值是非常低的。图3画出按照本专利技术的组合器/分频器的平面图。图4按照用于通信系统的本专利技术的一个实施例，画出接收的频率复用器。该复用器上的参考数字与以前讨论图1时那些参考数字对应。接收天线17接收组合的信道信号，这些信号被有选择地按前述方式彼此分离。分离的信道被送至RF变换器10a-13a。信道1-4的基带信号，分别在分用器10b-13b中被分用。虽然图4画出接收器方面的结构，但本专利技术的该设备，能用于发送前的频率组合。发射器结构示于图5，图上参考数字18与发射天线对应。虽然本专利技术的优选实施例已经在上面说明，但本领域熟练人员应当了解，可以对之作各种修改而不背离本专利技术的范围和精神。权利要求1.一种多信道频率复用器，包括一N×N充空气谐振器矩阵，这里N≥3，所述N×N矩阵基本上有矩形结构。2.按照权利要求1的频率复用器，所述频率复用器有一公用谐振器，位于该N×N矩阵的中央，由多个信道共享。3.按照权利要求2的频率复用器，还包括多个输入/输出端口，与所述N×N矩阵的相应谐振器连接，所述各输入/输出端口还通过相应的谐振器，连接至该公用谐振器。4.按照权利要求3的频率复用器，其中的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种多信道频率复用器，包括：一Ｎ×Ｎ充空气谐振器矩阵，这里Ｎ≥３，所述Ｎ×Ｎ矩阵基本上有矩形结构。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：王赤，
申请(专利权)人：无线电射频系统公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]