專利名稱：一種雙工器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種雙工器，尤其涉及適用于無(wú)線通信基站的雙工器。
技術(shù)背景目前移動(dòng)通信基站普遍采用的雙工器是具有交叉耦合結(jié)構(gòu)的金屬同軸 空氣腔體雙工器，發(fā)射濾波器和接收濾波器通過(guò)交叉耦合形成不對(duì)稱抑制， 以達(dá)到對(duì)指定頻段的抑制要求。在這些指標(biāo)中通帶插入損耗希望越小越好，帶外抑制度指標(biāo)適當(dāng)。同軸腔雙工器具有可調(diào)范圍大、Q值較高等優(yōu)點(diǎn)，因 而在移動(dòng)通信系統(tǒng)中得到了大量應(yīng)用。然而腔體的Q值同腔體的體積正相 關(guān)；為了滿足發(fā)射濾波器和接收濾波器的抑制度要求， 一般需要設(shè)定較多的 腔體個(gè)數(shù)才行，因此同軸腔體雙工器的體積和重量很大。移動(dòng)通信基站的發(fā)射功率較大，發(fā)射通路的濾波器需要承受大功率，大 功率濾波器需要散熱性能好、能承受大的場(chǎng)強(qiáng)而不會(huì)擊穿。然而接收信號(hào)非 常小，接收濾波器沒有承受大功率的要求。在中國(guó)專利申請(qǐng)?zhí)?00520067110.6和中國(guó)專利申請(qǐng)?zhí)?00520067109,6中分別描述了減小雙工器體積的辦法。其中一個(gè)的接收濾波器采用平面梳狀 濾波器，收發(fā)隔離采用環(huán)形器；另一個(gè)采用腔體濾波器串聯(lián)木t狀濾波器。這 兩種方法仍然對(duì)體積的減小有限。曰本在中國(guó)申請(qǐng)的專利申請(qǐng)?zhí)?0128847.4講述了一種雙工器和通信設(shè) 備。描述的是用于小功率場(chǎng)合的雙工器，其中發(fā)射濾波器采用同軸介質(zhì)諧振 器，接收濾波器采用聲表濾波器。不能直接用于基站設(shè)備。美國(guó)專利US4742562講述了采用單塊介質(zhì)濾波器做成的雙工器，收發(fā) 都用介質(zhì)，用于較小功率的場(chǎng)合。US4431977描述了一種陶資介質(zhì)帶通濾波 器，以及用此類濾波器做成的雙工器。也不能直接用于基站設(shè)備。專利CN98124243講述了 一種采用單個(gè)介質(zhì)諧振器做成的收發(fā)雙工器，
目的也是為了實(shí)現(xiàn)雙工器的小型化，采用分立元件4故成，承受不了大的功率。目前有UBE、江佳和CTS能制造相應(yīng)的有較大耐壓的介質(zhì)濾波器。圖2A為常用同軸腔雙工器200A結(jié)構(gòu)示意圖。這個(gè)雙工器的發(fā)射濾波 器202和接收濾波器201都是用金屬同軸腔體做成，體積較大。ANT是天 線接口 ， TX是發(fā)射信號(hào)接口 ， RX是接收信號(hào)接口 。 205是發(fā)射濾波器和接 收濾波器的連接件。目前常用的雙工器接收濾波器201 —般都有6個(gè)金屬腔體。對(duì)于 800MHz頻段單個(gè)金屬腔體的尺寸大約是高50mm,直徑40mm到50mm。實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問題是提供一種可用于無(wú)線通訊基站，比常 規(guī)同軸腔結(jié)構(gòu)雙工器體積明顯減小的雙工器，滿足近年來(lái)對(duì)移動(dòng)通信設(shè)備中 的雙工器的小型化需求?；诒尘笆聦?shí)，通過(guò)減小接收濾波器體積的辦法來(lái)減小整個(gè)雙工器的體 積是可能的，比如接收通路采用同軸介質(zhì)濾波器。小型的介質(zhì)同軸濾波器表 現(xiàn)為插入損耗偏大，通過(guò)20W-60W功率時(shí)熱耗大，散熱困難；介質(zhì)同軸 濾波器的體積小，耐電場(chǎng)擊穿能力不夠高。因此目前介質(zhì)同軸型濾波器的功 率承受能力比較小，不能作為大功率通路。如果使用介質(zhì)濾波器需要解決2 個(gè)問題應(yīng)用于合適的功率場(chǎng)合，保證介質(zhì)不擊穿和保證介質(zhì)濾波器能良好 散熱。為了解決上述技術(shù)問題，本實(shí)用新型提供了一種雙工器，包括發(fā)射濾波 器和接收濾波器，所述發(fā)射濾波器是金屬同軸腔體濾波器，所述金屬同軸腔 體濾波器具有天線接口和發(fā)射信號(hào)接口，其特征在于，所述接收濾波器是介 質(zhì)濾波器，所述介質(zhì)濾波器具有天線接口和接收信號(hào)接口，所述介質(zhì)濾波器 和金屬同軸腔體濾波器通過(guò)連接件相連。所述雙工器還具有一個(gè)介質(zhì)濾波器，所述介質(zhì)濾波器，單獨(dú)構(gòu)成接收電路。所述接收介質(zhì)濾波器，可以是串聯(lián)的兩個(gè)介質(zhì)濾波器。 所述介質(zhì)濾波器具有四個(gè)側(cè)面和下端面，以及^f立于側(cè)面和端面之間的同 軸型諧振器，所述同軸型諧振器的下端接地，所述四個(gè)側(cè)面和下端面、孔內(nèi) 壁敷有金屬層。所述同軸型諧振器，由多個(gè)信號(hào)地過(guò)孔和過(guò)孔間的電極構(gòu)成，所述過(guò)孔 內(nèi)壁具有金屬層，過(guò)孔的下端接地，上端開路并涂覆電導(dǎo)線條，過(guò)孔間的電 ;敗和過(guò)孔之間具有一定空間距離。所述金屬層是銀層。所述空間距離，根據(jù)電極電壓設(shè)置，大于0.3毫米。所述接收濾波器焊接在印制板上，通過(guò)印制板安裝到發(fā)射濾波器的腔體 側(cè)面。所述電極的輸入端和輸出端，分別是插入第一個(gè)和最后一個(gè)過(guò)孔中的絕 緣包裹的導(dǎo)電短線，或者，是在介質(zhì)濾波器的第一個(gè)和最后一個(gè)介質(zhì)諧振器 的兩個(gè)外側(cè)面的交界處分別敷設(shè)的兩個(gè)彼此相連、但與其他導(dǎo)電涂層絕緣的 導(dǎo)電涂層。本實(shí)用新型克服了陶瓷介質(zhì)濾波器的電壓擊穿能力小的缺點(diǎn)，比如 CDMA信號(hào)，在大功率發(fā)射時(shí)的峰值電壓很高，這個(gè)信號(hào)加在介質(zhì)濾波器 的輸入端上，會(huì)在此輸入端和信號(hào)地之間引起瞬間很大的電場(chǎng)強(qiáng)度，空氣或 介質(zhì)不被擊穿就需要有足夠的空間距離，也就是濾波器電極與信號(hào)地之間的 空間要足夠大，但是過(guò)大的間隔滿足不了小型化的要求。本實(shí)用新型確保了 介質(zhì)濾波器對(duì)發(fā)射通帶的回波損耗足夠小，使得發(fā)射信號(hào)能全部被反射。


圖1為參考UBE的某介質(zhì)濾波器繪制的本實(shí)用新型輸入電極示意圖。圖2A為常用同軸腔雙工器結(jié)構(gòu)示意圖。圖2B為本實(shí)用新型的第一實(shí)施例的一種雙工器示意圖。圖3為實(shí)用新型的第二實(shí)施例的包含兩洛接收通路的雙工器示意圖。
具體實(shí)施方式

近年來(lái)移動(dòng)通信設(shè)備的小型化需求越來(lái)越明確，引起了對(duì)用于這一設(shè)備 中的雙工器的小型化需求。鑒于以上現(xiàn)實(shí)，通過(guò)合理選材做成了一種比常規(guī) 同軸腔結(jié)構(gòu)雙工器體積明顯減小的大功率雙工器。本實(shí)施例的雙工器，發(fā)射 濾波器仍然采用金屬腔體技術(shù)，而接收濾波器采用小型的介質(zhì)同軸濾波器。 通過(guò)減小接收濾波器體積的辦法來(lái)減小整個(gè)雙工器的體積。圖1是本實(shí)施方式中所采用的介質(zhì)濾波器包含輸入電極的局部圖形(這個(gè)圖形依據(jù)日本UBE的某介質(zhì)濾波器繪制)。如圖1所示，本實(shí)施例中， 介質(zhì)中間的圓孔102、 105和106內(nèi)壁、介質(zhì)濾波器的四個(gè)側(cè)面和介質(zhì)濾波 器下端面均敷以銀層。而這些導(dǎo)電涂層構(gòu)成信號(hào)地；圓孔的下端接地，上端 開路并涂覆類似印刷電路的導(dǎo)電線條，構(gòu)成四分之一波長(zhǎng)諧振器;形成同軸 型第一諧振器102、第二諧振器105和第三諧振器106等，這樣第一諧振器 102、第二諧振器105等諧振器的上端面是直流接地的。電極107同諧振器 105耦合，同102之間也有耦合。103是107同102之間的空間距離，104 是107同105之間的空間距離。對(duì)電極107加直流電壓，電壓高到一定程度， 電極107就會(huì)對(duì)102或者105出現(xiàn)擊穿現(xiàn)象。擊穿電壓與103、 104間距的 大小有關(guān)系；同時(shí)也與電極107的形狀有關(guān)系，表現(xiàn)為電極的直角拐彎處更 容易出現(xiàn)放電。因此空間距離103和104根據(jù)電極107的電壓來(lái)確定，所選 的濾波器必須保證適當(dāng)大的耦合間隔。實(shí)際選用的一種采用某介質(zhì)濾波器的電極，間距103、 104的直流耐壓 超過(guò)500V,電極107承受70W的CDMA發(fā)射功率無(wú)擊穿現(xiàn)象。制造介質(zhì)濾波器輸入輸出的耦合電極常用方法有在濾波器的第一個(gè)和 最后 一個(gè)介質(zhì)諧振器圓孔中各自插入絕緣包裹的導(dǎo)電短線，分別作為輸入、 輸出端；在介質(zhì)濾波器的第一個(gè)和最后一個(gè)介質(zhì)諧振器的兩個(gè)外側(cè)面的交界 處各敷設(shè)兩個(gè)小方塊彼此相連、但與其他導(dǎo)電涂層絕緣的導(dǎo)電涂層，分別作 為輸入、輸出端。當(dāng)然還有其他制造電極的方法，但關(guān)鍵是使得電極對(duì)地的 抗電場(chǎng)擊穿能力足夠，能承受我們要求的大功率發(fā)射信號(hào)。小尺寸的介質(zhì)濾 波器輸入引腳同信號(hào)地的間距小承受不了大的功率；釆用過(guò)大的間距的介質(zhì) 濾波器不是我們的目的。為此在采用尺寸合適的介質(zhì)濾波器后，對(duì)輸入輸出 電極采用所述的兩種形式分別進(jìn)行了試驗(yàn)，滿足我們要求的耐壓要求，實(shí)際
樣機(jī)滿足所需功率等級(jí)。
實(shí)際的介質(zhì)濾波器樣機(jī)的接地面焊接在PCB (印制板)上，通過(guò)PCB 再裝到發(fā)射濾波器金屬腔的側(cè)面，這個(gè)焊接面也是信號(hào)地。PCB板是雙面板， PCB兩面的地通過(guò)過(guò)孔相連，過(guò)孔鍍金屬，用于介質(zhì)濾波器的良好接地；這 些過(guò)孔也能把介質(zhì)濾波器所產(chǎn)生的熱量傳導(dǎo)到金屬底板上；安裝在印制板上 的介質(zhì)濾波器也利于緩沖機(jī)械沖擊力對(duì)介質(zhì)材料的影響。金屬腔體外部或者 側(cè)面也是信號(hào)地，這樣介質(zhì)濾波器的地同雙工器的地通過(guò)PCB連在一起了 。
電極107同發(fā)射腔體濾波器通過(guò)交叉耦合合成形成雙工器。然后在圖 2B的天線端口 (ANT)力o 70W的CDMA發(fā)射信號(hào)，介質(zhì)濾波器電極107 這一端的表面溫度比介質(zhì)濾波器另 一端的溫度略高。
第一實(shí)施例
圖2B為本實(shí)用新型提出的一種雙工器200B示意圖。發(fā)射濾波器204 仍然采用金屬同軸腔體，保證大功率和高Q值，保證低插損和滿足特殊的 帶外抑制。所改變的是接收濾波器，把普通雙工器中的腔體濾波器201改成 介質(zhì)濾波器203,允許203的插損指標(biāo)比201的插損指標(biāo)略大，其他帶外指 標(biāo)同201接近，收發(fā)濾波器同樣通過(guò)連接件205連接，但介質(zhì)濾波器的體積 卻比同軸腔體的體積小很多。比如一個(gè)800MHz介質(zhì)濾波器的尺寸大約在寬 51,*高18mn^深14.8mm，這個(gè)體積比單個(gè)金屬腔體的體積還小。
第二實(shí)施例
圖。金屬腔體做的發(fā)射濾波器301同介質(zhì)濾波器302構(gòu)成雙工器，單獨(dú)的一 個(gè)介質(zhì)濾波器303是構(gòu)成一個(gè)接收通路，以達(dá)到足夠的抑制度。本實(shí)施例的 雙工器比采用腔體做接收濾波器的這類雙工器體積明顯減小。
第三實(shí)施例
本實(shí)施例中的雙工器，所述雙工器的發(fā)射濾波器是金屬同軸腔體，接收
濾波器是由兩個(gè)介質(zhì)濾波器串聯(lián)形成，以達(dá)到足夠的抑制度。本實(shí)施例的雙 工器比采用腔體估文接收濾波器的這類雙工器體積明顯減小。因?yàn)槲覀冏尳橘|(zhì)濾波器所表現(xiàn)出來(lái)的特性是阻礙發(fā)射信號(hào)進(jìn)入介質(zhì)濾 波器，但是實(shí)際的回波損耗不可能到零，只能通過(guò)指標(biāo)折中使這個(gè)回波損耗 盡量小。這樣盡管發(fā)射信號(hào)功率很高，但進(jìn)入介質(zhì)濾波器的能量較小，實(shí)際 大約有幾瓦的功率變成熱。為此介質(zhì)濾波器也需要散熱。本實(shí)用新型主要在于合理選擇材料，在體積和功率容量以及其它指標(biāo)之 間折中。對(duì)于接收濾波器所采用的函數(shù)形式、階數(shù)、材料種類都不作限制， 只要能夠滿足所述的功率容量即可。
權(quán)利要求1、 一種雙工器，包括發(fā)射濾波器和接收濾波器，所述發(fā)射濾波器是金 屬同軸腔體濾波器，所述金屬同軸腔體濾波器具有天線接口和發(fā)射信號(hào)接 口，其特征在于，所述接收濾波器是介質(zhì)濾波器，所述介質(zhì)濾波器具有天線 接口和接收信號(hào)接口 ，所述介質(zhì)濾波器和金屬同軸腔體濾波器通過(guò)連接件相連。
2、 如權(quán)利要求1所述的雙工器，其特征在于，所述雙工器還具有一個(gè) 介質(zhì)濾波器，所述介質(zhì)濾波器，單獨(dú)構(gòu)成接收電路。
3、 如權(quán)利要求1所述的雙工器，其特征在于，所述接收介質(zhì)濾波器， 是串聯(lián)的兩個(gè)介質(zhì)濾波器。
4、 如權(quán)利要求1至3任一所述的雙工器，其特征在于，所述介質(zhì)濾波 器具有四個(gè)側(cè)面和下端面，以及位于側(cè)面和端面之間的同軸型諧振器，所述同軸型諧振器的下端接地，所述四個(gè)側(cè)面和下端面、孔內(nèi)壁敷有金屬層。
5、 如權(quán)利要求4所述的雙工器，其特征在于，所述同軸型諧振器，由 多個(gè)信號(hào)地過(guò)孔和過(guò)孔間的電極構(gòu)成，所迷過(guò)孔內(nèi)壁具有金屬層，過(guò)孔的下 端接地，上端開路并涂覆電導(dǎo)線條，過(guò)孔間的電極和過(guò)孔之間具有一定空間 距離。
6、 如權(quán)利要求4所述的雙工器，其特征在于，所述金屬層是^l艮層。
7、 如權(quán)利要求4所述的雙工器，其特征在于，所述空間距離，根據(jù)電 極電壓設(shè)置，大于0.3毫米。
8、 如權(quán)利要求1所述的雙工器，其特征在于，所述接收濾波器焊接在 印制板上，通過(guò)印制板安裝到發(fā)射濾波器的腔體側(cè)面。
9、 如權(quán)利要求5所述的雙工器，其特征在于，所述電極的輸入端和輸 出端，分別是插入第一個(gè)和最后一個(gè)過(guò)孔中的絕緣包泉的導(dǎo)電短線，或者， 是在介質(zhì)濾波器的第一個(gè)和最后一個(gè)介質(zhì)諧振器的兩個(gè)外側(cè)面的交界處分 別敷設(shè)的兩個(gè)彼此相連、但與其他導(dǎo)電涂層絕緣的導(dǎo)電涂層。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種雙工器，包括發(fā)射濾波器和接收濾波器，所述發(fā)射濾波器是金屬同軸腔體濾波器，所述金屬同軸腔體濾波器具有天線接口和發(fā)射信號(hào)接口，其特征在于，所述接收濾波器是介質(zhì)濾波器，所述介質(zhì)濾波器具有天線接口和接收信號(hào)接口，所述介質(zhì)濾波器和金屬同軸腔體濾波器通過(guò)連接件相連。本實(shí)用新型的雙工器，比常規(guī)同軸腔結(jié)構(gòu)雙工器體積明顯減小，滿足了近年來(lái)對(duì)移動(dòng)通信設(shè)備中的雙工器的小型化需求。
文檔編號(hào)H01P7/10GK201022191SQ20072000298
公開日2008年2月13日 申請(qǐng)日期2007年1月31日 優(yōu)先權(quán)日2007年1月31日
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