專利名稱：微波傳輸組件的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及微波傳輸組件。更確切地說，但是非排他性地，本發(fā)明涉及包括連接到多個基站的組合器的微波傳輸組件，所述組合器用于將來自基站的信號合并并且將其傳送到用于傳輸的天線，組合器還包括功率依賴反射負載，如果錯誤地將基站連接到組合器，則功率依賴反射負載將至少ー個基站提供的功率反射回到基站，而不是天線。
背景技術：
用于生成微波信號的基站在移動電話領域是已知的。將這種基站連接至天線，以便將通過基站生成的這些信號傳輸到移動電話。通常將多個基站連接到單一天線。如本領域眾所周知地，基站的每ー個可以以不 同頻率和不同調制方案生成微波信號。在該情形下，多個基站的每ー個被連接到組合器的相關聯(lián)輸入端ロ。組合器將來自輸入端ロ的信號組合到一起，并且將其呈現在連接到天線的輸出端ロ。基站錯誤地連接到組合器是可能的。例如，適合在一個頻率上生成信號的基站，可以偶爾地連接到適合在不同頻率接收信號的組合器的輸入端ロ。在這種情形下，組合器將功率從錯誤連接的基站遞送到內部負荷。

發(fā)明內容
如果來自基站的功率的ー些或所有被遞送給組合器中的內部負荷，隨后組件將不能正常地操作或可能根本就不能操作。利用所需要的復雜診斷系統(tǒng)，也難以確定問題的原因。根據本發(fā)明的微波傳輸裝置尋求克服現有技術的這些問題。因此，本發(fā)明提供了一種微波傳輸組件，所述微波傳輸組件包括含有第一和第二輸入端ロ以及內部和外部輸出端ロ的組合器；組合器被適配成將在第一輸入端ロ以微波頻率接收的信號傳輸到外部輸出端ロ，并且將在其他頻率接收的信號傳輸到內部輸出端ロ ；組合器還被適配成將在第二輸入端ロ以微波頻率f2的接收的信號傳輸到外部輸出端ロ，并且將以其他頻率接收的信號傳輸到內部輸出端ロ。電阻負載被連接到內部輸出端ロ ；以及功率依賴反射負載與電阻負載串聯(lián),功率依賴反射負載包括電抗元件，電抗元件包括電感分量和電容分量，并且被適配為以負載頻率諧振。電容分量的阻抗被適配為當由功率依賴反射負載接收的入射微波功率超過功率極限時下降，從而將功率依賴負載從低阻抗狀態(tài)切換到高阻抗狀態(tài)。如果將基站不正確地連接到組件的組合器，則傳輸到功率依賴負載的功率(入射微波功率)將增加。這導致電抗元件的電容分量的量級下降，從而將功率依賴反射負載從低阻抗狀態(tài)切換至高阻抗狀態(tài)。這導致功率被反射回到未正確連接的基站，以便立即提供基站已被不正確地連接至組合器的指示。優(yōu)選的是，當入射微波功率超過功率極限吋，電容分量的阻抗量級被適配為至少下降ー個數量級，優(yōu)選的是，至少下降兩個數量級。優(yōu)選的是，當入射微波功率超過功率極限吋，電容分量的阻抗被適配為基本下降到零。優(yōu)選的是，微波傳輸組件進ー步包括用于傳輸微波信號的天線，該天線被連接至外部輸出端ロ。優(yōu)選的是，輸入端ロ的至少之一具有連接至其的基站，該基站被適配為將微波信號提供至組合器。
優(yōu)選的是，功率極限是由基站產生的微波信號功率的至少10%并且少于90%，優(yōu)選的是，大于20%，并且小于75%?；究梢园ㄓ糜跈z測從組合器反射的功率的檢測器?；究梢员贿m配為提供調制微波信號，優(yōu)選的是，GSM、W_CDMA或者LTE調制信號。優(yōu)選的是，電抗元件可以被建模為串聯(lián)的電容器和電感器，電容器的阻抗被適配為在高于功率極限的功率處，值下降，優(yōu)選的是，變成短路。電抗元件可以包括串聯(lián)的電感器和電容器，電容器的阻抗被適配為在高于功率極限的功率處，值下降，優(yōu)選的是，變成短路。優(yōu)選的是，電抗元件包括氣體放電管。優(yōu)選的是，功率依賴反射負載進一歩包括與電抗元件串聯(lián)的調諧電感器。微波傳輸組件可以進ー步包括與功率依賴反射負載并聯(lián)的額外電容器。額外電容器能夠與電抗元件和調諧電感器并聯(lián)。功率依賴反射負載可以包括半導體器件。功率依賴反射負載可以進一歩包括階躍恢復ニ極管。優(yōu)選的是，功率依賴反射負載的電感比電阻負載的電阻大至少ー個數量級，優(yōu)選的是，不電阻負載的電阻大至少兩個數量級。


現將參考附圖僅通過示例的方式對本發(fā)明進行描述，并且其不用于限制本發(fā)明，在附圖中圖I示出了已知的微波傳輸組件；圖2示出了根據本發(fā)明的微波傳輸組件；圖3 (a)和3 (b)示出了根據本發(fā)明的組件的功率依賴反射負載以及用于測試這種負載的裝置；圖4 (a)和圖4 (b)不出了對圖3 (a)的負載的第一測試；圖5 Ca)和圖5 (b)示出了對圖3 Ca)的負載的又ー測試結果；圖6 (a)和圖6 (b)不出了對圖3 (a)的負載的又一測試結果；圖I示出了對圖3 Ca)的負載的又ー測試結果；以及圖8示出了根據本發(fā)明的組件的又ー實施例。
具體實施例方式圖I中示出的是已知的微波傳輸組件I。微波傳輸組件I包括具有第一和第二輸入端ロ 3、4，以及內部和外部輸出端ロ 5、6的組合器。連接到外部輸入端ロ 5的是適合傳輸微波信號的天線7。連接到內部輸入端ロ 6的是電阻負載8。連接到第一輸入端ロ 3的是第一基站9。在使用中，第一基站9以頻率も生成微波信號。通常，通過根據例如技術領域已知的W-CDMA調制的調制方案，對其進行調制。組合器2接收調制信號，并且將其傳輸到天線7。連 接到第二輸入端ロ 4的是第二基站10。第ニ基站10也生成通過組合器2接收的微波信號，與第一信號合井，并且傳送到天線7。由第ニ基站10產生的微波信號通常是與第一微波信號不同的頻率f2并且根據不同調制方案來調制。組合器2期望在每個輸入端ロ 3、4接收特定頻率信號。如果基站9、10被連接到錯誤端ロ 3、4，或者被設置成提供錯誤的微波頻率，則組合器2將不會將微波信號傳送到天線7。相反，組合器2將信號傳送到其被消耗的內部電阻負載8。組合器2可以被設計成生成警報，以指示該發(fā)生，雖然用于此的已知方法一般較為復雜并且難以實施。尤其是因為該警報必須在溫度較寬范圍可靠地操作，以獲取溫度補償電子裝置。圖2中所示出的是根據本發(fā)明的微波傳輸組件I。除了包括與電子負載8串聯(lián)的電源依靠反射負載11之外，裝置I與圖I的相似，在該實施例中，功率依賴反射負載11包括電抗元件12。電抗元件12包括電感分量和電容分量(也就是說，電抗元件的復數阻抗包括電感和電容項)。在該實施例中，電抗元件12是氣體放電管(用虛線示例性示出)，氣體放電管在等價的電路中可以被建模成串聯(lián)的電容器14和電感器13。電抗元件12以負載頻率自然諧振。功率依賴反射負載11還包括與電抗元件12串聯(lián)連接的調諧電感器15。使用調諧電感器15以確保功率依賴反射負載11在與頻率和f2接近的頻率處諧振。與之前相似，當基站9、10被正確地連接到組合器2時，通過組合器2將信號從基站9、10傳輸到天線7。即使在正確的操作中，組合器2也可以以頻率も或f2或在頻率も或f2附近將少量功率傳送到內部輸入端ロ 6。在這些低功率處，功率依賴反射負載11處于低阻抗狀態(tài)。在這種狀態(tài)中，在電抗元件12的電感分量13和調諧電感器15兩端的電壓基本上與在電容分量14兩端的電壓相位差180度。串聯(lián)的功率依賴反射負載11和電阻負載8的有效阻抗因此基本上僅是電阻負載8。電阻負載8的值被選擇，以便在電阻負載8中消耗該小量的功耗。如果基站9、10被不正確地連接到組合器，則將通過基站9、10生成的信號傳送到內部輸出端ロ 6，以及因此傳送到功率依賴反射負載11和電阻負載8。如果通過功率依賴反射負載11接收的由基站9、10生成的功率超過功率極限，則氣體放電管12的電容分量14的有效阻抗基本降到零，所以將功率依賴反射負載11切換成高阻抗狀態(tài)，在高阻抗狀態(tài)中，其阻抗基本是與電感器15串聯(lián)的管12的電感分量13的阻抗。功率依賴反射負載11的電感值優(yōu)選的比電阻負載8的值大至少ー個數量級，更優(yōu)選地是，比電阻負載8的值大至少兩個數量級。串聯(lián)的功率依賴反射負載11和電阻負載8的有效阻抗因此基本上是功率依賴反射負載11的電感分量13、15的阻杭。因此該功率反射回組合器2，并且因此反射回被錯誤地連接的基站9、10。在該實施例中，功率依賴反射負載11被適配為使得功率電平小于由至少ー個正確連接的基站9、10生成的功率。因此，將其從較低阻抗狀態(tài)切換成較高阻抗狀態(tài)，或者接收通過被錯誤連接的基站9、10生成的功率。優(yōu)選的是，功率電平是通過基站9、10生成的微波信號中的功率的多于10%和少于90%。更優(yōu)選地是，其多于20%和小于75%。典型基站9、10生成100W量級的平均功率。因此，在其處功率依賴反射負載11從低阻抗狀態(tài)更改為高阻抗狀態(tài)的功率電平一般是10-90W的范圍，優(yōu)選地，用于錯誤連接的基站9、10的范圍為20至751不必嚴格需要電容分量14的阻抗基本降為零。僅僅需要較之電感分量13，其量級下降。例如，電容分量14的阻抗的量級能夠降低ー個數量級，優(yōu)選的，降低兩個數量級。在圖3 (a)和圖3 (b)中示出的是根據本發(fā)明的組件的功率依賴反射負載11。電 抗元件12是氣體放電管。功率依賴反射負載11還包括與氣體放電管串聯(lián)的調諧電感器
15。功率依賴放射負載11與電阻負載8串聯(lián)連接。在常規(guī)的低頻率操作中，管12用作1G. Ohm電阻器。在微波頻率處，氣體放電管2是與電感器串聯(lián)的約0. 7pF的電容器。具有剪短的引線的自諧振頻率是I. 979GHz。在fc=l. 979GHz=13處，大致為Q b/w=0. 153GHz。在實驗中，需要設置調諧電感器15，以將功率依賴反射負載調諧成正確的頻率。網絡的中心頻率=I. 9GHz。500hm負載被額定為150W。圖4 (a)和4 (b)中示出的是第一測試的結果。CW RF功率被注入，并且前向和反向功率電平被監(jiān)測。Fc=L 9GHz CW。如所示，隨著功率電平增加，所以氣體放電管12根據需要從低阻抗狀態(tài)變成高阻抗狀態(tài)。在圖5 (a)和圖5 (b)是又ー測試的結果。在該測試中，W-CDMA信號被使用。在該測試中，使用1935MHz的8. 5dB PARl音調(tone)W_CDMA信號。如所示，器件在輸入信號的平均功率電平上觸發(fā)，而非瞬時峰值功率電平上觸發(fā)。在圖6 (a)和圖6 (b)中示出的是環(huán)境持續(xù)測試的結果。其包括在環(huán)境條件下，在具有W-CDMA単音8. 5dB PAR信號的周末期間，高于放電管以其來每20秒改變狀態(tài)的閾值，來對輸入信號進行5秒的脈沖。開始時間=星期五18:00停止時間=星期一上午10 00時間總量=64小時脈沖總量=11,520。在持續(xù)測試之后，器件被重新測試。利用1935MHz的8. 5dB PARl音調W-CDMA信號進行重新測試。通過將ー些并聯(lián)電容添加到網絡的輸入，能夠實現回波損耗的顯著改善。添加的
I.2pF電容器在I. 91GHz處將回波損耗改善至30dB。以當前設置(未針對中心頻率優(yōu)化)，在超過70MHz處，能夠實現好于18db回波損耗。圖7中示出的結果是在溫度上的性能的測試結果。測試的詳情描述如下-環(huán)境I :在切換時ESG輸入功率=+3. IOdBm (任意)
在切換閾值的輸入功率=6. 46W在切換之前標量回波損耗=29. 3dB切換之后標量回波損耗=4. 03dB在I. 877GHz 的 SS 回波損耗=18. 2dB在I. 984GHz 的 SS 回波損耗=18. 2dB冷(-40C)在切換時的ESG輸入功率=+3. IOdBm在切換閾值的輸入功率=6. 36W 切換之前的標量回波損耗=30. 4dB在切換之后的標量回波損耗=4. 3dB在I. 877GHz 的 SS 回波損耗=18. 5dB在I. 984GHz 的 SS 回波損耗=19. 8dB熱(+55C)在切換時的ESG輸入功率=+3. 26dBm在切換閾值的輸入功率=6. 88W在切換之前的標量回波損耗=28dB在切換之后的標量回波損耗=4. 3dB在I. 877GHz 的 SS 回波損耗=20. 3dB在I. 984GHz 的 SS 回波損耗=18. OdB可以看出在溫度上僅存在觸發(fā)點的輕微依賴。使得更苛刻的持續(xù)測試保持通宵運行，以進ー步測試系統(tǒng)的穩(wěn)健性。 溫度=+70C (高于最高單位溫度15C) 高于用于該特別器件額定的輸入功率+6dB “接通”持續(xù)時間=15秒，在+6dB過驅，S卩，在Pin=+43dBm(20W)的情況下 重復周期=30秒 即，接通為15秒；關閉為15秒 入射功率=+21W，反射功率=+6. 95W (RL=4. 8dB) 網絡中消耗的功率=21-6. 95=14ff (沒有散熱-如此進行特定的苛刻測試) 單音 W-CDMA 8. 5dB PAR估算周期 對于15. 5小時而言為1860開始時間=17:35停止時間=O8: 3O總共時間=1790在苛刻測試之后重新測試環(huán)境觸發(fā)點-Fc=1900MHz之前切換時ESG輸入功率+3. IOdBm (任意)在切換閾值處的輸入功率 6. 46W切換之前的標量回波損耗 29. 3dB切換之后的標量回波損耗 4. 03dB
I. 877GHz 的 SS 回波損耗 18. 2dB在I. 984GHz 的 SS 回波損耗 18. 2dB之后切換時ESG輸入功率+3. IOdBm (任意)在切換閾值處的輸入功率6. 72W切換之前的標量回波損耗16.4dB切換之后標量回波損耗3. 5dBI. 877GHz 的 SS 回波損耗 14. 3dBI. 984GHz 的 SS 回波損耗 16. 5dB在上述實施例中，功率依賴反射負載11包括調諧電感器15。在可選的實施例中，電抗元件12自然地以正確的頻率振蕩，并且可以不需要調諧電感器15。在本發(fā)明的一種可選實施例中，電抗元件12包括串聯(lián)的電感器13和電容器14。在這個實施例中，可以進ー步不需要調諧電感器15。將電容器14適配為，當入射功率超過功率極限時，阻抗下降，優(yōu)選的是，基本下降到零。在本發(fā)明的進ー步實施例中，電抗元件12包括商業(yè)電容器。電容將不是理想的組件，因此將具有小的電感分量。在本實施例中，可能需要調諧電感器15。在圖8示出了根據本發(fā)明的組件I的進ー步實施例。在這個實施例中，將額外的電容16與功率依賴反射負載11并聯(lián)，具體而言，與電抗元件12和調諧電感器15并聯(lián)。在低功率處，在如上所述的諧振頻率處，功率依賴反射負載11本質上為短路。因此，將這個額外的電容器16與功率依賴反射負載11跨接，對于電路的行為沒有影響。在高功率處，功率依賴反射負載11本質上為電感器。這與額外的電容器16平行，形成了諧振電路。通過正確地選擇額外的電容器16，在大約も和f2，這是開路。額外電容器16的添加，減少了在高于功率極限的功率的回波損耗。在圖8的實施例中，電抗元件12包括串聯(lián)的電容器14和電感器13。如與先前描述的其他實施例一祥，可選的是，電抗元件能夠包括氣體放電管。
權利要求
1.一種微波傳輸組件，包括 組合器，所述組合器包括第一和第二輸入端ロ，以及內部和外部輸出端ロ ； 所述組合器被適配為，將在所述第一輸入端ロ以微波頻率fl接收的信號傳送到所述外部輸出端ロ，以及將以其他頻率接收的信號傳送到所述內部輸出端ロ ； 所述組合器被進ー步適配為，將在所述第二輸入端ロ的處于微波頻率f2的信號，傳送到所述外部輸出端ロ，以及將以其他頻率接收的信號傳送到所述內部輸出端ロ ； 連接至所述內部輸出端ロ的電阻負載；以及 與電阻負載串聯(lián)的功率依賴反射負載，所述功率依賴反射負載包括電抗元件，所述電抗元件包括電感分量和電容分量，并且被適配為以負載頻率諧振， 所述電容分量的阻抗被適配為在由所述功率依賴反射負載接收的入射微波功率超過功率極限時下降，從而將所述功率依賴負載從低阻抗狀態(tài)切換到高阻抗狀態(tài)。
2.根據權利要求I所述的微波傳輸組件，其中，當所述入射微波功率超過所述功率極限時，所述電容分量的所述阻抗的量級被適配為至少下降ー個數量級，優(yōu)選的是，至少下降兩個數量級。
3.根據權利要求I或2的任意一項所述的微波傳輸組件，其中，當所述入射微波功率超過所述功率極限時，所述電容分量的所述阻抗被適配為基本下降到零。
4.根據權利要求I至3的任何一項所述的微波傳輸組件，進ー步包括用于傳輸微波信號的天線，所述天線被連接至所述外部輸出端ロ。
5.根據權利要求I至4的任何一項所述的微波傳輸組件，其中，所述輸入端ロ的至少ー個具有連接至其的基站，所述基站被適配為，將微波信號提供至所述組合器。
6.根據權利要求5所述的微波傳輸組件，其中，所述功率極限為由所述基站產生的所述微波信號的所述功率的至少10%，并且少于90%，優(yōu)選的是，大于20%并且少于75%。
7.根據權利要求5或6的任意一項所述的微波傳輸組件，其中，所述基站包括用于檢測從所述組合器反射的功率的檢測器。
8.根據權利要求5至7的任意一項所述的微波傳輸組件，其中，所述基站被適配為，提供調制的微波信號，優(yōu)選的是，GSM、W-CDMA或LTE調制信號。
9.根據權利要求I至8的任意一項所述的微波傳輸組件，其中，所述電抗元件可以被建模為串聯(lián)的電容器和電感器，所述電容器的所述阻抗被適配為，在高于所述功率極限的功率處，值下降，優(yōu)選的是，變成短路。
10.根據權利要求I至9的任意一項所述的微波傳輸組件，其中，所述電抗元件包括串聯(lián)的電感器和電容器，所述電容器的所述阻抗被適配為，在高于所述功率極限的功率處，值下降，優(yōu)選的是，變成短路。
11.根據權利要求I至9的任意一項所述的微波傳輸組件，其中，所述電抗元件包括氣體放電管。
12.根據權利要求I至11的任意一項所述的微波傳輸組件，其中，所述功率依賴反射負載進ー步包括與所述電抗元件串聯(lián)的調諧電感器。
13.根據權利要求I至12的任意一項所述的微波傳輸組件，進ー步包括與所述功率依賴反射負載并聯(lián)的額外電容器。
14.根據權利要求13所述的微波傳輸組件，當從屬于權利要求12時，其中，所述額外電容器與所述電抗元件和所述調諧電感器并聯(lián)。
15.根據權利要求I至14的任意一項所述的微波傳輸組件，其中，所述功率依賴反射負載包括半導體器件。
16.根據權利要求I至14的任意一項所述的微波傳輸組件，其中，所述功率依賴反射負載進一歩包括階躍恢復ニ極管。
17.根據權利要求I至16的任意一項所述的微波傳輸組件，其中，所述功率依賴反射負載的所述電感比所述電阻負載的所述電阻大至少ー個數量級，優(yōu)選的是，比所述電阻負載的所述電阻大至少兩個數量級。
全文摘要
一種微波傳輸組件，包括組合器，組合器包括第一和第二輸入端口，以及內部和外部輸出端口；組合器被適配為，將在第一輸入端口以微波頻率f1接收的信號傳送到外部輸出端口，并且將以其他頻率接收的信號傳送到內部輸出端口；組合器被進一步適配為，將在第二輸入端口在微波頻率f2的信號傳送到外部輸出端口，并且以其他頻率接收的信號傳送到內部輸出端口；連接至內部輸出端口的電阻負載；以及與電阻負載串聯(lián)的功率依賴反射負載，功率依賴反射負載包括電抗元件，電抗元件包括電感分量和電容分量，并且被適配為以負載頻率諧振；電容分量的阻抗被適配為在由功率依賴反射負載接收的入射微波功率超過功率極限時下降，以將功率依賴負載從低阻抗狀態(tài)切換到高阻抗狀態(tài)。
文檔編號H01P1/213GK102763268SQ201080053143
公開日2012年10月31日 申請日期2010年11月23日 優(yōu)先權日2009年11月24日
發(fā)明者克勞迪婭·穆涅茲加西亞, 博斯·弗蘭從, 托爾比約恩·林德, 簡-埃里克·倫德貝格, 約翰·戴維·羅茲, 魯內·約翰松 申請人:菲爾特羅尼克無線電有限公司