星点式耦合网络及星点式耦合器制造技术

本实用新型专利技术提供了一种星点式耦合网络及星点式多路耦合器，它包括天线、电抗对消匹配网络、多路传输线枝节，其特征在于：它还包括单刀多掷射频开关，单刀多掷射频开关设置于多路传输线枝节汇合结点处。本实用新型专利技术通过采用单刀多掷射频同轴开关，使得星点式耦合网络在满足耦合网络设计指标、保持工作频段内阻抗匹配持续合格和不影响其他滤波通道性能的前提下，解决了多路耦合器中一个滤波器调谐频率交叠造成其他滤波器带内失谐的干扰问题；同时保证了当频率间隔大于规定最小值时，各射频通路以任意频率组合，各通频带内的插入损耗、纹波、驻波比三项性能的持续优良与稳定合格，即不降低各滤波通路合路时的带内性能，解决了滤波器合路时的相互干扰问题。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及无源微波电路领域，尤其是指一种星点式耦合网络及星点式耦合器。
技术介绍
多路耦合器(Multicoupler)亦称合路器，是通信系统中重要的电磁兼容设备，简单的说就是多部电台共用一部天线的中间设备，通过该设备，多部电台能够同时正常接收工作或发射工作。尤其在设备空间比较紧张时，亟需使用到多路耦合器。多路耦合器分为固定多路耦合器和可调多路耦合器两种。其中，可调多路耦合器各个射频通路的工作频率可以根据控制指令随时改变，因此抗干扰性能优异。可调多路耦合器主要由构成各个射频通道的可调带通滤波器和耦合匹配网络两部分组成。在同一时刻，各个通道的工作频率互不相同，以保证通道间信号互相隔离，因此各个可调带通滤波器的中心频率互有间隔。耦合匹配网络是一种无源微波网络，习惯称为耦合网络。其中，星点式耦合网络(Starpoint Coupling Network)可调多路稱合器的重要部件,它通常包括若干个输入端，每个输入端各联接一个可调带通滤波器，可调带通滤波器经若干并联的等长传输线枝节，以星点状的形式联接到电抗对消匹配网络，完成电抗对消和宽频带阻抗匹配，最终经过一个输出端联接到宽带天线，这样就实现了多路耦合。采用上述技术构建的多路耦合器则称为星点式多路耦合器。上述星点式耦合网络所能起到作用在于:解决多路带通滤波器合路情况下，通频带内的插入损耗、纹波、驻波比等射频性能变化较大甚至超标不合格的问题，保证多路耦合器每个通道在各自工作频段内都达到良好的匹配状态，使射频系统正常工作。可见，耦合网络技术是可调多路耦合器的关键技术之一，因此在星点式耦合网络的设计过程中，理论上要考虑到的是:滤波器端口等效短路线长度Lf和滤波器到并联枝节汇合星点处的等效传输线长度Lt，两者的总和形成一段长的短路线L，这段短路线L要接近(最好是小于)多路耦合器工作频段的中心频率的四分之一波长，这样所设计的多路耦合器的合路性能才够优良，其带内性能与仅单路工作而无合路时的带内性能相比才能相差不大，理论分析、仿真和射频试验测试都证明了这一点。但是实践中的设计，由于多种很实际的原因，L 一般远大于上述的四分之一波长，不能轻易做到减小。此外，传统的星点式耦合网络的多路等长传输线枝节，无断点地，在分支接头处，互相并联地直接焊在一起。这样带来一个问题:当某一路机械可调滤波器正在调谐时，其中心频率连续变化，常与其他并联滤波器发生频率交叠，在交叠的短时间内造成其他并联滤波器严重失谐，参见附图说明图1、2，影响相应电台的连续正常通信。为了解决上述问题，现有技术中是通过在多路并联的同轴传输线枝节的每一路传输线枝节中嵌入单刀两掷射频同轴开关(SF1DT-Single Pole Double Throw)并设置与滤波器端口等效短路线(该短路线可用来表征可调滤波器端口在阻带的阻抗特性)，以使得滤波器能够从并联枝节上断开。当某路滤波器要调谐时，SPDT开关切换到该滤波器的端口等效短路线上，等调谐完毕再切换回滤波器。这样虽然可以解决前文所述的一路滤波器调谐频率交叠造成其他滤波器受干扰失谐的问题，但同时带来一个新问题:由于实际工程安装的空间限制和SPDT射频同轴开关内部等效传输线电长度较大，使得所并联的传输线枝节等效短路线总长度L远远大于多路耦合器工作频段的中心频率的四分之一波长，导致多路耦合器能实现的带宽和允许的通道数量下降；甚至造成更严重的后果，即多路耦合器各射频通路在互相邻近的频率组合下(尤其在工作频段高端)，各个通频带内的插入损耗、纹波、驻波比三项性能指标严重恶化、超标不合格。如图3、4所示的现有解决方案下多路耦合器的测试曲线，中心频率分别是230MHz、250MHz、270MHz、290MHz的四个通道合路同时工作:a)图3中L比四分之一波长大10% ;b)图4中L比四分之一波长大30%，受扰后的八条曲线与四条较平整圆滑的滤波曲线对比(较平整圆滑的曲线是仅单路工作而无合路时的原型曲线)，可见，此时合路的四个通路互相影响，带内性能各有不同程度地恶化，依然会导致电台通信质量下降，甚至不能通信。
技术实现思路
本技术的目的在于克服了上述缺陷，提供一种星点式耦合网络及星点式耦合器。本技术的目的是这样实现的:本技术的有益效果在于针对星点式可调多路耦合器的工作特点，设计了一种采用经典的常开式单刀多掷射频同轴开关(Normally Open SPnT RF Coaxial Switch)的星点式耦合网络，在满足耦合网络设计指标、保持工作频段内阻抗匹配持续合格和不影响其他滤波通道性能的前提下，解决了多路耦合器中一个滤波器调谐频率交叠造成其他滤波器带内失谐的干扰问题；同时保证了当频率间隔大于规定最小值时，各射频通路以任意频率组合，各通频带内的插入损耗、纹波、驻波比三项性能的持续优良与稳定合格，即不降低各滤波通路合路时的带内性能，解决了滤波器合路时的相互干扰问题。以下结合附图详述本技术的具体结构图1为
技术介绍
中普通技术方案下测试曲线示意图1 ;图2为
技术介绍
中普通技术方案下测试曲线示意图2 ；图3为
技术介绍
中现有解决方案下多路耦合器的L比四分之一波长大10%情况下的测试曲线；图4为
技术介绍
中现有解决方案下多路耦合器的L比四分之一波长大30%情况下的测试曲线；图5为本技术一实施例的常开式单刀四掷射频同轴开关原理图及其等价电路不意图；图6为本技术一实施例的四路星点式耦合网络及对应的耦合网络的多路耦合器的原理不意图；图7为本技术一实施例的四路星点式耦合网络的等价示意图；图8为本技术一实施例的四路星点式多路耦合器的一组性能测试曲线。具体实施方式为详细说明本技术的
技术实现思路
、构造特征、所实现目的及效果，以下结合实施方式并配合附图详予说明。本技术提供了一种星点式耦合网络，它包括天线、电抗对消匹配网络、多路传输线枝节及单刀多掷射频开关(Normally Open SPnT RF Coaxial Switch),单刀多掷射频开关设置于多路传输线枝节汇合结点处。具体的，单刀多掷射频开关包括公用控制接口、公用接口及多路开关单元，开关单元与传输线枝节一一对应，所述开关单元主要由汇接口、控制接口及继电器组成，继电器的常开触点与汇接口相连、常闭触点与公用接口相连、转换触点与控制接口相连；所述公用接口与电抗对消匹配网络相连，电抗对消匹配网络与天线相连；所述汇接口一一对应连接传输线枝节。上述公用接口经传输线连接至电抗对消匹配网络，所述传输线的长度由计算和仿真获得。本技术的技术方案通过针对星点式可调多路耦合器的工作特点，在星点式耦合网络并联枝节汇合结点处，引入单刀多掷射频开关(Normally Open SPnT RF CoaxialSwitch)，使并联的多路传输线枝节的通断变得可控，这样在满足耦合网络设计指标、保持工作频段内阻抗匹配持续合格和不影响其他滤波通道性能的前提下，解决了多路耦合器中一个滤波器调谐频率交叠造成其他滤波器带内失谐的干扰问题。相比于
技术介绍
中在并联的同轴传输线枝节上嵌入SPDT射频同轴开关和引进可调滤波器端口等效短路线的解决方案而言，本技术方案的有益效果在于:I)、由于无需设置在传输线枝节中，有效地减小了射频开关内部传输线加上传输线枝节总体本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种星点式耦合网络，它包括天线、电抗对消匹配网络、多路传输线枝节，所述电抗对消匹配网络与天线相连，其特征在于：它还包括单刀多掷射频开关，单刀多掷射频开关设置于多路传输线枝节汇合结点处；?所述单刀多掷射频开关包括公用控制接口、公用接口及多路开关单元，开关单元与传输线枝节一一对应，所述开关单元主要由汇接口、控制接口及继电器组成，继电器的常开触点与汇接口相连、常闭触点与公用接口相连、转换触点与控制接口相连；所述公用接口与电抗对消匹配网络相连；所述汇接口对应连接传输线枝节。

【技术特征摘要】
1.一种星点式耦合网络，它包括天线、电抗对消匹配网络、多路传输线枝节，所述电抗对消匹配网络与天线相连，其特征在于:它还包括单刀多掷射频开关，单刀多掷射频开关设置于多路传输线枝节汇合结点处； 所述单刀多掷射频开关包括公用控制接口、公用接口及多路开关单元，开关单元与传输线枝节一一对应，所述开关单元主要由汇接口、控制接口及继电器组成，继电器的常开触点与汇接口相连、常闭触点与公用接口相连、转换触点与控制接口相连；所述公用接口与电抗对消匹配网络相连；所述汇...

【专利技术属性】
技术研发人员：王中锋，叶智勇，曾万里，
申请(专利权)人：福建星海通信科技有限公司，
类型：实用新型
国别省市：