專利名稱：：調(diào)諧一個(gè)基站的一個(gè)相加網(wǎng)絡(luò)的方法，和一個(gè)帶通濾波器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及一種調(diào)諧一個(gè)基站的一個(gè)相加網(wǎng)絡(luò)的方法，其中相加網(wǎng)絡(luò)包括連接器，導(dǎo)體和一個(gè)濾波裝置，該裝置包括接收基站射頻發(fā)射器所提供信號(hào)的輸入連接器，和將濾波后的信號(hào)傳輸給一個(gè)天線裝置的輸出連接器。本發(fā)明進(jìn)一步涉及一個(gè)帶通濾波器，它包括一個(gè)輸入連接器，一個(gè)輸出連接器和一個(gè)諧振裝置。本發(fā)明尤其涉及用于一個(gè)蜂窩移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)的一個(gè)基站的組合濾波器的一個(gè)相加網(wǎng)絡(luò)。一個(gè)組合濾波器是一個(gè)窄帶濾波器，僅在與之耦合的一個(gè)發(fā)射器的載頻上諧振。組合器輸出的信號(hào)由相加網(wǎng)絡(luò)相加，然后傳輸給基站天線。相加網(wǎng)絡(luò)通常包括一個(gè)導(dǎo)向基站天線的同軸電纜，組合濾波器通常用T形分支耦合到該同軸電纜。為將盡可能多的發(fā)射器的發(fā)射功率傳輸給天線，必須根據(jù)基站發(fā)射器所用頻率通道來調(diào)諧相加網(wǎng)絡(luò)。因此，相加網(wǎng)絡(luò)的最優(yōu)電長度依賴于被發(fā)射信號(hào)載波的波長。嚴(yán)格地說，一個(gè)相加網(wǎng)絡(luò)僅調(diào)諧在一個(gè)頻率，但頻率從最佳點(diǎn)漂移開時(shí)，失諧不會(huì)一開始就快速增長。因此，蜂窩移動(dòng)通信系統(tǒng)的基站通常在這樣一個(gè)頻帶上利用相加網(wǎng)絡(luò)，它的帶寬大約是基站所用頻帶的中心頻率的1％-2％。這就對相加網(wǎng)絡(luò)的機(jī)械長度及其布線提出很高的要求，因?yàn)榘l(fā)射線必須嚴(yán)格具有正確的長度，以使相加網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化在正確頻率上。此外，如果不設(shè)法調(diào)諧相加網(wǎng)絡(luò)，一個(gè)相加網(wǎng)絡(luò)的可用頻帶對要改變的基站發(fā)射器的頻率通道而言就太窄了。特別是當(dāng)那些自動(dòng)調(diào)諧(通過遠(yuǎn)端控制)的組合濾波器變?yōu)楦占皶r(shí)，在相加網(wǎng)絡(luò)的調(diào)諧中就更需要簡單快速的調(diào)節(jié)。而根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)解決方案，需要一位工程師去檢查基站站點(diǎn)，用根據(jù)新的頻帶制定的一個(gè)新的布線來替換原相加網(wǎng)絡(luò)布線，顯然這種方法太昂貴和花費(fèi)時(shí)間。本發(fā)明的一個(gè)目的就是解決上述問題并提供一種簡單方便的方法，來調(diào)諧一個(gè)基站的一個(gè)相加網(wǎng)絡(luò)。這個(gè)目的通過本發(fā)明的一個(gè)相加網(wǎng)絡(luò)得到實(shí)現(xiàn)，其特征在于調(diào)節(jié)相加網(wǎng)絡(luò)中的一個(gè)濾波裝置的一個(gè)輸出連接器的電長度。本發(fā)明基于這樣的思想，在相加網(wǎng)絡(luò)的調(diào)諧中，當(dāng)基站使用多個(gè)組合濾波器，或帶有一個(gè)可調(diào)電長度的輸出連接器的一個(gè)組合濾波器時(shí)，就完全不需要改動(dòng)基站的固定相加網(wǎng)絡(luò)了。這樣一個(gè)調(diào)節(jié)補(bǔ)償了固定相加網(wǎng)絡(luò)中不同波長引起的一個(gè)波長誤差，其中通過調(diào)節(jié)輸出連接器的電長度，就有可能總是正確保持連接到相加網(wǎng)絡(luò)相加點(diǎn)的電纜和濾波器連接器的組合電長度，即L＝n×λ/4，其中n＝1，3，5...，而λ＝電纜中的波長。因此本發(fā)明最重要的優(yōu)點(diǎn)是相加網(wǎng)絡(luò)布線的機(jī)械長度變得不重要了，因?yàn)殡娎|測量的誤差可以通過調(diào)節(jié)濾波器的輸出連接器來改正。這使得相加網(wǎng)絡(luò)的調(diào)諧更方便更快速，而且對容限的要求降低，布線費(fèi)用也降低。本發(fā)明進(jìn)一步涉及一個(gè)帶通濾波器，其特征在于該帶通濾波器包括改變其連接器電長度的調(diào)節(jié)裝置。在本發(fā)明的濾波器中，至少輸出連接器的電長度是可調(diào)的，這是很有利的。此外，濾波器的輸入連接器也可以是可調(diào)的，這時(shí)在一些情形下可以改善濾波器其它參數(shù)(通帶衰減，帶寬和群傳播延遲)使之保持不變。在根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)濾波器的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，濾波器連接器通過一個(gè)微帶導(dǎo)體與諧振裝置相互作用。這樣，連接器的電長度依賴于微帶導(dǎo)體的電長度，該微帶導(dǎo)體又依賴于它的有效介電常數(shù)。因此，濾波器連接器的電長度可以很簡便地改變，即通過影響微帶導(dǎo)體的有效介電常數(shù)來實(shí)現(xiàn)。在根據(jù)本發(fā)明的濾波器的一個(gè)第二優(yōu)選實(shí)施例中，微帶導(dǎo)體的有效介電常數(shù)是被機(jī)械地調(diào)節(jié)的，即微帶導(dǎo)體被安放在一種絕緣材料制成的一個(gè)物體，和介電材料(最好是陶瓷)制成的一個(gè)物體之間。這樣，微帶導(dǎo)體電磁場的主要部分就出現(xiàn)在微帶導(dǎo)體和接地平面(Z0≤50Ohm)之間，其余的在它之上。當(dāng)微帶導(dǎo)體之上較弱的雜散場被改變時(shí)，例如通過改變媒質(zhì)介電常數(shù)，通過引入具有一個(gè)高介電常數(shù)的陶瓷材料，來影響該雜散場，微帶導(dǎo)體的有效介電常數(shù)也發(fā)生改變，因而它的電長度也發(fā)生改變。這樣，通過用例如一個(gè)調(diào)節(jié)螺絲移動(dòng)所述陶瓷材料，而被它所覆蓋的微帶導(dǎo)體的面積改變，濾波器連接器的電長度就能被改變。根據(jù)本發(fā)明的這種機(jī)械調(diào)節(jié)方法，對一個(gè)介電諧振器是很有利的，因?yàn)橥粋€(gè)調(diào)節(jié)螺絲可用來改變諧振器的諧振頻率和連接器的電長度。在根據(jù)本發(fā)明的濾波器的一個(gè)第三優(yōu)選實(shí)施例中，微帶導(dǎo)體的有效介電常數(shù)通過電調(diào)節(jié)方法調(diào)節(jié)。這就意味將該微帶導(dǎo)體正對著這樣一個(gè)物體的表面安放，該物體至少部分地由這樣的材料制成，該材料的介電常數(shù)依賴于一個(gè)周圍電場的場強(qiáng)。當(dāng)所述物體的介電常數(shù)改變時(shí)，微帶導(dǎo)體的有效介電常數(shù)相應(yīng)地發(fā)生改變。這樣通過調(diào)節(jié)圍繞微帶導(dǎo)體的電場場強(qiáng)，濾波器連接器的電長度可以被改變。該方法的優(yōu)選實(shí)施例和本發(fā)明的帶通濾波器在所附權(quán)利要求2及4-9中公布。下面將參照附圖，通過根據(jù)本發(fā)明的帶通濾波器的若干優(yōu)選實(shí)施例，詳細(xì)描述該發(fā)明。附圖中圖1顯示一個(gè)基站的一個(gè)相加網(wǎng)絡(luò)的一個(gè)框圖，圖2顯示根據(jù)本發(fā)明的濾波器的第一優(yōu)選實(shí)施例，圖3顯示圖2中所示沿圖1中線III-III所切的濾波器，圖4顯示根據(jù)本發(fā)明的濾波器的第二優(yōu)選實(shí)施例，圖5顯示圖4中所示沿線V-V所切的電路板。圖1是一個(gè)蜂窩通信系統(tǒng)的一個(gè)相加網(wǎng)絡(luò)的一個(gè)框圖，如GSM。圖1中發(fā)射單元TRX1-TRX3使用一個(gè)公用天線ANT發(fā)射和接收射頻信號(hào)。對每個(gè)發(fā)射器，在基站中安置了一個(gè)獨(dú)立的組合濾波器20。所述組合濾波器20包括一個(gè)可調(diào)諧帶通濾波器，發(fā)射器將要發(fā)射的RF信號(hào)傳輸給它的輸入連接器7。帶通濾波器20的輸出連接器8通過同軸電纜連接到一個(gè)相加點(diǎn)P，從這一點(diǎn)發(fā)射器提供的信號(hào)再被傳輸?shù)教炀€ANT。在圖1的相加網(wǎng)絡(luò)中，利用可調(diào)諧組合濾波器20，這樣操作者可以改變?yōu)V波器的諧振頻率，來響應(yīng)與之耦合的發(fā)射器單元所用頻帶的中心頻率。另外，一個(gè)自動(dòng)調(diào)節(jié)濾波器的控制單元可被安放在與濾波器相連的位置。此外，圖1中濾波器的輸入和輸出連接器7和8的電長度也是可調(diào)的。這樣圖1中相加網(wǎng)絡(luò)的布線就不需改變來調(diào)諧相加網(wǎng)絡(luò)。在圖1中，通過調(diào)節(jié)每個(gè)組合濾波器20輸出連接器的電長度，來實(shí)現(xiàn)相加網(wǎng)絡(luò)的調(diào)諧，這樣輸出連接器和將所述濾波器輸出連接器連接到相加點(diǎn)P的同軸電纜的組合電長度是L＝n×λ/4，其中n＝1，3，5…，λ＝同軸電纜中的波長。在圖1的情況中，與濾波器20諧振頻率的改變相聯(lián)系，輸入輸出連接器7和8電長度的調(diào)節(jié)可以自動(dòng)進(jìn)行，例如通過系統(tǒng)控制室的遠(yuǎn)端控制。圖2顯示根據(jù)本發(fā)明的濾波器的第一優(yōu)選實(shí)例，其中濾波器20的連接器電長度是機(jī)械地調(diào)節(jié)。圖1顯示帶通濾波器20的一個(gè)俯視圖，它的框架結(jié)構(gòu)中包括一個(gè)接地的密封金屬盒1。圖2和圖3顯示盒1的內(nèi)部。盒1中安放一個(gè)可調(diào)介電諧振器，它包括兩個(gè)陶瓷盤2和3。一盤安放在另一盤之上，使它們表面相對，本文中的“盤”指基本上是圓柱型的物體，但它也可以帶有支腳，或與圓柱型稍有不同。圖2中的下部，一個(gè)基本是圓柱型的盤2，通過固定在盒1壁上的電路板5連接在盒1上。該電路板由一種絕緣材料制成，但它的頂端面和底端面也包含導(dǎo)電材料制成的部分，并由此接地(如圖3)。上盤3可通過穿過盒1壁的調(diào)節(jié)螺絲4在下盤2之上移動(dòng)。若旋轉(zhuǎn)螺絲4，圖1中的上盤就水平移動(dòng)。響應(yīng)所述述移動(dòng)，介電諧振器的諧振頻率發(fā)生改變?？烧{(diào)介電諧振器的結(jié)構(gòu)，操作及制造它的陶瓷材料，在例如下述出版物中有詳細(xì)的介紹，這里作為參考(1)“CeramicResonatorsforHighlyStableOscillators”，GundolfKuchler，SiemensComponentsXXXIV(1989)No.5，p.180-183(2)“MicrowaveDielectricResonators”，S.JerryFiedziuszko，MicrovaveJournal，September1986，p.189-.(3)“CylindricalDielectricresonatorsandTheirApplicationsinTEMLineMicrowaveCircuits”，MarianW.Pospieszalski，IEEETransactionsonMicrowaveTheoryandTechniques，Vol.MTT-27，No.3，March1979，p.233-238.(4)丹麥專利88227，“Dielektrinenresonaattori”.圖3顯示圖2中所示沿線III-III切開的濾波器，即圖3是濾波器俯視圖。圖3顯示在電路板5上有一個(gè)孔，諧振器的盤2，3就安放在這里。另外，圖3顯示上盤3的支腳沿電路板5的表面滑動(dòng)。濾波器的輸入和輸出連接器7和8，被連接到電路板5表面上的微帶導(dǎo)體9和10。微帶導(dǎo)體9和10可由良導(dǎo)電材料制成，如銅，鋁或金合金等。圖3中，上盤3的支腳6覆蓋住了微帶導(dǎo)體的一部分表面。微帶導(dǎo)體的有效介電常數(shù)和電長度依賴于所述表面的大小。當(dāng)旋轉(zhuǎn)調(diào)節(jié)螺絲4時(shí)，上盤3移動(dòng)，同時(shí)下盤2固定，這樣支腳6相對微帶導(dǎo)體9和10移動(dòng)，使得所述表面積改變。因此帶通濾波器20的調(diào)諧頻率，它們輸入連接器7和輸出連接器8的電長度通過一個(gè)單一調(diào)節(jié)裝置，即螺絲4，同時(shí)得到改變。圖4顯示根據(jù)本發(fā)明的濾波器的一個(gè)第二優(yōu)選實(shí)施例。帶通濾波器20’安放在一個(gè)金屬盒1中。濾波器中介電諧振器的下盤2基本是圓柱形的，并且通過一個(gè)介電材料制成的支撐物(圖中未示出)，安置在盒1底部11的一個(gè)固定位置上。諧振器的上盤3可以相對下盤2移動(dòng)，如圖2所示。上盤可通過調(diào)節(jié)螺絲4來移動(dòng)，而該螺絲由一個(gè)控制單元13控制的一個(gè)步進(jìn)馬達(dá)12操作。在圖4中，與輸入輸出連接器有關(guān)的電路板14有兩個(gè)，它們以嵌入的形式安置在盒壁上，而微帶導(dǎo)體9和10安放在電路板的表面上。一部分電路板14的表面由導(dǎo)電板21覆蓋，而它通過盒壁接地。在電路板下面有類似的板18(參照圖5)。上下板在板21上圓點(diǎn)所示的點(diǎn)上連接。在微帶導(dǎo)體9和10下，電路板14中有鐵電材料制成的一個(gè)覆層，該覆層的介電性依賴于周圍電場的強(qiáng)度。這樣的材料，如Ba-Sr-TiO3類，是商業(yè)上易獲得的。為產(chǎn)生一個(gè)電磁場，在盒1壁上安置一個(gè)連通電容器15，來將控制單元13產(chǎn)生的DC信號(hào)VC輸入給饋電線圈16，該線圈與微帶導(dǎo)體9和10相連，以及去耦電容器17，它的一電極通過板21接地，并被安置在微帶導(dǎo)體的尾端。圖5顯示圖4中沿線V-V切下的電路板的一部分。即電路板在微帶導(dǎo)體10處切出。圖5顯示電路板14包括一個(gè)介電層17和一個(gè)由鐵電材料制成的導(dǎo)電層18，并在其底面接地。在介電層17的頂端表面，安置一個(gè)鐵電覆層19，而在所述覆層19上安置另一銅層，即微帶導(dǎo)體10，它耦合到饋電線圈16以產(chǎn)生一個(gè)正電荷。鐵電層19就處于銅表面覆層(電極)18和10之間產(chǎn)生的一個(gè)電磁場中，其中控制單元13可以通過調(diào)節(jié)DC信號(hào)VC來改變它的介電常數(shù)。這樣，可改變微帶導(dǎo)體10的有效介電常數(shù)，結(jié)果是改變微帶導(dǎo)體的電長度。應(yīng)當(dāng)理解為本說明和附圖僅用于解釋本發(fā)明。對一個(gè)本領(lǐng)域的技術(shù)人員，不同種類的變化和修改將是明顯的，它不違背所附權(quán)利要求的范圍和精神。對一個(gè)本領(lǐng)域的技術(shù)人員這將是明顯的，即不使用一個(gè)介電諧振器，根據(jù)本發(fā)明也可在一個(gè)帶通濾波器中使用另一種類的諧振器，如一個(gè)波導(dǎo)諧振器或一個(gè)同軸諧振器，并且濾波器輸出連接器的調(diào)節(jié)也可通過濾波器盒外的調(diào)節(jié)裝置來實(shí)現(xiàn)。權(quán)利要求1.一種用于調(diào)諧一個(gè)基站的一個(gè)相加網(wǎng)絡(luò)的方法，其中的相加網(wǎng)絡(luò)包括連接器，導(dǎo)體和一個(gè)濾波器裝置(20，20’)，該濾波器裝置包括用于接收該基站射頻發(fā)射器(TRX1-TRX3)提供的信號(hào)的輸入連接器(7)，和輸出連接器(8)用于將濾波后的信號(hào)進(jìn)一步傳輸給一個(gè)天線裝置(ANT)，該方法特征在于，調(diào)節(jié)該相加網(wǎng)絡(luò)中的一個(gè)濾波器裝置的一個(gè)輸出連接器(20，20’)的電長度。2.一種如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于輸出連接器(8)電長度的調(diào)節(jié)是通過改變屬于它的一個(gè)微帶導(dǎo)體(10)的有效介電常數(shù)來進(jìn)行。3.一種包括一個(gè)輸入連接器(7)，一個(gè)輸出連接器(8)和一個(gè)諧振裝置(2，3)的帶通濾波器(20，20’)，其特征在于該帶通濾波器(20，20’)包括調(diào)節(jié)裝置(3，4，6，12，13，15-17)，用于改變屬于它的連接器(7，8)的電長度。4.一種如權(quán)利要求3所述的帶通濾波器，其特征在于所述連接器(7，8)通過微帶導(dǎo)體(9，10)與諧振裝置(2，3)相互作用，從而為了改變連接器(7，8)的電長度，安置所述調(diào)節(jié)裝置(3，4，6，12，13，15-17)來改變一個(gè)微帶導(dǎo)體(9，10)的有效介電常數(shù)。5.一種如權(quán)利要求4所述的帶通濾波器，其特征在于濾波器(20)包括一個(gè)絕緣材料物體(5)，而微帶導(dǎo)體(9，10)安置在它的表面上，調(diào)節(jié)裝置包括一個(gè)可移動(dòng)介電物體(3)，對應(yīng)于絕緣材料物體(5)，將它安置在微帶導(dǎo)體(9，10)的對面上，使得它至少覆蓋一部分微帶導(dǎo)體(9，10)的面積，該調(diào)節(jié)裝置進(jìn)一步包括裝置(4)以相對微帶導(dǎo)體(9，10)移動(dòng)可移動(dòng)物體(3)，來改變所述面積，從而改變微帶導(dǎo)體(9，10)的有效介電常數(shù)和電長度。6.一種如權(quán)利要求5所述的帶通濾波器，其特征在于諧振裝置是一個(gè)介電諧振器，它包括兩個(gè)介電材料制成的盤(2，3)，并面對面放置，這樣一個(gè)盤(3)能相對另一個(gè)盤(2)徑向移動(dòng)，以調(diào)節(jié)諧振器的諧振頻率，所述可移動(dòng)物體包括可移動(dòng)的盤(3)，它至少覆蓋一部分所述微帶導(dǎo)體(9，10)的面積。7.一種如權(quán)利要求5或6所述的帶通濾波器，其特征在于所述介電材料是一種陶瓷材料，所述絕緣材料物體(5)是一個(gè)電路板。8.一種如權(quán)利要求4所述的帶通濾波器，其特征在于微帶導(dǎo)體(9，10)安置在這樣一個(gè)物體(14)的表面上，該物體部分地由介電常數(shù)依賴于一個(gè)周圍電磁場場強(qiáng)的材料制成，從而調(diào)節(jié)裝置包括以產(chǎn)生一個(gè)場強(qiáng)可調(diào)的磁場的裝置(13，15-17)。9.一種如權(quán)利要求4-9中任一個(gè)所述的帶通濾波器，其特征在于帶通濾波器(20，20’)安放在一個(gè)用一種導(dǎo)電材料制成的盒(1)里，該材料最好是金屬的。全文摘要本發(fā)明涉及一種調(diào)諧一個(gè)基站的一個(gè)相加網(wǎng)絡(luò)的方法，其中相加網(wǎng)絡(luò)包括連接器，導(dǎo)體和一個(gè)濾波裝置(20，20’)，該裝置包括接收基站射頻發(fā)射器(TRX1-TRX3)所提供信號(hào)的輸入連接器(7)，和將濾波后的信號(hào)傳輸給一個(gè)天線裝置(ANT)的輸出連接器(8)。為了方便和迅速地調(diào)諧相加網(wǎng)絡(luò)，可以調(diào)節(jié)相加網(wǎng)絡(luò)中濾波裝置(20)的一個(gè)輸出連接器(8)的電長度。本發(fā)明進(jìn)一步涉及一個(gè)帶通濾波器(20)。文檔編號(hào)H01P1/213GK1157670SQ95195080公開日1997年8月20日申請日期1995年9月14日優(yōu)先權(quán)日1994年9月15日發(fā)明者韋里-馬蒂·薩卡申請人:諾基亞電信公司