專利名稱：Gsm/dcs/wcdma三頻合路器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種用于GSM 、 DCS和WCDMA系統(tǒng)之間進行合路的處理設(shè) 備，尤其涉及GSM/DCS/WCDMA三頻合3各器。
背景技術(shù)：
隨著移動通信的迅速發(fā)展，多系統(tǒng)共站址、共天饋資源的應(yīng)用方式得到 越來越多的運營商青睞。通過這些方式可以達致共享資源，降低系統(tǒng)設(shè)備成 本的效果。在GSM/DCS/WCDMA共天饋系統(tǒng)中，三頻合路器是必不可少的微波 器件，其主要作用是對不同系統(tǒng)的信號進行分合路，以達到節(jié)省饋電電纜， 簡化系統(tǒng)和降低成本的目'的。另外，基站塔上設(shè)備的供電是通過射頻電纜實 現(xiàn)的，所以，與饋電電纜串接的合路器還要具有邁直流電的功能。參照

圖1所示的原理圖，合路器是四端口微波器件，包括兩條直流饋電 通路和三條射頻信號通路，其中直流饋電通路由集總參數(shù)低通濾波器、開 關(guān)和放電管等防雷器件組成，低通濾波器用于抑制高頻射頻信號，以讓一定 頻率(如2. 176MHz)的控制信號順利通過，開關(guān)用于選擇是否需要直流電通 過；射頻信號通路由電容和帶通濾波器組成，三條射頻信號通路中的帶通濾 波器的通帶范圍適應(yīng)所合路的三路信號的頻率范圍設(shè)置。工作時，從公共端 口 Portl輸入的信號根據(jù)頻率范圍分路到端口 Port2和端口 Port3和Port4, 相反，也可將從端口 Port2和Port3和Port4輸入的信號經(jīng)端口 Portl合路 輸出。GSM/DCS/WCDMA共天饋系統(tǒng)的射頻信號頻率范圍是806MHz - 960MHz、 1710MHz -- ]88固Hz和1920MHz - 2170MHz，要實現(xiàn)如此超寬度的工作頻帶-并 且具有通直流電功能，目前的大部分合路器產(chǎn)品采用介質(zhì)基片用微帶電路的 形式實現(xiàn)。這種結(jié)構(gòu)形式的產(chǎn)品的缺點是體積大，功率容量小。而且，無源 互調(diào)指標(biāo)大大取決于介質(zhì)基片材料的特性，在批量生產(chǎn)中難以控制。實用新型內(nèi)容本實用新型的目的在于提供一種GSM/DCS/WCDMA三頻合路器，使其小型 化，并且達到插損小、功率容量大且直流饋電通路和射頻信號通路之間隔離 度高等功效。為解決本實用新型的技術(shù)問題，本實用新型采用如下技術(shù)方案實現(xiàn)本實用新型的GSM/DCS/WCDMA三頻合路器，用于完成GSM、 DCS、 WCDMA三個相異頻^殳信號的合路處理，由GSM端口 、 GSM帶通濾波器、 公共電容、合路端口依次電性連接構(gòu)成GSM射頻通路；由DCS端口、 DCS 電容、DCS帶通濾波器、公共電容、合路端口依次電性連接構(gòu)成DCS射頻通 路；由WCDMA端口、 WCDMA電容、WCDMA帶通濾波器、公共電容、合 路端口依次電性連接構(gòu)成WCDMA射頻通路；以及連接于DCS端口與合路端 口 ，以及連接于WCDMA端口與合路端口之間的兩個直流通路；所述公共電 容、WCDMA電容和DCS電容均為分布參H式電容。所述各電容均包括內(nèi)導(dǎo)體、絕緣體和套筒，絕緣體套設(shè)在內(nèi)導(dǎo)體外圍， 套筒則套設(shè)在絕緣體外圍，所述套筒用于與鄰接的帶通濾波器電性連接；所 述內(nèi)導(dǎo)體用于與鄰接的直流通路電性連接，并進而連接至其所鄰接的各端口 。所述帶通濾波器均包括若干諧振柱，相鄰兩個諧振柱之間可設(shè)有用于加 強耦合效果的脊柱。所述DCS帶通濾波器采用開窗方式實現(xiàn)感性耦合；WCDMA帶通濾波器 采用飛桿方式實現(xiàn)容性耦合。所述DCS和WCDMA帶通濾波器靠近合路端口處共用 一個諧振柱。所述直流通路包括連接于合路端口與DCS端口或與WCDMA端口之間的
的低通濾波器和放電管。該合路器基于一箱體構(gòu)造而成，該箱體包括本體、電路板和蓋體，各帶 通濾波器設(shè)置于本體中并被金屬墻相分隔，本體外側(cè)固設(shè)所述各個端口，各電容置于各個端口內(nèi)側(cè)；本體頂部還設(shè)置有若干支撐件，支撐件上裝設(shè)所述 低通濾波器，所述放電管及開關(guān)則固定在該電路板上；所述蓋體與本體鎖固。所述電路板對應(yīng)三個帶通濾波器設(shè)置有穿越電路板深入帶通濾波器的若 干調(diào)諧螺桿，用于調(diào)節(jié)諧振頻率和耦合量。所述直流通路還包括開關(guān)，直流通路中的印刷線路設(shè)有若干處間斷，間 斷處設(shè)置凹槽，凹槽可選地設(shè)置可導(dǎo)電的連接件以實現(xiàn)開關(guān)作用。所述支撐件上表面與電路板底面之間留有不小于0.2毫米的間隙。所述蓋體開設(shè)有通孔，該通孔覆蓋有戈爾透氣膜所述蓋體的.通孔上設(shè)置有防護板。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實用新型具有如下有益效果本實用新型用帶通濾 波器實現(xiàn)的三頻合路器，利用獨特的方式，實現(xiàn)直流通路和射頻信號通路間 的相互隔離。分布參數(shù)式電容的應(yīng)用，使應(yīng)用本實用新型的產(chǎn)品能大大縮小 體積，提高了功率容量，而且，本實用新型對整體結(jié)構(gòu)進行了布局，尤其是 通過共用諧振柱的技術(shù)，通過結(jié)構(gòu)的改進還帶來了插損小、通道間隔離度高 等優(yōu)點。附困說明圖1是本實用新型的原理框圖；圖2是本實用新型產(chǎn)品的組合結(jié)構(gòu)立體圖；圖3是圖2中A部分的放大圖；圖4為本實用新型本體部分的頂面一見圖。 本實用新型GSM/DCS/WCDMA三頻合路器主要用于對多種頻率的信號進行 合路，具體請參閱圖2所示的實物產(chǎn)品。圖2中，合路器整體為一箱體，由本體6、電路板2和蓋體4共同組成。 本體6的右側(cè)邊i殳置WCDMA端口 Port2和DCS端口 Port 3以及GSM端口 Port4,分別用于接收1920 - 2170MHz和1710 - 1880MHz以及806MHz - 960MHz 的射頻信號，本體6左側(cè)邊則設(shè)置合路端口 Portl,合路端口 Portl可輸出 由WCDMA端口和DCS端口以及GSM端口 ( Port2和Port 3和Port4 )合成后的 射頻信號，或可輸入信號分路到WCDMA或DCS端口或GSM端口 ( Por 12和Por 13 和Port4 )。本體6,上集成了三個射頻通路，即用于傳輸WCDMA信號的WCDMA射頻通 路和用于傳輸DCS信號的DCS射頻通路和用于傳輸GSM信號的GSM射頻通路， WCDMA射頻通i 各由WCDMA端口 Port2、 WCDMA電容68'(參閱圖4) , WCDMA帶通 濾波器610、公共電容68、合路端口 Portl依次電性連接組成；DCS射頻通 路則由DCS端口 Port3、 DCS電容68"(參閱圖4), DCS帶通濾波器620、公 共電容68、合路端口 Portl依次電性連接組成；GSM射頻通路由GSM端口 Port4、金屬導(dǎo)帶632、 GSM帶通濾波器、公共電容68、合路端口Portl依次 電性連4妾組成?？梢?，每個射頻通路均獨立包括一個帶通濾波器(610或620或630 ), 并且還共同包括所述公共電容68。每個帶通濾波器610, 620, 630均采用同軸諧振腔的方式實現(xiàn)，包括若 干諧振柱611， 621, 631，如圖2和圖4所示，本體6中部形成的空腔被兩 個異形的金屬墻81和82分為三個部分，對應(yīng)WCDMA射頻通路為WCDMA帶通 濾波器610，對應(yīng)DCS射頻通路l'j為DCS帶通濾波器620，對應(yīng)GSM通路則為
GSM帶通濾波器630。金屬墻81和82的分隔使WCDMA和DCS以及GSM射頻通 路具有更高的隔離度。WCDMA帶通濾波器610中，順次設(shè)置有8個諧振柱611， 其中，4卩近WCDMA端O Port2的i皆4展;f主611由WCDMA電容68'攤禺合到WCDMA 端口Port2; DCS帶通濾波器620順次設(shè)置7個諧振柱621，其鄰近DCS端口 Port3的諧振柱621由DCS電容68"耦合到DCS端口 Port3。鄰近合路端口 Portl處的一個諧振柱6012是屬于WCDMA和DCS帶通濾波器610和620共用 的，即實際上兩個濾波器的諧振柱總量為14個，該共用的諧振柱6012可使 兩個帶通濾波器610和620的信號以電》茲諧振的方式通過導(dǎo)線672共同傳輸 至合路端口 Portl。所述GSM帶通濾波器順次設(shè)置4個諧振柱631,左邊的諧 振柱6 31通過導(dǎo)線6 7 3與公共電容6 8電性連接，考慮到其所占用的空間較小， 因此，右端的諧振柱631通過所述的金屬導(dǎo)帶632直接從末端的一個諧振柱 電性連^妄到GSM端口 Port4。 .圖2和圖4可見，所述三個帶通濾波器610和620和630之間的金屬墻 81和82并未完全隔斷兩個帶通濾波器610, 620的4關(guān)系。為保證WCDMA射頻通道的隔離度，所對應(yīng)的WCDMA帶通濾波器610用飛 桿628的方式添加了兩個容性耦合，在通帶左端共產(chǎn)生兩個抑制極點。為保證DCS射頻通道的隔離度，所對應(yīng)的DCS帶通濾波器620用開窗的 方式添加了兩個感性耦合，在通帶右端和共產(chǎn)生兩個抑制極點。請參閱圖2、圖3和圖4,所述WCDMA、DCS電容以及公共電容68',68",68, 其內(nèi)部結(jié)構(gòu)均同公共電容68,公共電容68具體包括內(nèi)導(dǎo)體683、絕緣體682 和套筒681，絕緣體682套設(shè)在內(nèi)導(dǎo)體683外圍，套筒681則套設(shè)在絕緣體 682外圍，絕緣體682用介質(zhì)薄膜實現(xiàn)，介質(zhì)薄膜采用聚四氟乙烯。所述套 筒681與所述WCDMA和DCS帶通濾波器610和620的共用諧振柱6012電 性連接，所述內(nèi)導(dǎo)體683則直接連接至合路端口 Portl。如此，套筒681與內(nèi) 導(dǎo)體683之間可由絕緣體682絕緣，形成分布參數(shù)式電容，對于WCDMA和DCS射頻通路而言，射頻信號通過內(nèi)導(dǎo)體683與套筒681間的耦合實現(xiàn)信號 的傳輸；對于兩個直流通路而言，直接連接到內(nèi)導(dǎo)體683連接出各端口，而 直流電流不能通過套筒681,這樣就實現(xiàn)了射頻通路隔斷直流電流的作用。如前所述，WCDMA和DCS電容68'， 68"采用如公共電容68相同的結(jié) 構(gòu)，但WCDMA電容68'的套筒僅與WCDMA帶通濾波器610的與WCDMA 電容68'相鄰近的WCDMA諧振柱611相連接，DCS電容68"的套筒則與DCS 帶通濾波器620的與DCS電容68"相鄰近的WCDMA根諧振柱621相連接。所述各電容的內(nèi)導(dǎo)體自各端口 Portl, Port2， Port3引出，因此，自然與 各端口電性連接。請再參閱圖2，所述電路板2上固定有一印刷電路，主要分居于電路板2 兩側(cè)，關(guān)于三頻合路器的直流通路已為公知技術(shù)，在此僅就本實用新型的主 要〖文進敘述如下 ，結(jié)合圖1、圖2和圖4，電路板2上集成了兩個直流通路，即WCDMA 直流通if各和DCS直流通^各，直流通路主要由4氐通濾波器201， 202, 203、開 關(guān)、防雷器件等組成。WCDMA/DCS直流通路自WCDMA/DCS端口 Port2/Port3接出信號后，通過WCDMA/DCS低通濾波器202/203進行濾波后， 進行合成，并輸出至第三低通濾波器201，再輸出至合路端口 Portl。低通濾 波器201 ， 202, 203的作用主要用于抑制高頻信號而讓低于3MHz的控制信 號通過。此外，可以依據(jù)需要在兩個直流通路中設(shè)置開關(guān)，用于選擇是否需 要直流電通過；還可以設(shè)置放電管之類的防雷器件。印刷電路中示出了 3個低通濾波器201, 202， 203的接入點，而所述3 個低通濾波器201, 202， 203均獨立設(shè)置在3個支撐件上。如圖2中所示， 靠近各個端口 Portl,Port2,Port3，在三個帶通濾波器610, 620的上緣,分 別設(shè)置所述3個支撐件641, 642, 643。所述低通濾波器201， 202, 203 —端接與其相鄰近的端口
Portl,Port2，Port3的電容，具體而言，第三j氐通濾波器201的該端與公共 電容68的內(nèi)導(dǎo)體683電性連接，WCDMA低通濾波器202的該端與WCDMA電容 68'的內(nèi)導(dǎo)體電性連接，DCS^f氐通濾波器203的該端則與DCS電容68"的內(nèi)導(dǎo) 體電性連接。低通濾波器201, 202, 203的另一端則與印刷電路電性連接， 此時，印刷電路的3個接入點剛好與各支撐件上的3個低通濾波器201, 202, 203接合，也使低通濾波器201， 202, 203成功接入所屬的直流通路，電路 板與支撐件上表面預(yù)留不小于0.2毫米的間隙，可保證射頻信號的良好電性 能。所述開關(guān)采用焊接到電路上的電感線圈204實現(xiàn)，用于抑制高頻信號， 電感線圈204所對應(yīng)處的印刷電路是間斷的，去掉電感線圈204即可斷開前 后的連4妻，置入電感線圏204則可恢復(fù)電^^。如圖2所示，所述低通濾波器201是通過導(dǎo)線622與所述公共電容68 的內(nèi)導(dǎo)體683連接后與合路端口 Portl實現(xiàn)電性連接的，低通濾波器202,203 也同理與電容68'、 68"的內(nèi)導(dǎo)體電性連接。如此便巧妙實現(xiàn)了直流通路與射 頻通路共同接入合路端口 Portl的技術(shù)問題。再如圖2和圖4所示，電路板2兩側(cè)對應(yīng)本體6的兩個帶通濾波器610 和620還設(shè)置了若干個調(diào)諧螺桿69。調(diào)諧螺桿69穿過所述電路板2，當(dāng)電路 板2與本體6固設(shè)時可深入兩個帶通濾波器610, 620的內(nèi)部，主要用于調(diào)節(jié) 兩個帶通濾波器610和620的諧振子的諧振頻率和耦合量。為了實現(xiàn)諧振柱611之間的強耦合，兩個帶通濾波器610和620中相鄰 兩個諧振柱611之間還可設(shè)置脊柱，各脊柱的高度可以不等，可^L實際情況 進行調(diào)節(jié)。諧振柱與電路板2間應(yīng)留有適當(dāng)間隙，以不小于1.5毫米為宜， 以滿足功率容量的需求。請再參閱圖2,該圖還示出了所述蓋體4,該蓋體4用于與本體6相蓋合， 對內(nèi)部零件進行保'護，其周邊可加蓋膠圈，以便增強其防水性能，保護內(nèi)部 電路。在該電路板2表面還設(shè)有通孔，并在該通孔上設(shè)置戈爾透氣膜40,用 于保持本體6內(nèi)外的壓力平衡，此外，還在該通孔上設(shè)置防水板41以保護戈 爾透氣膜40。此外，所述兩個帶通濾波器610， 620內(nèi)表面鍍銀，可以大大減小了射頻 信號在傳輸過程中的衰減，使通帶內(nèi)信號的插入損耗小于0. 3dB。本實用新型的設(shè)計并不局限于GSM/DCS/WCDMA共天饋系統(tǒng)，還可以適應(yīng) 于諸如2G/3G共天饋系統(tǒng)，其要點在于采用如上述實施例所涉及的分布參數(shù) 式電容，關(guān)于箱體的具體形狀及具體布局，可依本實用新型的精神做適當(dāng)?shù)?改變，因此本實用新型也適用于其它三頻合路器，適應(yīng)于多種共天饋系統(tǒng)。綜上所述，本實用新型克服了現(xiàn)有技術(shù)的不足，經(jīng)過對合路器的電性結(jié) 構(gòu)及物理結(jié)構(gòu)進行了整體有機調(diào)整后，帶來了如下積極效果體積小本實用新型的合^各器大小可縮小至220m i*185mni*55mm。套筒式 耦合結(jié)構(gòu)充分利用了合路端口中內(nèi)導(dǎo)體穿過本體內(nèi)壁的空間，既實現(xiàn)了射頻 信號的耦合，又不占用額外空間。在直流饋電通路和射頻信號通路添加集總 參數(shù)低通濾波器，既保證了直流饋電通路和射頻信號通路間的隔離，又使電 路板的PCB電路板的尺寸大大減小。隔離度高由于每個射頻通路是封閉的波導(dǎo)腔體結(jié)構(gòu)，這樣大大提高了 通道間的隔離度。WCDMA端口 Port2對1710 - 1880MHz頻段的射頻信號的隔 離度、DCS端口 Port3對1920 - 2170MHz頻段的射頻信號的隔離度均大于 50dB,功率容量大同軸腔體內(nèi)的諧振柱與同軸腔體壁間留有足夠的間隙，提 高了器件射頻信號功率承受能力，每端口承受的平均功率高達250瓦。
權(quán)利要求1、一種GSM/DCS/WCDMA三頻合路器，用于完成GSM、DCS、WCDMA三個相異頻段信號的合路處理，由GSM端口、GSM帶通濾波器、公共電容、合路端口依次電性連接構(gòu)成GSM射頻通路；由DCS端口、DCS電容、DCS帶通濾波器、公共電容、合路端口依次電性連接構(gòu)成DCS射頻通路；由WCDMA端口、WCDMA電容、WCDMA帶通濾波器、公共電容、合路端口依次電性連接構(gòu)成WCDMA射頻通路；以及連接于DCS端口與合路端口，以及連接于WCDMA端口與合路端口之間的兩個直流通路；其特征在于所述公共電容、WCDMA電容和DCS電容均為分布參數(shù)式電容。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的GSM/DCS/WCDMA三頻合路器，其特征在于 所述各電容均包括內(nèi)導(dǎo)體、絕緣體和套筒，絕緣體套設(shè)在內(nèi)導(dǎo)體外圍，套筒 則套設(shè)在絕緣體外圍，所述套筒用于與鄰接的帶通濾波幾電性連接；所述內(nèi) 導(dǎo)體用于與鄰接的直流通路電性連接，并進而連接至其所鄰接的各端口。
3、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的GSM/DCS/WCDMA三頻合路器，其特征在于 所述帶通濾波器均包括若干諧振柱，相鄰兩個諧振柱之間可設(shè)有用于加強耦 合效果的脊柱。
4、 根據(jù)權(quán)利要求3所述的GSM/DCS/WCDMA三頻合路器，其特征在于 所述DCS帶通濾波器采用開窗方式實現(xiàn)感性交叉耦合；WCDMA帶通濾波器 采用飛桿方式實現(xiàn)容性交叉耦合。
5、 根據(jù)權(quán)利要求4所述的GSM/DCS/WCDMA三頻合路器，其特征在于 所述DCS和WCDMA帶通濾波器靠近合路端口處共用 一個諧振柱。
6、 根據(jù)權(quán)利要求1至5中任意一項所述的GSM/DCS/WCDMA三頻合路 器，其特征在于所述直流通路包括連接于合路端口與DCS端口或于WCDMA 端口之間的低通濾波器和放電管。
7、 根據(jù)權(quán)利要求6所述的GSM/DCS/WCDMA三頻合路器，其特征在于 該合路器基于一箱體構(gòu)造而成，該箱體包括本體、電路板和蓋體，各帶通濾 波器設(shè)置于本體中并被金屬墻相分隔，本體外側(cè)固設(shè)所述各個端口，各電容 置于各個端口內(nèi)側(cè)；本體頂部還設(shè)置有若千支撐件，支撐件上裝設(shè)所述低通 濾波器，所述放電管及開關(guān)則固定在該電路板上；所述蓋體與本體鎖固。
8、 根據(jù)權(quán)利要求7所述的GSM/DCS/WCDMA三頻合路器，其特征在于 所述電路板對應(yīng)三個帶通濾波器設(shè)置有穿越電路板深入帶通濾波器的若干調(diào) 諧螺桿，用于調(diào)節(jié)諧振頻率和耦合量。
9、 根據(jù)權(quán)利要求8所述的GSM/DCS/WCDMA三頻合路器，其特征在于 所述直流通路還包括開關(guān)，直流通路中的印刷線路設(shè)有若干處間斷，間斷處 設(shè)置凹槽，凹槽可選地設(shè)置可導(dǎo)電的連接件以實現(xiàn)開關(guān)作用。
10、 根據(jù)權(quán)利要求9中所述的GSM/DCS/WCDMA三頻合路器，其特征 在于所述支撐件上表面與電路板底面之間留有不小于0.2毫米的間隙。
11、 根據(jù)權(quán)利要求IO所述的GSM/DCS/WCDMA三頻合路器，其特征在 于所述蓋體開設(shè)有通孔，該通孔覆蓋有戈爾透氣膜，所述蓋體的通孔上設(shè) 置有防護板。
12、 根據(jù)權(quán)利要求11所述的GSM/DCS/WCDMA三頻合路器，其特征在 于所述GSM帶通濾波器由一金屬導(dǎo)帶與所述GSM端口電性連接。
專利摘要本實用新型公開一種GSM/DCS/WCDMA三頻合路器，其一方面選用分布參數(shù)式電容代替?zhèn)鹘y(tǒng)所應(yīng)用的電容，另一方面將合路器中的直流通路和射頻通路在物理上相分離，并在物理上巧妙地共容了包括電容在內(nèi)的各個部件。本實用新型由于對合路器的整體結(jié)構(gòu)進行了重新布局，帶來了體積小，插損小、功率容量大、通道間隔離度高等優(yōu)點。
文檔編號H01P1/20GK201044258SQ20072005332
公開日2008年4月2日 申請日期2007年6月26日 優(yōu)先權(quán)日2007年6月26日
發(fā)明者林忠水, 黃友勝 申請人:京信通信系統(tǒng)(中國)有限公司