用于微波數(shù)字無(wú)線電的雙發(fā)射器雙接收器天線耦合單元的制作方法
【專(zhuān)利說(shuō)明】用于微波數(shù)字無(wú)線電的雙發(fā)射器雙接收器天線耦合單元
[0001]相關(guān)申請(qǐng)
[0002]本申請(qǐng)根據(jù)美國(guó)法典35條第119款要求2014年11月26日提交的題為“用于微波數(shù)字無(wú)線電的雙發(fā)射器雙接收器天線親合單元(Two-Transmitter Two-Receiver AntennaCoupling Unit for Microwave Digital Rad1s)” 的美國(guó)臨時(shí)專(zhuān)利申請(qǐng)?zhí)?2/085,077的優(yōu)先權(quán)權(quán)益，其內(nèi)容通過(guò)引用以其整體并入本文。
技術(shù)領(lǐng)域
[0003]本申請(qǐng)主要涉及用于路由射頻或微波信號(hào)的器件，并且更具體地，涉及用于將接收器和發(fā)射器與一個(gè)或多個(gè)天線耦合的器件。
[0004]背景
[0005]點(diǎn)對(duì)點(diǎn)數(shù)字微波無(wú)線電在無(wú)線通信系統(tǒng)中扮演日益重要的角色。常規(guī)的天線耦合器件包括信號(hào)分路器。不過(guò)，分路器明顯減少發(fā)射信號(hào)的功率。例如，通過(guò)分路器發(fā)射的信號(hào)可能損失超過(guò)50%的功率，這導(dǎo)致更高的功耗，而這在無(wú)線通信中是不可取的。
[0006]概述
[0007]因此，需要在路由信號(hào)到天線和從天線路由信號(hào)時(shí)更有效的天線耦合器件。如本文所述，一些天線耦合器件提供傳輸濾波器和接收器濾波器之間的更好隔離。一些天線耦合器件具有更低的濾波器抑制需求和更小的濾波器尺寸。一些天線耦合器件具有更好(例如，更低)的天線端口回波損耗。與具有外部隔離器方法的傳統(tǒng)雙工器相比，一些天線耦合器件提供另外的系統(tǒng)增益(例如，6dB)用于1+1FD和2+0PLA的配置。在一些實(shí)施例中，環(huán)行器板用于支持多個(gè)雙發(fā)射器雙接收器配置的配置。與具有傳統(tǒng)雙工器和外部隔離器的器件相比，包括環(huán)行器板的一些天線耦合器件具有小尺寸和更低的成本。一些天線耦合器件還更容易實(shí)現(xiàn)雙發(fā)射器雙接收器無(wú)線電的可調(diào)諧濾波器功能。在一些實(shí)施例中，更小的濾波器用于更高的頻帶。因此，通過(guò)與雙發(fā)射器-接收器模塊在高微波和毫米波段集成，進(jìn)一步的尺寸降低是可能的。在一些實(shí)施例中，環(huán)行器板提供無(wú)線電集成的下一級(jí)別的集成能力。此類(lèi)器件可選地補(bǔ)充或代替常規(guī)的天線耦合器件。
[0008]根據(jù)一些實(shí)施例，用于路由微波信號(hào)的天線耦合器件包括第一隔離器和第一環(huán)行器以及第一濾波器，其中，第一隔離器包括輸入端口和輸出端口，第一環(huán)行器包括第一端口、第二端口和第三端口，以及第一濾波器包括輸入端口和輸出端口。第一濾波器的輸入端口與第一隔離器的輸出端口親合。第一環(huán)行器的第一端口與第一濾波器的輸出端口親合；以及，第一環(huán)行器的第二端口經(jīng)配置用于耦合第一天線。該器件也包括第二隔離器和第二濾波器，其中，第二隔離器包括輸入端口和輸出端口，以及，第二濾波器包括輸入端口和輸出端口。第二濾波器的輸出端口與第二隔離器的輸入端口耦合。第二濾波器的輸入端口與第一環(huán)行器的第三端口耦合。在一些實(shí)施例中，第一隔離器、第一環(huán)行器和第二隔離器使用單板形成(在本文也稱(chēng)為環(huán)行器板)。第一濾波器和第二濾波器是分開(kāi)的并通過(guò)波導(dǎo)端口與環(huán)行器板耦合。
[0009]根據(jù)一些實(shí)施例，天線耦合器件包括第一接收器濾波器，其包括輸入端口和輸出端口；第二接收器濾波器，其包括輸入端口和輸出端口 ；第一發(fā)射器濾波器，其包括輸入端口和輸出端口；第二發(fā)射器濾波器，其包括輸入端口和輸出端口；以及第一環(huán)行器，其包括第一端口、第二端口和第三端口。第一環(huán)行器的第一端口與第一發(fā)射器濾波器的輸出端口耦合；以及，第一環(huán)行器的第三端口與第二發(fā)射器濾波器的輸出端口耦合。該器件還包括第二環(huán)行器，其包括第一端口、第二端口以及第三端口。第二環(huán)行器的第二端口與第一接收器濾波器的輸入端口耦合；以及，第二環(huán)行器的第三端口與第二接收器濾波器的輸入端口耦合。該器件還包括第三環(huán)行器，其包括第一端口、第二端口以及第三端口。第三環(huán)行器的第一端口與第一環(huán)行器的第二端口耦合；以及，第三環(huán)行器的第三端口與第二環(huán)行器的第一端口親合。
[0010]根據(jù)一些實(shí)施例，雙發(fā)射器雙接收器無(wú)線通信系統(tǒng)包括第一接收器;第二接收器；第一發(fā)射器;第二發(fā)射器；以及從多個(gè)天線耦合器件中選擇的天線耦合器件。第一接收器、第二接收器、第一發(fā)射器、第二發(fā)射器經(jīng)配置用于耦合多個(gè)天線耦合器件的任何天線耦合器件。多個(gè)天線耦合器件的每個(gè)天線耦合器件具有用于在相同的第一位置耦合第一接收器的輸入波導(dǎo)端口和用于在相同的第二位置耦合第一發(fā)射器的輸出波導(dǎo)端口。第一接收器、第二接收器、第一發(fā)射器、第二發(fā)射器與天線耦合器件耦合。在一些實(shí)施例中，多個(gè)天線耦合器件的每個(gè)天線耦合器件具有用于在相同的第三位置耦合第二接收器的輸入波導(dǎo)端口和用于在相同的第四位置耦合第二發(fā)射器的輸出波導(dǎo)端口。
【附圖說(shuō)明】
[0011]附圖被包括以提供對(duì)實(shí)施例的進(jìn)一步理解，其被并入并構(gòu)成本說(shuō)明書(shū)的一部分，【附圖說(shuō)明】所述實(shí)施例并與描述一起用于解釋本發(fā)明的基礎(chǔ)原理。相同的附圖標(biāo)號(hào)是指對(duì)應(yīng)的部件。
[0012]圖1是示出根據(jù)一些實(shí)施例用于將天線與接收器和發(fā)射器耦合的器件的示意圖。
[0013]圖2是示出用于將天線與接收器和發(fā)射器耦合的相關(guān)器件的示意圖。
[0014]圖3A是示出根據(jù)一些實(shí)施例用于將天線與接收器和發(fā)射器耦合的器件的示意圖。
[0015]圖3B是示出根據(jù)一些實(shí)施例用于將兩個(gè)天線與兩個(gè)接收器和一個(gè)發(fā)射器耦合的器件的示意圖。
[0016]圖3C是示出根據(jù)一些實(shí)施例用于將兩個(gè)天線與兩個(gè)接收器和兩個(gè)發(fā)射器耦合的器件的示意圖。
[0017]圖4A是根據(jù)一些實(shí)施例的環(huán)行器板的頂視圖。
[0018]圖4B-4C是根據(jù)一些實(shí)施例的環(huán)行器板的分解圖。
[0019]圖4D是根據(jù)一些實(shí)施例的具有環(huán)行器板和濾波器的雙無(wú)線電信道系統(tǒng)的分解圖。
[0020]圖4E和4F是根據(jù)一些實(shí)施例的濾波器模塊的透視圖。
[0021]圖5A是示出根據(jù)一些實(shí)施例的雙無(wú)線電信道系統(tǒng)的示意圖。
[0022]圖5B是示出根據(jù)一些實(shí)施例的處于1+1熱備份(HSB)/非空間分集配置中的雙無(wú)線電信道系統(tǒng)的示意圖。
[0023]圖5C是示出根據(jù)一些實(shí)施例的處于1+0非保護(hù)配置中的雙無(wú)線電信道系統(tǒng)的示意圖。
[0024]圖5D是示出根據(jù)一些實(shí)施例的處于1+1HSB/空間分集配置中的雙無(wú)線電信道系統(tǒng)的示意圖。
[0025]圖5E是示出根據(jù)一些實(shí)施例的處于2+0正交極化(XPIC)/PLA配置中的雙無(wú)線電信道系統(tǒng)的示意圖。
[0026]圖5F是示出根據(jù)一些實(shí)施例的處于1+ 0添加/刪除或通過(guò)中繼器(PassThruRepeater)配置中的雙無(wú)線電信道系統(tǒng)的示意圖。
[0027]圖6A是示出根據(jù)一些實(shí)施例的處于1+ 1頻率分集/2+0PLA配置中的雙無(wú)線電信道系統(tǒng)的不意圖。
[0028]圖6B是示出處于1+1頻率分集/2+0PLA配置中的相關(guān)器件的示意圖。
[0029]圖7A是示出根據(jù)一些實(shí)施例的處于4+0頻率分集配置中的多無(wú)線電信道系統(tǒng)的示意圖。
[0030]圖7B是示出根據(jù)一些實(shí)施例的處于4+0頻率分集配置中的多無(wú)線電信道系統(tǒng)的示意圖。
[0031 ]圖8A是根據(jù)一些實(shí)施例的具有可調(diào)諧濾波器的雙無(wú)線電信道系統(tǒng)的透視圖。
[0032]圖SB是根據(jù)一些實(shí)施例的可調(diào)諧濾波器的分解圖。
【具體實(shí)施方式】
[0033]現(xiàn)將詳細(xì)參考實(shí)施例，實(shí)施例的示例在附圖中示出。在下列詳細(xì)描述中，闡述很多非限制性具體細(xì)節(jié)以便幫助理解本文呈現(xiàn)的主題。不過(guò)，對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)明顯的是，可在沒(méi)有偏離權(quán)利要求的范圍的情況下使用各種替代并且本發(fā)明的主題可在沒(méi)有這些具體細(xì)節(jié)的情況下來(lái)實(shí)踐。例如，對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)明顯的是，本文呈現(xiàn)的主題可以在許多類(lèi)型的無(wú)線電通信系統(tǒng)上實(shí)現(xiàn)。
[0034]圖1是示出根據(jù)一些實(shí)施例用于將天線與接收器和發(fā)射器耦合的器件100的示意圖。
[0035]器件100包括第一隔離器104，其包括輸入端口(i)和不同于輸入端口(i)的輸出端口(O)。
[0036]在一些實(shí)施例中，第一隔離器104經(jīng)配置向第一隔離器104的輸出端口(O)傳送通過(guò)第一隔離器104的輸入端口(i)接收的射頻或微波信號(hào)。在一些實(shí)施例中，第一隔離器104經(jīng)配置以抑制通過(guò)第一隔離器104的輸出端口(ο)接收的射頻或微波信號(hào)通過(guò)第一隔離器104的輸入端口(i)輸出。例如，第一隔離器104吸收通過(guò)第一隔離器104的輸出端口(ο)接收的射頻或微波信號(hào)。
[0037]器件100還包括第一環(huán)行器108，其包括第一端口(I)、不同于第一端口(I)的第二端口(2)以及不同于第一端口(I)和第二端口(2)的第三端口(3)。
[0038]第一環(huán)行器108的第一端口(I)與第一隔離器104的輸出端口(ο)親合。在一些實(shí)施例中，第一環(huán)行器108的第一端口(I)通過(guò)波導(dǎo)與第一隔離器104的輸出端口(ο)耦合。在一些實(shí)施例中，第一環(huán)行器108的第一端口(I)與第一隔離器104的輸出端口(ο)直接親合。在一些實(shí)施例中，第一環(huán)行器108的第一端口(I)通過(guò)一個(gè)或多個(gè)組件(例如，濾波器106)與第一隔離器104的輸出端口(ο)親合。在一些實(shí)施例中，第一環(huán)行器108的第一端口(I)與第一隔離器104的輸出端口(ο)直接耦合。
[0039]第一環(huán)行器108的第二端口(2)經(jīng)配置與第一天線耦合。在一些實(shí)施例中，第一環(huán)行器108的第二端口(2)與第一天線直接親合。在一些實(shí)施例中，第一環(huán)行器108的第二端口(2)通過(guò)一個(gè)或多個(gè)組件(例如，連接器)與第一天線耦合。例如，第一環(huán)行器108的第二端口
(2)與經(jīng)配置以接收第一天線的連接器的端口耦合。
[0040]在一些實(shí)施例中，第一環(huán)行器108經(jīng)配置以將通過(guò)第一環(huán)行器108的第一端口(I)接收的射頻或微波信號(hào)路由到第一環(huán)行器108的第二端口(2)，以及將通過(guò)第一環(huán)行器108的第二端口(2)接收的射頻或微波信號(hào)路由到第一環(huán)行器108的第三端口(3)。例如，通過(guò)第一環(huán)行器108的第一端口(I)接收的傳輸信號(hào)通過(guò)第一環(huán)行器的第二端口(2)向第一天線輸出，以及來(lái)自第一天線的信號(hào)通過(guò)第一環(huán)行器108的第二端口(2)接收并通過(guò)第一環(huán)行器108的第三端口(3)輸出。在一些實(shí)施例中，第一環(huán)行器108經(jīng)配置以將通過(guò)第一環(huán)行器108的第三端口(3)接收的射頻或微波信號(hào)路由到第一環(huán)行器108的第一端口(I)。因?yàn)橥ㄟ^(guò)第一環(huán)行器108的第一端口(I)接收的傳輸信號(hào)的顯著部分(例如，90%)通過(guò)第一環(huán)行器的第二端口(2)輸出，以及來(lái)自第一天線的信號(hào)的顯著部分通過(guò)第一環(huán)行器108的第三端口(3)輸出，第一環(huán)行器108可以降低與路由射頻或微波信號(hào)相關(guān)聯(lián)的信號(hào)損失。
[0041]圖2是示出用于將天線與接收器和發(fā)射器耦合的相關(guān)器件200的示意圖。器件200類(lèi)似于圖1所示的器件100之處在于器件200包括隔離器204、濾波器206、濾波器210和隔離器212。不過(guò)，器件200不同于器件100之處在于器件200包括代替器件100的環(huán)行器108的T形連接器208。通過(guò)T形連接器208的第一端口(I)接收的接收器信號(hào)向T形連接器208的第二端口(2)和第三端口(3)分裂。T形連接器208也需要濾波器206和210具有比圖1中的濾波器106和110更高的性能，因?yàn)闉V波器206和210需要抑制另外的干擾信號(hào)。例如，濾波器210需要抑制通過(guò)T形連接器208的第一端口(I)接收和通過(guò)T形連接器208的第三端口(3)輸出的信號(hào)部分，對(duì)于圖1中的濾波器110并不需要如此。因此，濾波器206和210趨于比圖1中的濾波器106和110更大和更昂貴，而且制作緊湊和廉價(jià)的器件是較不可取的。
[0042]返回參考圖1，器件100還包括第二隔離器112，其包括輸入端口(i)和不同于輸入端口(i)的輸出端口(O)。第二隔離器112不同于第一隔離器104。在一些實(shí)施例中，第二隔離器112和第一隔離器104是分開(kāi)的。
[0043]第二隔離器112的輸入端口(i)與第一環(huán)行器108的第三端口(3)耦合。在一些實(shí)施例中，第二隔離器112的輸入端口(i)與第一環(huán)行器108的第三端口(3)直接耦合。在一些實(shí)施例中，第二隔離器112的輸入端口(i)通過(guò)一個(gè)或多個(gè)組件(例如，濾波器110)與第一環(huán)行器108的第三端口(3)耦合。
[0044]在一些實(shí)施例中，第二隔離器112經(jīng)配置向第二隔離器112的輸出端口(O)傳送通過(guò)第二隔離器112的輸入端口(i)接收的射頻或微波信號(hào)。在一些實(shí)施例中，第二隔離器112經(jīng)配置抑制通過(guò)第二隔離器112的輸出端口(ο)接收的射頻或微波信號(hào)通過(guò)第二隔離器112的輸入端口(i)輸出。
[0045]在一些實(shí)施例中，第一隔離器104的輸入端口(i)經(jīng)配置與第一射頻或微波發(fā)射器的輸出端口耦合，以及，第二隔離器112的輸出端口(ο)經(jīng)配置與第一射頻或微波接收器的輸入端口耦合。例如，來(lái)自第一射頻或微波發(fā)射器的信號(hào)通過(guò)第一隔離器104的輸入端口(i)接收，以及從第二隔離器112的輸出端口(ο)輸出的信號(hào)被發(fā)送至第一射頻或微波接收器。
[0046]在一些實(shí)施例中，第一隔離器104、第一環(huán)行器108和第二隔離器112包括在單個(gè)外殼中。
[0047]在一些實(shí)施例中，器件100包括第一濾波器106，其包括輸入端口(i)和不同于輸入端口(i)的輸出端口(O)。在一些實(shí)施例中，第一濾波器106經(jīng)配置通過(guò)第一濾波器106的輸出端口(ο)輸出通過(guò)第一濾波器106的輸入端口(i)接收的射頻或微波信號(hào)內(nèi)的滿足第一預(yù)定射頻或微波頻帶的射頻或微波信號(hào)。在一些實(shí)施例中，第一濾波器106是發(fā)射器濾波器(在本文也稱(chēng)為發(fā)射濾波器)。在一些實(shí)施例中，第一濾波器106經(jīng)配置抑制通過(guò)第一濾波器106的輸出端口( ο)輸出在通過(guò)第一濾波器106的輸入端口( i)接收的射頻或微波信號(hào)內(nèi)的不滿足第一預(yù)定射頻或微波頻帶的射頻或微波信號(hào)。例如，當(dāng)?shù)谝活A(yù)定射頻或微波頻帶是
10.0-10.1GHz時(shí)，第一濾波器106傳送在10.0-10.1GHz頻帶內(nèi)的射頻或微波信號(hào)并抑制在
10.0-10.1GHz頻帶之外的射頻或微波信號(hào)。在一些實(shí)施例中，第一濾波器106經(jīng)配置通過(guò)第一濾波器106的輸入端口(i)回送(例如，反射)通過(guò)第一濾波器106的輸入端口(i)接收的射頻或微波信號(hào)內(nèi)的不滿足第一預(yù)定射頻或微波頻帶的射頻或微波信