TW202316724A - 功分器 - Google Patents

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Abstract

本發明提供一種功分器包括一基板，該基板具有一輸入端、一微帶線、一短路短截線、一開路短截線、一第一輸出端以及一第二輸出端，該微帶線之一端與該輸入端電性連接，該短路短截線之一端與該微帶線電性連接，該第一輸出端與該微帶線之另一端以及該開路短截線電性連接，該第二輸出端與該微帶線之另一端電性連接，透過在該第一輸出端之該開路短截線之阻抗匹配，使得該第二輸出端之輻射電場範圍縮小，並在電磁波訊號700MHz之寬頻寬下，進行帶斜率衰減，如此，在寬頻寬下，不須透過調整天線增益，仍可達到降低天線之輻射電場。

Description

功分器
本發明涉及一種功分器饋電網路，尤指一種功分器。
隨著基站天線之多頻化、小型化以及複雜化，透過功分器饋電網路，以因應超寬頻基站之天線之局部子頻段內産生水平面波束寬度（Horizontal Beamwidth, HPBW）。
現有之功分器饋電網路主要分爲等功分比功分器饋電網路以及不等功分比功分器饋電網路，該等功分比功分器饋電網路包括一輸入端、一微帶線、一短路短截線帶線以及多個輸出端，該輸入端透過該微帶線電性連接到該等輸出端，該短路短截線帶線設置在靠近該等輸出端彼此之中間，且與該微帶線電性連接，該微帶線分別與該等輸出端之間是相同尺寸，以使該輸入端分別與該等輸出端之間具有相同之阻抗匹配，使得該輸入端分別與該等輸出端之電壓駐波比（Voltage Standing Wave Ratio, VSWR）是相同。
而該不等分功分比功分器饋電網路之該微帶線分別與該等輸出端之間的尺寸是不同，以使該輸入端分別與該等輸出端之間具有不同之阻抗匹配，使得該輸入端分別與該等輸出端之該電壓駐波比是不同。
然而，現有技術之功分器饋電網路且只能在窄頻寬內傳輸無線訊號，且該功分器在不同頻率下之功分比是非線性衰減，如果在輻射單元數量少之天線陣列中使用，則將降低了天線之增益，影響天線之輻射性能。
因此，現有技術確實有待進一步提供更佳改良方案之必要性。
有鑒於上述現有技術之不足，本發明主要目的在於提供一種功分器，透過在其中一側進行阻抗匹配，以在寬頻寬中不須調整天線增益，仍可達到降低天線之輻射電場。
為達成上述目的所採取之主要技術手段係令前述功分器包括: 一基板，其具有: 一輸入端； 一微帶線，其一端與該輸入端電性連接； 一短路短截線，其一端與該微帶線電性連接； 一開路短截線； 一第一輸出端，其與該微帶線之另一端以及該開路短截線電性連接；以及 一第二輸出端，其與該微帶線之另一端電性連接。
較佳的，該短路短截線與該開路短截線設置在鄰近該微帶線且在該開路短截線之內側。
較佳的，該短路短截線設置在該開路短截線之內側且靠近該微帶線。
較佳的，該開路短截線設置在該第一輸出端以及該第二輸出端之間。
較佳的，該開路短截線從該第一輸出端遠離該微帶線延伸，且在靠近該第一輸出端進行彎折，以形成第一彎折，在形成該第一彎折朝向該第二輸出端延伸，在靠近該第二輸出端進行彎折，以形成第二彎折，該第一彎折與該第二彎折是呈S型，在形成該第二彎折朝向該第一輸出端延伸，在靠近該第一彎折進行彎折，以形成第三彎折，該第二彎折與該第三彎折是呈S型，在形成該第三彎折朝向該第二輸出端延伸且不超過該第二彎折。
較佳的，該開路短截線之線徑寬度小於該短路短截線之線徑寬度。
較佳的，該微帶線包括: 一輸入線段，其一端與該輸入端電性連接； 一第一輸出線段，其一端與該輸入線段之另一端電性連接且該第一輸出線段之另一端與該第一輸出端電性連接；以及 一第二輸出線段，其一端與該輸入線段之另一端電性連接且該第二輸出線段之另一端與該第二輸出端電性連接。
較佳的，該第一輸出線段之線徑寬度大於等於該第二輸出線段之線徑寬度。
較佳的，該開路短截線之阻抗是90~140歐姆。
較佳的，該第三彎折於該微帶線上之垂直投影不超過該第一彎折於該微帶線上之垂直投影。
透過上述構造，透過該開路短截線14設置在該第一輸出端，以使該第二輸出端之電磁波訊號可從700MHz之寬頻寬，使得功分比在700-960MHz帶有斜率之線性衰減，以在不須調整天線增益之情况下，達到降低天線之輻射電場之目的。
關於本發明之功分器之較佳實施例，如圖1所示，該功分器包括一基板10，該基板10上具有一輸入端11、一微帶線（Microstrip）12、一短路短截線13、一開路短截線14、一第一輸出端15以及一第二輸出端16，該輸入端11透過該微帶線12分別與該第一輸出端15以及該第二輸出端16電性連接，該短路短截線13與該微帶線12電性連接，而該開路短截線14設置在該第一輸出端15並與該第一輸出端15電性連接。在本實施例中，該基板10是印刷電路板（Printed Circuit Board, PCB），該微帶線12是偶極子天線結構，且傳輸之電磁波訊號之頻率是在617MHz~960MHz，該短路短截線13與該偶極子天線之訊號輸出側之中間點電性連接，且該短路短截線13與該偶極子天線之訊號輸入側是相對側，該短路短截線13以及該開路短截線14是微帶線結構，透過該開路短截線14設置在該第一輸出端15，以使該第二輸出端16之輻射電場範圍縮小，並可從700MHz衰減。
詳細來說，在該基板10上設置該輸入端11、該第一輸出端15以及該第二輸出端16，該微帶線12從該輸入端11朝向該第一輸出端15以及該第二輸出端16延伸，並在該第一輸出端15以及該第二輸出端16之間的該中間點進行分岐，以形成該偶極子天線，該短路短截線13從該微帶線12之該中間點遠離該微帶線12且朝外延伸，該開路短截線14從該第一輸出端15遠離該微帶線12且朝外延伸。
在本實施例中，如圖2所示，該微帶線12具有一輸入線段120、第一輸出線段121以及第二輸出線段122，該輸入線段120之一端與該輸入端11電性連接，該輸入線段120之另一端與該第一輸出線段121之一端以及該第二輸出線段122之一端電性連接，該第一輸出線段121之另一端與該第一輸出端15電性連接，而該第二輸出線段122之另一端與該第二輸出端16電性連接。
在本實施例中，該輸入線段120之線徑寬度在靠近該輸入端11朝向該第一輸出端15以及該第二輸出端16之線段由小漸漸擴大，該第一輸出線段121以及該第二輸出線段122之線徑寬度小於該輸入線段120之最大線段之線徑寬度。
在本實施例中，該第一輸出線段121之線徑寬度大於等於該第二輸出線段122之線徑寬度。
在本實施例中，該短路短截線13與該開路短截線14設置在遠離該微帶線12之同側。
在本實施例中，該短路短截線13設置在鄰近該微帶線12且在該開路短截線14之內側。
在本實施例中，該短路短截線13遠離該微帶線12朝向該開路短截線14延伸，在靠近該中間點進行彎折，以形成第一短路短截線彎折，該短路短截線13在透過該第一短路短截線彎折以後，朝向該第一輸出端15延伸，並在靠近該第一輸出端15處進行彎折，以形成第二短路短截線彎折，接著，該短路短截線13繼續朝向該開路短截線14延伸，在鄰近該開路短截線14處進行彎折，以形成第三短路短截線彎折，該短路短截線13在透過該第三短路短截線彎折以後，朝向該第二輸出端16延伸，接著，該短路短截線13在靠近該第二輸出端16處進行彎折，以形成第四短路短截線彎折，該第四短路短截線彎折是朝內彎折（即朝向該第二輸出線段122），以使該短路短截線13是呈C型，該短路短截線13之C型開口鄰近該第二輸出線段122。在本實施例中，該短路短截線13之延伸線段與該第一輸出線段121以及該第二輸出線段122是呈平行。
在本實施例中，該開路短截線14設置在該第一輸出端15以及該第二輸出端16之間，該開路短截線14從該第一輸出端15遠離該微帶線12延伸，並在靠近該第一輸出端15進行彎折，以形成第一彎折，該開路短截線14在透過該第一彎折以後，朝向該第二輸出端16延伸，在靠近該第二輸出端16進行彎折，以形成第二彎折，該第一彎折與該第二彎折是呈S型，該開路短截線14在透過該第二彎折以後，朝向該第一輸出端15延伸，在靠近該第一彎折處進行彎折，以形成第三彎折，該第二彎折與該第三彎折是呈S型，該開路短截線14在透過該第三彎折以後，朝向該第二輸出端16延伸且不超過該第二彎折，透過該第一彎折、該第二彎折以及該第三彎折，以使該開路短截線14是呈S型。在本實施例中，該開路短截線14之延伸線段與該第一輸出線段121以及該第二輸出線段122是呈平行，該第三彎折於該微帶線上之垂直投影不超過該第一彎折於該微帶線上之垂直投影。
在本實施例中，該短路短截線13之線徑寬度小於該第二輸出線段122之線徑寬度，而該開路短截線14之線徑寬度小於該短路短截線13之線徑寬度。
本實施例中，該開路短截線之阻抗是90-140歐姆。
舉例來說，該基板10之厚度是0.762mm，介電常數是2.98，該開路短截線14之線徑寬度是0.25mm，根據波長公式及微帶線計算公式如下，
Figure 02_image001
Figure 02_image003
；
Figure 02_image005
；
Figure 02_image007
；
Figure 02_image009
上式中
Figure 02_image011
表示介質中微帶線之特性阻抗；
Figure 02_image013
表示空氣微帶線之特性阻抗；
Figure 02_image015
表示基板之厚度；
Figure 02_image017
表示微帶線之線徑寬度；
Figure 02_image019
表示微帶線之形狀比；
Figure 02_image021
表示有效介電常數；
Figure 02_image023
表示基材之介電常數，得到該開路短截線14之阻抗
Figure 02_image011
是130歐姆（Ω）。
在本實施例中，該基板10還包括多個饋電夾17，該等饋電夾17是呈C型，C型之頂面具有一頂面凹槽，該等饋電夾17之C型開口與該基板10進行結合，以使該等饋電夾17之該頂面以及底面分別在該基板10之頂面以及底面，該頂面凹槽容置饋電接頭，該饋電接頭對應與該輸入端11、該第一輸出端15以及該第二輸出端16電性連接，透過該饋電接頭與外部電源進行電性連接，以將該外部電源之電源訊號輸入到該微帶線12以及從該微帶線12輸出到該第一輸出端15以及該第二輸出端16。
在本實施例中，該功分器更包括多個饋電接頭18，該等饋電接頭18分別與該輸入端11、該第一輸出端15以及該第二輸出端16電性連接，該等饋電接頭18分別安裝在該饋電夾17之該頂面凹槽，該等饋電接頭18與外部電源訊號電性連接。
綜上所述，透過該開路短截線14設置在該第一輸出端，以使該第二輸出端之電磁波訊號可從700MHz之寬頻寬，使得功分比在700-960MHz帶有斜率之線性衰減，以在不須調整天線增益之情况下，達到降低天線之輻射電場之目的。
10:基板 11:輸入端 12:微帶線 120:輸入線段 121:第一輸出線段 122:第二輸出線段 13:短路短截線 14:開路短截線 15:第一輸出端 16:第二輸出端 17:饋電夾 18:饋電接頭
圖1是本發明之功分器之側視結構圖；以及 圖2是本發明之功分器之俯視結構圖。
10:基板
11:輸入端
12:微帶線
13:短路短截線
14:開路短截線
15:第一輸出端
16:第二輸出端
17:饋電夾
18:饋電接頭

Claims (10)

  1. 一種功分器，其包括： 一基板，其具有: 一輸入端； 一微帶線，其一端與該輸入端電性連接； 一短路短截線，其一端與該微帶線電性連接； 一開路短截線； 一第一輸出端，其與該微帶線之另一端以及該開路短截線電性連接；以及 一第二輸出端，其與該微帶線之另一端電性連接。
  2. 如請求項1所述之功分器，其中，該短路短截線與該開路短截線設置在遠離該微帶線之同側。
  3. 如請求項2所述之功分器，其中，該短路短截線設置在鄰近該微帶線且在該開路短截線之內側。
  4. 如請求項3所述之功分器，其中，該開路短截線設置在該第一輸出端以及該第二輸出端之間。
  5. 如請求項4所述之功分器，其中，該開路短截線從該第一輸出端遠離微帶線延伸，且在靠近該第一輸出端進行彎折，以形成一第一彎折，在形成該第一彎折朝向該第二輸出端延伸，在靠近該第二輸出端進行彎折，以形成一第二彎折，該第一彎折與該第二彎折是呈S型，在形成該第二彎折朝向該第一輸出端延伸，在靠近該第一彎折進行彎折，以形成一第三彎折，該第二彎折與該第三彎折是呈S型，在形成該第三彎折朝向該第二輸出端延伸且不超過該第二彎折。
  6. 如請求項5所述之功分器，其中，該開路短截線之線徑寬度小於該短路短截線之一線徑寬度。
  7. 如請求項6所述之功分器，其中，該微帶線包括: 一輸入線段，其一端與該輸入端電性連接； 一第一輸出線段，其一端與該輸入線段之另一端電性連接且該第一輸出線段之另一端與該第一輸出端電性連接；以及 一第二輸出線段，其一端與該輸入線段之另一端電性連接且該第二輸出線段之另一端與該第二輸出端電性連接。
  8. 如請求項7所述之功分器，其中，該第一輸出線段之線徑寬度大於等於該第二輸出線段之一線徑寬度。
  9. 如請求項1所述之功分器，其中，該開路短截線之阻抗是90~140歐姆。
  10. 如請求項5所述之功分器，其中，該第三彎折於該微帶線上之一垂直投影不超過該第一彎折於該微帶線上之該垂直投影。
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