[发明专利]用于基站天线的双工器

说明书

用于基站天线的双工器。本发明提供一种双工器，包括：用于低频带和高频带的通带滤波器，该滤波器连接在靠近双工器的一个公共端口上，并由设置在导电外壳内的分支带状导体形成；其中，分支带状导体形成传输线的串联部分和与传输线的串联部分并联的开放式短截线，并在低频带和高频带形成衰减极点；其中，分支带状导体是与导电外壳隔离的整块金属，并且仅连接到同轴电缆的内导体，所述同轴电缆连接到双工器的公共端口和输出端口；其中，至少一个开放式短截线具有一个频率的3/4波长的电长度，在此频率产生第二个衰减极点，所述衰减极点设置在双工器的工作频带内；其中，至少一个开放式短截线具有扁平螺旋形状。

技术领域

本发明涉及频率选择装置，如滤波器和双工器，其包含设置在导电外壳内的金属带状线。

背景技术

现代移动通信市场需要多个频段运行的天线。这种天线由辐射元件和波束形成网络组成，其中包含许多无源元件，包括滤波器和双工器。包括双工器在内的基站天线的所有组件都提供了非常低水平的无源互调产品，并通过直接焊接到天线的其他元件上的特殊同轴电缆连接到天线的其他元件。双工器的尺寸必须尽可能小，以便将它们安装到塑料天线罩的受限空间内，以保护天线免受恶劣天气条件的影响。与此同时，双工器提供了低插入损耗和低生产成本。

许多不同的滤波器设计被开发来改善其频率特性和减小尺寸。采用传统印刷电路板技术制造的包含带状线的滤波器提供了较低的生产成本，但当通带和阻带被窄边界带分隔时，此类器件的插入损耗太大。因此，需要使用设置在导电外壳内部的金属带状导体来降低插入损耗。包含主传输线和与主传输线并联连接的开放式短截线的通带滤波器是最适合制造的，因为这样的分支带状导体可以通过从金属片冲压制成。专利US 5015976、US5192297和US 5291161描述了这种过滤器的几种改进，但是当通带和阻带被窄带隔开时，不能使用已知的设计，因为形成开放式短截线的一些带状线的阻抗过高，不能通过冲压制造非常窄的金属带导体。因此，提供由窄边界带分隔的通带和阻带的双工器和滤波器包含许多专利申请所描述的腔谐振器，例如US 3448412,US 6735766,EP 2928011 A1,EP 3104452A1,EP 3179552 A1。这种双工器的生产成本远远高于含有带状导体的双工器的生产成本，因为空腔谐振器的制造比带状导体的制造更为复杂。

由于现代无线通信工业大量使用双工器，因此需要研发一种结构简单、插入损耗低、生产成本低的双工器。

发明内容

本发明的目的是提供一种设计简单的双工器，通过宽度为1-4％的边界带将两个宽度为8-15％的频带分开，并提供低水平的无源互调、低插入损耗和低生产成本。

本发明的目的是克服已知双工器的不足，已知双工器通过宽度为1-4％的边界带将两个宽度为8-15％的频带分开，创造出无源互调水平低、插入损耗低、生产成本低的双工器。例如，降低用于现代移动通信的在600-6000MHz频带内工作的双工器的生产成本和插入损耗。一种旨在达到本发明目的的双工器，其包含用于低频带和高频带的通带滤波器，该通带滤波器在双工器的公共端口附近连接在一起，并且由设置在两个泡沫介电基板之间的分支带状导体形成，该导电外壳呈矩形管状，在其窄壁上有开口。分支带状导线形成传输线的串联部分和与传输线的串联连接部分并联连接的开放式短截线。开放式短截线在低频带和高频带产生衰减极点。分状带状导体作为一整块金属制成，与导电外壳隔离，仅通过两端连接到同轴电缆的内导体，同轴电缆连接到双工器的端口。

用于低频带的通带滤波器的至少一个开放式短截线具有扁平螺旋形状，并且至少一个开放式短截线的电长度约为产生衰减极点的频率的波长的3/4。并且至少一个电长度约为产生衰减极点的频率的波长的3/4的开放式短截线具有扁平螺旋的形状。

低通带的通带滤波器的两条串联传输线的长度小于两个通带之间中间频波长的0.08，其阻抗至少是连接到双工器端口的同轴电缆阻抗的两倍。高频带的通带滤波器的两条串联传输线长度大于两个通带之间的中间频波长的0.3。

分支带状线通过介电引脚固定在泡沫介电基板上。