用于雙工器的開路公共結點饋電的制作方法

用于雙工器的開路公共結點饋電的制作方法
【專利摘要】本發明涉及在蜂窩通信系統中使用的微波空腔濾波器。更具體地，在一方面，本發明涉及在沒有電流連接的情況下梳狀空腔濾波器和天線元件的直接集成。在另一方面，本發明涉及用于在沒有接觸的情況下加載梳狀濾波器的方法。
【專利說明】用于雙工器的開路公共結點饋電

【背景技術】
[0001]完整的基站功能可以被容納在天線罩殼體內部。因此，以對性能、尺寸和易于裝配最有效的方式互連殼體內部的不同模塊變得至關重要。最近，已經存在對所有發射和接收部件(諸如天線罩殼體自身內部的雙工器/濾波器、天線貼片、功率放大器、低噪聲放大器、移相器、數字信號處理和其他控制電子設備)的增加的集成。這種集成的天線無線電系統被稱為有源天線陣列(AAA)。AAA的一種優勢在于，傳統龐大的無線電系統可以縮小到幾乎是天線本身的大小，從而消除掉外部RF連接器和RF同軸電纜。只有數據線和功率線可以被輸入到AAA，導致具有降低的功耗的顯著的性能增強。
[0002]在集成的架構中，鏈路預算的改善被認為是約3dB到5dB。這樣的鏈路預算的改善意味著傳統基站的覆蓋半徑增加了接近100%，并且總的功耗減少了差不多40%，從而創建用于更低成本的更高性能的系統。由于天線系統通常放置在加高的位置，重量優選為盡可能地輕，其中目標為供一個人舉起。因此，能夠在不需要附加的部件的情況下完成的集成不僅具有在重量和易于裝配方面的機械優勢，而且還有顯著的性能優勢。耦合和饋電的傳統方法需要內部的電流連接。這樣的電流連接可能遭受裝配的困難，可能引入損耗，并且在間歇的連接的情況下還可能易受互調(intermodulat1n)影響。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0003]上述方面和本發明的許多附帶的優勢將變得更容易領會，這是由于當結合附圖時參考下述詳細描述他們會被更好地理解:
圖1A-1D圖示了現有技術中使用的輸入/輸出耦合技術。
[0004]圖2A-2C圖示了基本的梳狀濾波器(combiine filter)理論。
[0005]圖3圖示了包括雙工結點(duplexing junct1n)和天線的雙工器。
[0006]圖4A-4C描繪了雙工結點的實施例。
[0007]圖5A-D描繪了雙工結點的實施例。
[0008]圖6圖示了雙工結點的實施例的頂視圖。

【具體實施方式】
[0009]本公開涉及在蜂窩通信系統中使用的微波空腔濾波器。更具體地，在一方面，本公開涉及在沒有電流連接的情況下梳狀空腔濾波器與天線元件的直接集成。在另一方面，本公開涉及用于在沒有接觸的情況下加載梳狀濾波器的方法。然而，相關領域的技術人員將認識到，附加的或替代性的方面可以是根據本公開顯而易見的。
[0010]本發明的實施例提供許多優勢，包括消除連接器和長傳輸線來連接到天線元件，從而使得整個天線在重量上更輕并減少了路徑損耗。通過說明性示例的方式，在傳統的六元件陣列中，會需要24個連接器(12個在雙工器側，而且12個在天線側)以及12個傳輸電纜來做出天線貼片和雙工器之間的連接。如前面所述，這些連接中每一個都可能增加制造的成本和復雜性，并且可能至少部分是陣列操作所受到的損耗的來源。根據本公開，實施所公開的耦合技術的六元件陣列可以減輕與傳統的連接關聯的損耗。此外，所述六元件陣列可能更容易組裝，并且由于本發明的實施例中沒有電流連接，將會經歷來自雙工結點的無源互調產物的附加的可能的減少。
[0011]將參考附圖描述本發明的實施例。應該理解的是，下述描述連同許多特定細節一起可以不包含可能已經被省略的某些細節，由于應當理解許多變化是可能的，并從而可能從本發明的充分理解中刪去。然而，對本領域的技術人員顯而易見的是，本發明可以在利用各種技術的同時付諸實踐。
[0012]圖1A-1D圖示了傳統的結點部件中使用的輸入/輸出耦合技術。如圖1所示，輸入和輸出耦合要么通過將中心傳輸線16直接連接到諧振器12 (圖1A)(或公共諧振器18，圖1B)，或通過連接到與諧振器12 (圖1C)(或與公共諧振器18，圖1D)平行且在另一端接地的負載柱17來完成。
[0013]為了便于理解，下文參考圖2A-2C簡要描述了諧振器操作理論的基礎。圖2A圖示了去往濾波器網絡204的輸入202，所述濾波器網絡204繼而被連接到輸出206。如圖2B所示，濾波器網絡204能夠包含是作為具有小于約90°的電長度的電感耦合諧振器的梳狀濾波器212、222、232、242和252，其一端接地，其中另一端有給出電容為(:1(210)，C2 (220)，C3 (230)，C4 (240)...CN (250)(分別對于每個諧振器1，2，…N)用于細調的電容調諧螺釘。所期望的性能有助于確定用于特定濾波器的這些諧振器的數目。這些諧振器可以被電感或強制地交叉耦合用于非對稱的濾波器響應。例如，可能在通帶的一側比通帶的另一側有更多的選擇性諧振器。這種非對稱響應可能在現實世界的應用中更典型。圖2C圖示了濾波器網絡204的等效電路。
[0014]相關領域技術人員將領會，每個諧振器的一端處的電壓^與根據下述矩陣的電流及有關，有時也被稱為導納矩陣:
'I1 I~^is 0 0"Ir F1.；；?U
;_ 5O ***:a1:
?......................? * ； *
I.>..、'.:
-1-- K'/u Ksn Jl山
其中，
Va=導納矩陣，而且i=l到N，j=l到N，
1=諧振器長度，
V=傳播速度。
[0015]在一個公共的端口的情況下，在頻帶上分離的兩個濾波器被稱為雙工器或雙工機；被頻帶所分離的三個濾波器被稱為三工器，被頻帶所分離的四個濾波器被稱為四工器，以此類推。更一般地，共享公共端口的多個濾波器被稱為多工器。圖3示出了雙工器300的示例。每個濾波器(310和320)分別具有輸入端口 312和322，以及輸出端口 314和324。所述雙工器300包含雙工結點320，其耦合到天線部件340或天線饋電。
[0016]示例性地,所顯示的結點320能夠實施如圖1所示的需要內部電流連接的傳統稱合方法。此類電流連接可能遭受裝配的困難，并且還可能在間歇的連接的情況下下易受互調。可替換地，本公開的所顯示的結點部件可以被實現。
[0017]圖4A-4C和5A-5D圖示了用于實現所顯示的結點320 (圖3)的各種實施例。如圖4A和4B所示，主濾波器外殼404可以容納多個諧振器402，所述主濾波器外殼404可以由金屬制成，并且還可以包括也是由金屬制成的主蓋406。外殼404也可以包含為發射和接收濾波器所共有的公共諧振器428。諧振器402和公共諧振器428可以通過調諧螺釘和螺帽組件408而被鎖定在主外殼13內。所述組件408可以上下移動來進行鎖定。
[0018]所需的耦合到濾波器內的射頻能量的數量依賴于到所述諧振器402、428的接近度，并且也依賴于探針426到外殼404內的穿透度。在一些實施例中，探針424可以被用于執行耦合。通常，所述探針424越長，耦合就越強。探針424的穿透深度可以被所述外殼404的尺寸所實際限制。所述探針424可以被設計為離所述外殼404的底部約幾毫米。在各種實施例中，所述探針424可以要么是裸金屬，要么能夠被覆蓋有如本領域已知的電介質材料。傳統上，所述濾波器的輸入和輸出會通過直接焊接、螺紋連接或壓制而連接到諧振器402或428。本文所公開的實施例實現在沒有直接的金屬到金屬接觸的情況下而是通過在沒有電流接觸的情況下耦合于探針424的濾波器的調諧。
[0019]繼續參考圖4A，所述濾波器400可以使用具有連接到連接器420的中心腳426的連接器420來調諧。在一些實施例中，連接器426可以是開路的裸導線，諸如在圖4A中心頂部所示的連接器。在其他實施例中，所述裸導線可以覆蓋有絕緣體422，其可以由合適的絕緣材料制成。所述絕緣體422確保所述公共結點不接觸諧振器402。此外，與僅是空氣介質相比，絕緣體422可以有助于增加耦合，其也能被用于附加的調諧靈活性。
[0020]當濾波器被滿意地調諧時，具有中心腳424的連接器420可以被移除，并且具有相同尺寸(包括直徑)的新的中心腳可以被插入，這會提供更大的靈活性以將其他組件連接到濾波器。如圖4C所示，在其他實施例中，僅連接器420可以被移除，保持中心腳424在適當的位置。在一些應用中，所述中心腳424可以僅僅是所述連接器的中心腳，即具有長的中心腳424的連接器可以被用作開路探針。在其他實施例中，所述中心腳424可以被覆蓋有絕緣體422。
[0021 ] 圖5圖示了其中所述探針從外殼404的封蓋406凸出的實施例。為了易于說明，圖5示出了僅第一 Tx和第一 Rx諧振器402，或僅是所述濾波器的公共諧振器428。向下平行于所述諧振器402 (圖5A和5C)或所述公共諧振器428 (圖5B和5D)的金屬探針424能夠將RF能量耦合到所述濾波器中。在一些實施例中，諸如圖5C和所示的那些，電路板430可以被放置成其中探針424刺穿它，并且所述探針可以焊接到電路板430的跡線上。如圖5A-5D所示，探針424消除了在天線結點處對于電流連接的需要。如前面所討論的，使用去往諧振器的探針連接允許天線饋電元件在沒有附加的電纜和連接器的情況下被直接連接。
[0022]圖6圖示了所述雙工結點的實施例的頂視圖。圖6圖示了使用開端探針424進行耦合的公共諧振器428。為了便于理解，示出了僅是天線的所述第一 Tx和第一 Rx諧振器402，但在所述外殼中可以存在多個諧振器。
[0023]本文所公開的實施例實現在天線陣列系統中加載有天線饋電的雙工器公共結點與開端探針的直接集成。在微微小區、毫微微小區和有源天線陣列通信系統中使用的梳狀空腔雙工器可以使用所公開的開路耦合。微波梳狀濾波器還能夠使用所公開的開路探針耦合。還公開了將具有開路探針耦合的微波梳狀濾波器與任何外部設備對接的方法。長的中心連接器腳可以被用作開路耦合探針。
[0024]雖然已經公開并討論了說明性實施例，相關領域技術人員將意識到，在本公開的精神和范圍之內可以實現附加或可替換的實施例。另外，雖然許多實施例已經被指示為說明性的，相關領域技術人員將意識到，說明性實施例不需要被組合或實現在一起。因而，根據對本公開的變型的范圍，不需要利用或實現一些說明性實施例。
[0025]除非另外特別聲明或以其他方式在如所使用的上下文之內理解的，除其他外尤其是諸如“能夠”、“可能”、“也許”、或“可以”之類的條件語言通常意圖傳達某些實施例包括而其它實施例不包括某些特征、元素或步驟。因而，此類條件語言通常不意圖暗示特征、元素或步驟以任何方式被要求用于一個或多個實施例或者一個或多個實施例在有或沒有用戶輸入或提示的情況下必定包括用于決定是否這些特征、元件或步驟被包括在任何特定實施例中或將在其中執行的邏輯。此外，除非另外特別聲明，或以其他方式在如所使用的上下文內理解的，通常意圖在列舉元件列表時傳達連詞“或”的使用不限制只選擇單個元件并且可以包括兩個或更多元件的組合。
[0026]本文中描述的流程圖中的和/或描繪在附圖中的任何過程描述、元件或框應當被理解為潛在地表示包括用于實現所述過程中的特定邏輯功能或步驟的一個或多個可執行指令的代碼的部分、段或模塊。如將會由本領域技術人員理解的，可替換的實現方式被包括在本文中描述的實施例的范圍內，其中取決于所涉及的功能，元件或功能可以被刪除、不按所示出或所討論的次序執行(包括基本上同時或按相反次序)。此外將被意識到的是，上文描述的數據和/或組件可以存儲在計算機可讀介質上并且使用與存儲計算機可執行組件的計算機可讀介質(諸如，CD-R0M、DVD_R0M或網絡接口)相關聯的驅動機制而被載入到計算設備的存儲器中。此外，組件和/或數據可以包括在單個設備中或以任何方式被分布。因此，通用計算設備可以被配置成利用上文所描述的對各種數據和/或組件的處理和/或執行來實現本公開的過程、算法和方法。可替換地，本文中描述的方法中的部分或全部可以可替換地被包含在專用計算機硬件中。另外，本文中提到的組件可以以硬件、軟件、固件或其組合來實現。
[0027]應當強調的是，可以對上述實施例做出許多變型和修改，上述實施例的元件應該被理解為除其他外尤其是可接受的示例。所有此類修改和變型意圖在本文中被包括在本公開的范圍內并且由下文的權利要求所保護。
【權利要求】
1.一種裝置，包括: 外殼，包含: 多個單獨的諧振器，所述多個單獨的諧振器中的每一個具有定義的電容并被單獨接地； 一個或多個公共諧振器； 其中，所述多個單獨的諧振器以及所述一個或多個公共諧振器形成濾波器網絡；以及 一組探針，其中所述探針中的每一個用于在不需要與所述多個單獨諧振器或所述一個或多個公共諧振器電流接觸的情況下將第一多個單獨的諧振器和一個或多個公共諧振器電耦合到一個或多個外部部件。
2.如權利要求1所述的裝置，進一步包括用于通過控制與所述一組探針關聯的深度來調諧所述多個單獨的諧振器和所述一個或多個公共諧振器的螺釘和螺母組件。
3.如權利要求1所述的裝置，進一步包括蓋。
4.如權利要求3所述的裝置，其中，所述一組探針中的至少一個包括安裝在蓋上的連接器。
5.如權利要求3所述的裝置，其中，所述一組探針中的至少一個探針對應于凸出穿過所述蓋的探針。
6.如權利要求5所述的裝置，進一步包括安裝在所述蓋上方的電路板，其中所述電路板包括用于凸出穿過所述蓋的探針的開口。
7.如權利要求1所述的裝置，其中，所述一組探針中的至少一個探針包括絕緣層。
8.如權利要求1所述的裝置，其中，所述一組探針中的至少一個探針對應于與所述至少一個公共諧振器關聯的中心腳。
9.如權利要求8所述的裝置，其中，所述中心腳對應于條形電線。
10.如權利要求1所述的裝置，其中，所述一組探針耦合到天線饋電。
11.如權利要求1所述的裝置，其中，所述多個單獨的諧振器、所述至少一個公共諧振器以及所述一組探針被配置為雙工器。
12.如權利要求1所述的裝置，其中，所述多個單獨的諧振器、所述至少一個公共諧振器、以及所述一組探針被配置為一組雙工器。
13.一種裝置，包括: 形成濾波器網絡的多個諧振器，以及 探針部件，用于在不需要與形成濾波器網絡的多個諧振器的電流接觸的情況下將形成濾波器網絡的多個諧振器電耦合到一個或多個外部部件。
14.如權利要求13所述的裝置，其中，所述多個諧振器包括單獨接地的一組單獨的諧振器。
15.如權利要求13所述的裝置，其中，所述多個諧振器包括一個或多個公共諧振器。
16.如權利要求13所述的裝置，其中，所述探針部件包括安裝在與所述裝置關聯的蓋上的連接器。
17.如權利要求16所述的裝置，其中，所述探針部件包括凸出穿過與所述裝置關聯的蓋的探針。
18.如權利要求13所述的裝置，其中，所述探針部件包括具有絕緣層的至少一個探針。
19.如權利要求13所述的裝置，其中，所述探針部件耦合到天線饋電。
20.如權利要求13所述的裝置，其中，所述多個諧振器被配置為雙工器。
21.如權利要求13所述的裝置，其中，所述多個諧振器被配置為一組雙工器。
22.—種裝置，包括: 形成濾波器網絡的多個諧振器；以及 一組探針，其中所述探針中每一個用于在不需要與形成濾波器網絡的多個諧振器電流接觸的情況下將形成濾波器網絡的多個諧振器電耦合到一個或多個外部部件。
23.如權利要求22所述的裝置，其中，所述多個諧振器包括單獨接地的一組單獨的諧振器。
24.如權利要求22所述的裝置，其中，所述多個諧振器包括一個或多個公共諧振器。
25.如權利要求22所述的裝置，其中，所述一組探針包括安裝在與所述裝置關聯的蓋上的連接器。
26.如權利要求25所述的裝置，其中，所述一組探針包括凸出穿過與所述裝置關聯的蓋的探針。
27.如權利要求22所述的裝置，其中，所述一組探針包括具有絕緣層的至少一個探針。
28.如權利要求22所述的裝置，其中，所述多個諧振器被配置為雙工器。
【文檔編號】H01P1/213GK104170161SQ201280054204
【公開日】2014年11月26日 申請日期:2012年9月4日 優先權日:2011年9月6日
【發明者】P.C.蘇貝迪, K.P.謝赫 申請人:電力波技術有限公司