CN1330097C - 一种延时匹配装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种延时匹配装置，包括：环行器、腔体延时滤波器、短路器，以及射频连接器的第一端口、第二端口、第三端口、第四端口、第五端口、第六端口；射频信号或者微波信号从环行器第一端口输入，通过环行器的作用由第二端口输出至腔体延时滤波器的第四端口，进入腔体延时滤波器，从第五端口输出至第六端口，进入短路器。该射频信号经过短路器全反射后，沿第六端口，第五端口，腔体延时滤波器，第四端口返回至第二端口输入进环行器，通过环行器的作用，由第三端口输出，其中，所述环行器是单向传输器件，具有对称性。本发明节省了延时滤波所需成本，可用于无线通讯领域的线性功放之中。

Description

一种延时匹配装置

技术领域

本发明属于无线通讯领域，尤其涉及线性功放技术领域。

背景技术

在通信中，信号从信源到信宿的传播过程中，对于多路径传播，会造成信号传播过程中的时延差异，从而造成通信质量的恶化。为了保证通信质量，需要进行延时匹配，使各路径的延时差异控制在要求范围内。

在线性功放，尤其是前馈功放，为了保证良好的对消效果，需要进行延时匹配。对于前馈线性功放，需要进行延时匹配主要有两个地方，一是主环抵消需要延时匹配，二是误差环抵消需要延时匹配。

目前实现射频延时匹配的手段有：

传输线延时匹配。电波在传输线传播的时间，就是该传输线的延时。该方式的优点是传输特性好，不存带宽的问题，经济性好；其缺点是，损耗大，体积大。它一般用于功率比较小，延时量比较小的地方，比如前馈功放的主环对消的延时匹配。

滤波器方式实现延时匹配，其优点是在同功率同延时的情况下，能够以较小的体积实现延时匹配，但其存在带宽限制的问题。目前射频频段的延时滤波器主要有三种类型：一种是射频介质滤波器，承受功率(百毫瓦级)比较小，传输特性(延时平坦度，衰减特性，相位线性)不容易做好，成本低。由于其传输特性(尤其时延时特性)不易做好，而在线性功放中，对匹配器件的延时特性，要求比较严格，一般很少使用射频介质滤波器；第二种是LC或者微带滤波器，优点是体积小，成本低，缺点承受功率(W级)比较小，损耗大。它一般用于功率比较小，延时量比较小的地方，比如前馈功放的主环对消的延时匹配；第三种是腔体延时滤波器，承受功率比较大(百W级以上)，损耗小，成本较高。它应用于功率比较大的情况下的延时匹配。

对于腔体延时滤波器，其延时量的大小与腔体滤波节数有关，节数越多，延时量越大，成本就越高。目前，对于功率容限为100W的延时滤波器，每nS约200元成本。在线性功放中一个10nS的延时滤波器其成本在2000元左右。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：使腔体延时滤波器倍增延时，降低延时滤波器延时匹配的成本。

本发明构造了一种延时匹配装置，由环行器101、腔体延时滤波器102、短路器103以及相互之间的射频连接器的第一端口1、第二端口2、第三端口3、第四端口4、第五端口5、第六端口6构成。

RF或者微波信号Pin从环行器101的第一端口1输入，通过环行器101的作用由第二端口2输出至腔体延时滤波器(102)的第四端口4，进入腔体延时滤波器102，从第五端口5输出至第六端口6，进入短路器103。该射频信号经过短路器103全反射后，沿第六端口6，第五端口5，腔体延时滤波器102，第四端口4返回至第二端口2输入进环行器(101)，通过环行器101的作用，由第三端口3口输出，即Po。其中，所述环行器(101)是单向传输器件，具有对称性

采用本发明所述装置，由于信号两次经过环行器101、腔体延时滤波器102，实现同样长的延时时间，与单纯采用腔体延时滤波器来实现相比，可以节省40％的成本。

附图说明：

图1。延时倍增装置原理框图。

具体实施方式

下面结合附图对实施本发明进行详细描述。

如图1所示，环行器101，它是一种单向传输器件。当信号从1口输入时，从2口输出，3口为隔离端；当信号从2口输入时，从3口输出，1口为隔离端；当信号从3口输入时，从1口输出，2口为隔离端。

腔体延时滤波器102。通过它能够在一定工作频段内产生一定的延时。

短路器103，能够实现射频信号短路，对从腔体延时滤波器送来的信号能够全反射回去。

1、2、3、4、5、6是射频连接器的端口。

假设端口射频连接器的延时和损耗忽略不记，那么射频信号从端口1输入至到端口3输出，产生延时的环节有：

(1)口1到端口2的环行器的节延时，设为t1

(2)入射端口4到端口5的腔体延时滤波器延时，设为T1；

(3)反射端口5到端口4的的腔体延时滤波器延时，设为T2；

(4)端口2到端口3的环行器的节延时，设为t2；

由于腔体延时滤波器的互易性，故T1＝T2，设为T；由于环行器的节的对称性，故t1＝t2，设为t。那么整个路径的延时为：

τ＝2*(T+t)

以上本发明装置的基本原理，在具体实施过程中，要求环行器工作带宽比延时滤波器的工作带宽宽。而且必须有足够的隔离度(大于20dB)。另外为保证延时滤波器的互易性，腔体滤波器中不能加单向器件，比如隔离器，环行器等。

该装置是在延时滤波器(102)的基础上增加一个环行器(101)，和一个短路器(103)以达到倍增延时的目的。

衍生方案：如果将本方案中的腔体滤波器(102)换为通用延时器件(所有的能够产生延时T的互易器件)，也能够达到倍增延时的目的。总的延时为：

τ＝2*(T+t)

下面以某2100M，30W线性功放的延时装置(该功放误差环对消需要15nS的延时匹配)为例进行成本分析，以显示该装置与等功率和等延时情况下腔体滤波器的成本优势。

采用本发明所述装置实现15nS延时，由于2100M环行器的单节延时约1.2nS，那么该装置中的延时滤波器的延时量为6.3nS，与单纯采用腔体延时滤波器来实现15nS的延时可以节省40％的成本。

单纯采用腔体延时滤波器实现15nS的延时，其成本约3000元。

而采用本发明所述装置实现15nS延时，其成本构成如下：

6.3nS腔体延时滤波器，其成本约1300元。

2100M，100W环行器的成本约为300元。

短路器的成本约为50元。

附加装联成本50元。

总成本约为1700元，比单纯采用腔体延时滤波器的成本低1300元，减低成本42％。

综上所述，采用本发明所述装置，与单纯的腔体延时滤波器相比，能够节约成本40％以上。

Claims (4)

1一种延时匹配装置，包括：腔体延时滤波器(102)，其特征是，还包括环行器(101)、短路器(103)，以及所述环行器(101)、腔体延时滤波器(102)、短路器(103)相互之间的射频连接器的第一端口(1)、第二端口(2)、第三端口(3)、第四端口(4)、第五端口(5)、第六端口(6)；

射频信号或者微波信号从环行器(101)第一端口(1)输入，通过环行器(101)的作用由第二端口(2)输出至腔体延时滤波器(102)的第四端口(4)，进入腔体延时滤波器(102)，从第五端口(5)输出至第六端口(6)，进入短路器(103)，该射频信号经过短路器(103)全反射后，沿第六端口(6)，第五端口(5)，腔体延时滤波器(102)，第四端口(4)返回至第二端口(2)输入进环行器(101)，通过环行器(101)的作用，由第三端口(3)输出；

其中，所述环行器(101)是单向传输器件，具有对称性。

2如权利要求1所述的延时匹配装置，其特征是：腔体延时滤波器(102)具有互易性。

3如权利要求1所述的延时匹配装置，其特征是：短路器(103)，实现射频信号短路，对从腔体延时滤波器送来的信号全反射回去。

4如权利要求1、或2、或3所述的延时匹配装置，其特征是：环行器(101)工作带宽比腔体延时滤波器(102)的工作带宽宽，而且必须有大于20dB的隔离度。

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