一種集成化設計的微帶功率分配器的制造方法
【專利摘要】本實用新型提供一種集成化設計的微帶功率分配器，包括PCB板、分布在其上表面的微帶傳輸線（簡稱微帶線）以及分布在其下表面的金屬接地面，所述的微帶傳輸線包括功率分配器與合路器，PCB板包括高頻信號端口、低頻信號端口以及不少于2個的功率分配端口。本實用新型將功率分配器與合路器集成化設計在一塊PCB板上，可降低功分器與合路器單獨設計帶來的插損，減少一個分布式元器件設計和安裝的成本支出，可避免功分器與合路器間不匹配問題，從而提高輸入輸出口能量的傳輸效率。適用于2G、3G以及LTE多頻共用的兩通道雙極化天線、四通道雙極化天線、八通道雙極化天線以及其他多通道MIMO多天線。
【專利說明】一種集成化設計的微帶功率分配器
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及一種集成化設計的微帶功率分配器，可以被廣泛應用于移動通信基站天線這一領域。
【背景技術】
[0002]移動通信類基站天線進行波束賦型(一種控制天線輻射方向圖形狀或副瓣電平的技術)主要是通過控制陣列天線基本輻射單元的幅度和相位來實現(xiàn)的，幅度主要由功率分配器(簡稱功分器)來實現(xiàn)，相位是通過同軸線或者微帶線來實現(xiàn)。在基站天線當中，功分器與合路器是比較常見的分布式元器件。功分器的主要作用是把來自輸入口的能量按照一定的功率比例分配給天線陣列的基本輻射單元，再結合同軸電纜或微帶線進行波束賦型，功分器的工作帶寬往往要求設計得很寬，以保證在一個相對較寬的工作頻段內幅度線性度的穩(wěn)定性；合路器的主要作用是把來自輸入口的能量按照工作頻段分離開來，對于工作頻段范圍內的能量信號是高通的，而對于工作頻段范圍外的能量信號是抑制的。由于這兩種元器件各自的特點不同，往往各自單獨設計。對支持多頻段工作的基站天線而言，分布式元器件的增加會帶來插損的增大，從而降低陣列天線的增益。增加一個元器件，就必須設計該元器件對應的空間布局方案，從而帶來成本的提高。不僅如此，各個分布式元器件之間的匹配問題還會影響輸入輸出口能量的傳輸效率。
實用新型內容
[0003]本實用新型的目的就在于克服現(xiàn)有技術存在的缺點和不足，提供一種集成化設計的微帶功率分配器。
[0004]本實用新型的目的是這樣實現(xiàn)的:
[0005]一種集成化設計的微帶功率分配器，包括厚度為h、介電常數(shù)為ε的PCB(Printedcircuit board,印刷電路板)板、分布在其上表面的微帶傳輸線(簡稱微帶線)以及分布在其下表面的金屬接地面；所述微帶傳輸線包括功率分配器與合路器，
[0006]PCB板上設置有高頻信號端口、低頻信號端口以及不少于2個的功率分配端口 ；合路器與功率分配器連接，高頻信號端口、低頻信號端口分別位于合路器的兩端，功率分配端口與功率分配器連接。
[0007]所述的高頻信號端口包括5個金屬開路支節(jié)，每個金屬開路支節(jié)分別與合路器連接，每個金屬開路支節(jié)的長度為λ/4 (λ是該支路射頻信號工作的中心頻點對應的電磁波波長，其計算公式為λ =c/f, c為光速，f為中心頻點的頻率)。
[0008]所述的低頻信號端口包括5個金屬開路支節(jié)，每個金屬開路支節(jié)分別與合路器連接，每個金屬開路支節(jié)的長度為λ/4 (λ是該支路射頻信號工作的中心頻點對應的電磁波波長，其計算公式為λ =c/f, c為光速，f為中心頻點的頻率)。
[0009]所述的功率分配端口，功率比按照近似的切比雪夫分布設計，且端口之間設定固定相位差Λ Φ。[0010]本實用新型的工作機理:在功率分配端口，通過微波傳輸線理論中的λ /4阻抗變換來實現(xiàn)阻抗匹配以及近似的切比雪夫分布功率分配，結合端口間固定的相位差Λ Φ，獲得一組支持多頻段波束賦型的饋電網絡；在高頻信號端口和低頻信號端口，通過在微帶線上增加多級λ /4金屬開路支節(jié)，利用高頻、低頻之間反射相位的路程差來實現(xiàn)對不同頻段的選擇。
[0011]本實用新型具有下列優(yōu)點和積極效果:
[0012]1、本實用新型將功率分配器與合路器集成化設計在一塊PCB板上，可降低功分器與合路器單獨設計帶來的插損。
[0013]2、本實用新型將功率分配器與合路器集成化設計在一塊PCB板上，可減少一個分布式元器件設計和安裝的成本支出。
[0014]3、本實用新型將功率分配器與合路器集成化設計在一塊PCB板上，可避免功分器與合路器間不匹配問題，提高輸入輸出口能量的傳輸效率。
[0015]4、本實用新型適用于2G、3G以及LTE (Long Term Evolution,長期演進)多頻共用的兩通道雙極化天線、四通道雙極化天線、八通道雙極化天線以及其他多通道MIMO(Multiple Input Multiple Output,多輸入多輸出)多天線。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0016]圖1是本實用新型總體結構示意圖；
[0017]圖2是本實用新型實施例1的結構示意圖；
[0018]圖3是本實用新型實施例2的結構示意圖；
[0019]圖4是本實用新型實施例3的結構示意圖；
[0020]圖中:
[0021]Port I—高頻信號端口 ；
[0022]Port2—低頻信號端口 ；
[0023]Port3—功率分配端口 I ;
[0024]Port4—功率分配端口 2 ；
[0025]Port5—功率分配端口 3 ;
[0026]Portn一功率分配端口 η;
[0027]1-5—對應高頻信號端口的金屬開路支節(jié)；
[0028]6-10—對應低頻信號端口的金屬開路支節(jié)；
[0029]11 一微帶線，12—PCB 板。
【具體實施方式】
[0030]為了使實用新型所要解決的技術問題、技術方案及有益效果更加清楚明白，以下結合附圖及實施例，對本實用新型進行進一步詳細說明。應當理解，所述的具體實施例僅僅用以解釋本實用新型，并不用限定本實用新型。
[0031]如I圖所示，為本實用新型總體結構示意圖。
[0032]具體說來，本實用新型是一種集成功分器、合路器功能的器件，包含一個高頻信號端口 portl,—個低頻信號端口 port2,包括一分二功分器、一分三功分器、一分四功分器以及多級分配功分器，分別對應port3、port4>...port η等η個功率分配端口。
[0033]實施例1
[0034]如2圖所示，具體說來，η=2時，存在2個功率分配端口。攜帶近似切比雪夫分布功率比、固定相位差Λ Φ的射頻信號從port3、port4兩端口，分別經由DC、EC微帶線，CB微帶線，往BA、BF微帶線方向傳輸。對于往BA微帶線方向傳輸?shù)男盘?經過1、2、3、4、5等五級λ/4金屬開路支節(jié)(λ的長度是低頻射頻信號工作的中心頻點對應的電磁波波長)，利用低頻信號反射相位的路程差來實現(xiàn)高頻信號是高通信號，而低頻信號是截止信號；對于往BF微帶線方向傳輸?shù)男盘?，經過6、7、8、9、10等五級λ/4金屬開路支節(jié)(λ的長度是高頻射頻信號工作的中心頻點對應的電磁波波長)，利用高頻信號反射相位的路程差來實現(xiàn)高頻信號是截止信號，而低頻信號是高通信號。最終，到達Portl端口的只有高頻信號，而達到port2端口的只有低頻信號。
[0035]實施例2
[0036]如3圖所示，具體說來，n=3時，存在3個功率分配端口。攜帶近似切比雪夫分布功率比、固定相位差Λ Φ的射頻信號從port3、port4、port5三端口，分別經由DC、EC、FC微帶線，CB微帶線，往BA、BG微帶線方向傳輸。對于往BA微帶線方向傳輸?shù)男盘?，經過1、2、
3、4、5等五級入/4金屬開路支節(jié)(入的長度是低頻射頻信號工作的中心頻點對應的電磁波波長)，利用低頻信號反射相位的路程差來實現(xiàn)高頻信號是高通信號，而低頻信號是截止信號；對于往BG微帶線方向傳輸?shù)男盘枺涍^6、7、8、9、10等五級λ/4金屬開路支節(jié)(λ的長度是高頻射頻信號工作的中心頻點對應的電磁波波長)，利用高頻信號反射相位的路程差來實現(xiàn)高頻信號是截止信號，而低頻信號是高通信號。最終，到達Portl端口的只有高頻信號，而達到port2端口的只有低頻信號。
[0037]實施例3
[0038]如4圖所示，
[0039]具體說來，n=4時，存在4個功率分配端口。攜帶近似切比雪夫分布功率比、固定相位差Λ Φ的射頻信號從port3、port4、port5、port6四端口，分別經由DE、FE、GH、IH微帶線，EC、HC微帶線，CB微帶線，往BA、BJ微帶線方向傳輸。對于往BA微帶線方向傳輸?shù)男盘?，經過1、2、3、4、5等五級λ/4金屬開路支節(jié)(λ的長度是低頻射頻信號工作的中心頻點對應的電磁波波長)，利用低頻信號反射相位的路程差來實現(xiàn)高頻信號是高通信號，而低頻信號是截止信號；對于往BJ微帶線方向傳輸?shù)男盘?，經過6、7、8、9、10等五級λ/4金屬開路支節(jié)(λ的長度是高頻射頻信號工作的中心頻點對應的電磁波波長)，利用高頻信號反射相位的路程差來實現(xiàn)高頻信號是截止信號，而低頻信號是高通信號。最終，到達portl端口的只有高頻信號，而達到port2端口的只有低頻信號。
[0040]同理，5功分、6功分...η功分等均可以通過本實用新型的方式實現(xiàn)功分器、合路器集成化設計。
【權利要求】
1.一種集成化設計的微帶功率分配器，包括PCB板、分布在其上表面的微帶傳輸線以及分布在其下表面的金屬接地面，其特征在于:所述微帶傳輸線包括功率分配器與合路器，PCB板上設置有高頻信號端口、低頻信號端口以及不少于2個的功率分配端口 ；合路器與功率分配器連接，高頻信號端口、低頻信號端口分別位于合路器的兩端，功率分配端口與功率分配器連接。
2.如權利要求1所述的一種集成化設計的微帶功率分配器，其特征在于:所述高頻信號端口包括不少于5個金屬開路支節(jié)，每個金屬開路支節(jié)分別與合路器連接，每個金屬開路支節(jié)的長度為λ/4，λ是該支路射頻信號工作的中心頻點對應的電磁波波長。
3.如權利要求1或2所述的一種集成化設計的微帶功率分配器，其特征在于:所述低頻信號端口包括不少于5個金屬開路支節(jié)，每個金屬開路支節(jié)分別與合路器連接，每個金屬開路支節(jié)的長度為λ/4，λ是該支路射頻信號工作的中心頻點對應的電磁波波長。
4.如權利要求1或2所述的一種集成化設計的微帶功率分配器，其特征在于:所述功率分配端口之間設定有固定相位差。
【文檔編號】H01P5/12GK203690467SQ201420082909
【公開日】2014年7月2日 申請日期:2014年2月26日 優(yōu)先權日:2014年2月26日
【發(fā)明者】郭繼權 申請人:武漢虹信通信技術有限責任公司