專利名稱：多路合路器及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及微波傳輸領(lǐng)域，特別涉及用于異頻合頻的多路合路器及其制造方法。
背景技術(shù)：
進(jìn)入21世紀(jì)后，隨著通信技術(shù)的迅猛發(fā)展，不但移動(dòng)通信覆蓋越來越廣，基站越 建越多，不同廠家不同制式的通信網(wǎng)絡(luò)也同臺(tái)競(jìng)技，相互競(jìng)爭(zhēng)，而且各種無線網(wǎng)絡(luò)也相應(yīng)得 到迅速的發(fā)展，如WLAN和DCS等，在帶給人們方便和快樂的同時(shí)，人們也對(duì)運(yùn)營(yíng)商提出了更 高的要求，那就是服務(wù)質(zhì)量要好，價(jià)格要低。但是，網(wǎng)絡(luò)建設(shè)最困難和成本最高的就是基站 的建設(shè)，因?yàn)樗采w廣，數(shù)量大，而且很多地方交通不便，無論是安裝還是維護(hù)都困難重重， 花費(fèi)很大。于是，人們自然想到一種辦法，那就是利用以前建設(shè)的基站設(shè)施，發(fā)射塔、天線 和饋線等作為共用，只需將新增加的設(shè)備的輸出射頻功率加入到原有的天線饋線即可。這 只需增加一個(gè)器件，那就是合路器(或叫多工器)。合路器是一種利用頻率諧振腔的原理， 通過將多個(gè)金屬諧振腔體按一定的尺寸組合在一起，形成一種對(duì)特定頻率集濾波、干擾抑 制、合路作用于一體的微波裝置，是微波通信不可缺少的器件。合路器由空腔諧振器組成， 空腔諧振器是一個(gè)高Q值的、低插損的帶通濾波器?，F(xiàn)有的異頻合路器一般采用多路合一的形式實(shí)現(xiàn)合頻，即根據(jù)需要合路的頻段， 采取多路并聯(lián)濾波后再合路輸出的方法，來實(shí)現(xiàn)兩個(gè)頻段信號(hào)的合路輸出。異頻合路的數(shù) 量由最初的2路發(fā)展到現(xiàn)在的6、7路，如圖1所示，還有增加的趨勢(shì)。但是，路數(shù)越多，設(shè) 計(jì)和調(diào)試也越困難，甚至有一種4路合路器調(diào)試要將近一天時(shí)間，完全不能滿足批量生產(chǎn) 的要求，極大影響工程的使用。其難點(diǎn)在于多頻段的匹配問題，頻率越多，匹配越困難。鑒于此種情況，目前需要一種多路合路器，能使設(shè)計(jì)和調(diào)試過程簡(jiǎn)化，合頻效率提 尚ο

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的內(nèi)容在于克服現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，提供一種設(shè)計(jì)和調(diào)試簡(jiǎn)單，合頻效率高 的多路合路器及其制造方法。實(shí)現(xiàn)本發(fā)明目的的技術(shù)方案是多路合路器，包括至少兩個(gè)接受不同頻率信號(hào)輸 入的濾波電路，每個(gè)濾波電路至少包括二個(gè)空腔濾波器和二個(gè)調(diào)諧控制單元，每個(gè)濾波電 路的輸出并接于一起作為合路器的輸出；其特征是，至少有兩個(gè)所述濾波電路的輸出并接 后，接入公共腔再和其它濾波電路的輸出并接于一起作為合路器的輸出，所述公共腔為空 腔諧振器。所述公共腔是在合路器設(shè)計(jì)中加入到輸出端匹配中的空腔諧振器，它將兩種頻率 耦合到此腔體，然后由此腔體輸出耦合線參與匹配。三路以上的濾波電路，可以將其中頻率相近的兩個(gè)電路分別形成一組，每組接入 一個(gè)公共腔，再合路輸出。實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的另一發(fā)明目的的技術(shù)方案是多路合路器制造方法，該方法包括以
3下步驟
1.根據(jù)f = τ、計(jì)算諧振腔的諧振頻率；
2.根據(jù)矩陣計(jì)算方法計(jì)算耦合腔體之間的耦合系數(shù)，轉(zhuǎn)化為阻抗參數(shù)，公式為 Z= 1/(Μ*ω* V (C1*C2))，其中，Z為耦合阻抗，M為耦合系數(shù)，ω為諧振角頻率，C1C2為相 鄰諧振腔諧振電容；
3根據(jù)以上計(jì)算參數(shù)建立諧振腔數(shù)學(xué)模型，在軟件matlab或ADS中進(jìn)行計(jì)算，得到 Sll或S21傳輸曲線；
4.將2路或以上的諧振腔數(shù)學(xué)模型放在一起，設(shè)立公共腔體，調(diào)整公共腔體的諧振頻 率和耦合阻抗，得到最佳滿足指標(biāo)的曲線；
5.根據(jù)腔體的高度為合路器中心頻率波長(zhǎng)的1/4，即H=λ /4，和內(nèi)導(dǎo)體直徑d和腔體直 徑D的關(guān)系公式d=D/3. 5，將模型中的阻抗和頻率參數(shù)轉(zhuǎn)換為實(shí)際腔體尺寸，再利用HFSS 微波仿真軟件進(jìn)行仿真，根據(jù)仿真的諧振頻率驗(yàn)證和修改腔體尺寸，確定多路合路器中各 諧振腔和公共腔的結(jié)構(gòu)，包括腔體大小和輸出線高度；
6.根據(jù)步驟5確定的尺寸繪圖和加工，用網(wǎng)絡(luò)分析儀進(jìn)行實(shí)際調(diào)試。公共腔的設(shè)計(jì)是多路合路器的設(shè)計(jì)的一部分，公共腔的設(shè)計(jì)和多路合路器的設(shè)計(jì) 是同時(shí)進(jìn)行的。采用公共腔的多路合路器的設(shè)計(jì)在匹配參數(shù)的設(shè)計(jì)上也大大簡(jiǎn)化，通過調(diào) 試和自動(dòng)優(yōu)化，提高了設(shè)計(jì)和生產(chǎn)調(diào)試的效率，降低了成本。


圖1是本發(fā)明背景技術(shù)圖2是本發(fā)明實(shí)施例1的結(jié)構(gòu)示意圖； 圖3是本發(fā)明實(shí)施例2的結(jié)構(gòu)示意圖； 圖4是本發(fā)明實(shí)施例3的流程圖。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖和實(shí)施例做進(jìn)一步說明。實(shí)施例1
如圖2所示，多路合路器，包括兩路接受不同頻率信號(hào)Π、f2輸入的濾波電路PI、P2， 濾波電路Pl、P2中各包括4個(gè)空腔濾波器1和二個(gè)調(diào)諧控制單元，經(jīng)過濾波電路的Pl、P2 兩種輸入頻率信號(hào)，再經(jīng)過公共腔2合為一路輸出，公共腔為空腔諧振器。實(shí)施例2
如圖3所示，多路合路器，包括7路接受不同頻率信號(hào)fl、f2輸入的濾波電路PI、P2、 P3、P4、？5、？6和？7，多路合路器中采用了3個(gè)公共腔2，？1和？2、P3和P4、P5和P6兩 兩組合，分別通過一個(gè)公共腔2后，實(shí)際輸出到端口 P8的信號(hào)路數(shù)變?yōu)樗穆?，大大減少了匹 配的通道數(shù)，設(shè)計(jì)和調(diào)試變的容易很多。沒有使用公共腔時(shí)，7路輸入信號(hào)直接輸出到輸出 端P8，7路不同頻率的信號(hào)要相互匹配，互相影響，給設(shè)計(jì)和調(diào)試帶來很大的困難，實(shí)際調(diào) 試中往往一天也調(diào)不好一臺(tái)產(chǎn)品。設(shè)置公共腔后，在實(shí)際調(diào)試中大概1. 5小時(shí)可以調(diào)好一 臺(tái)，效率提高了數(shù)倍。
4
實(shí)施例3
多路合路器制造方法，該方法包括以下步驟
1. 根據(jù)
計(jì)算諧振腔的諧振頻率；
2.根據(jù)矩陣計(jì)算方法計(jì)算耦合腔體之間的耦合系數(shù)，轉(zhuǎn)化為阻抗參數(shù)，公式為 Z= 1/(Μ*ω* V (C1*C2))，其中，Z為耦合阻抗，M為耦合系數(shù)，ω為諧振角頻率，C1C2為 相鄰諧振腔諧振電容；
3.根據(jù)以上計(jì)算參數(shù)建立諧振腔數(shù)學(xué)模型，在軟件matlab或ADS中進(jìn)行計(jì) 算，得到Sll或S21傳輸曲線；
4.將2路或以上的諧振腔數(shù)學(xué)模型放在一起，設(shè)立公共腔體，調(diào)整公共腔體的 諧振頻率和耦合阻抗，得到最佳滿足指標(biāo)的曲線；
5.根據(jù)腔體的高度為合路器中心頻率波長(zhǎng)的1/4，即H= λ /4，和內(nèi)導(dǎo)體直徑d和 腔體直徑D的關(guān)系公式d=D/3. 5，將模型中的阻抗和頻率參數(shù)轉(zhuǎn)換為實(shí)際腔體尺寸，再利 用HFSS微波仿真軟件進(jìn)行仿真，根據(jù)仿真的諧振頻率驗(yàn)證和修改腔體尺寸，確定多路合路 器中各諧振腔和公共腔的結(jié)構(gòu)，包括腔體大小和輸出線高度；
6.根據(jù)步驟5確定的尺寸繪圖和加工，用網(wǎng)絡(luò)分析儀進(jìn)行實(shí)際調(diào)試、老化和噴 漆，完成多路合路器的生產(chǎn)過程。
權(quán)利要求
多路合路器，包括至少兩個(gè)接受不同頻率信號(hào)輸入的濾波電路，每個(gè)濾波電路至少包括二個(gè)空腔濾波器和二個(gè)調(diào)諧控制單元，每個(gè)濾波電路的輸出并接于一起作為合路器的輸出；其特征是，至少有兩個(gè)所述濾波電路的輸出并接后，接入公共腔再和其它濾波電路的輸出并接于一起作為合路器的輸出，所述公共腔為空腔諧振器。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多路合路器，其特征是，三路以上的濾波電路，頻率相近的兩 個(gè)電路分別形成一組，每組接入一個(gè)公共腔，再合路輸出。
3.多路合路器制造方法，其特征是，該方法包括以下步驟1)根據(jù) 計(jì)算諧 振腔的諧振頻率；2)根據(jù)矩陣計(jì)算方法計(jì)算耦合腔體之間的耦合系數(shù)，轉(zhuǎn)化為阻抗參數(shù)，公式為Z= 1/(Μ*ω* V (C1*C2))，其中，Z為耦合阻抗，M為耦合系數(shù)，ω為諧振角頻率，C1C2為相鄰 諧振腔諧振電容；3)根據(jù)以上計(jì)算參數(shù)建立諧振腔數(shù)學(xué)模型，在軟件matlab或ADS中進(jìn)行計(jì)算，得 到Sll或S21傳輸曲線；4)將2路或以上的諧振腔數(shù)學(xué)模型放在一起，設(shè)立公共腔體，調(diào)整公共腔體的諧 振頻率和耦合阻抗，得到最佳滿足指標(biāo)的曲線；5)根據(jù)腔體的高度為合路器中心頻率波長(zhǎng)的1/4，即H=λ/4，和內(nèi)導(dǎo)體直徑d和腔體直 徑D的關(guān)系公式d=D/3. 5，將模型中的阻抗和頻率參數(shù)轉(zhuǎn)換為實(shí)際腔體尺寸，再利用HFSS 微波仿真軟件進(jìn)行仿真，根據(jù)仿真的諧振頻率驗(yàn)證和修改腔體尺寸，確定多路合路器中各 諧振腔和公共腔的結(jié)構(gòu)，包括腔體大小和輸出線高度；6)根據(jù)步驟5確定的尺寸繪圖和加工，用網(wǎng)絡(luò)分析儀進(jìn)行實(shí)際調(diào)試。
全文摘要
本發(fā)明涉及多路合路器及其制造方法，多路合路器，包括至少兩個(gè)接受不同頻率信號(hào)輸入的濾波電路，每個(gè)濾波電路至少包括二個(gè)空腔濾波器和二個(gè)調(diào)諧控制單元，每個(gè)濾波電路的輸出并接于一起作為合路器的輸出；至少有兩個(gè)所述濾波電路的輸出并接后，接入公共腔再和其它濾波電路的輸出并接于一起作為合路器的輸出，所述公共腔為空腔諧振器。采用公共腔的多路合路器的設(shè)計(jì)在匹配參數(shù)的設(shè)計(jì)上也大大簡(jiǎn)化，通過調(diào)試和自動(dòng)優(yōu)化，提高了設(shè)計(jì)和生產(chǎn)調(diào)試的效率，降低了成本。
文檔編號(hào)H01P11/00GK101916898SQ201010275678
公開日2010年12月15日 申請(qǐng)日期2010年9月8日 優(yōu)先權(quán)日2010年9月8日
發(fā)明者余建鋒, 劉兵, 熊凱 申請(qǐng)人:江蘇華之光微波科技有限公司