合路器设计

开窗宽度：
DCS PHS WLAN K12 24 10 21 K23 20 10 16.5 K34 18 10 16.5 K45 18 10 21 K46 18 K67 18 K78 18 K89 20 K910 24 仿真方法见我以前的资料
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10.00
0.00 1 .6 0 1.50 1 .7 0 F re q [GH z] 1.60 1 .8 0
0.00 1.80 2 .0 02.40 1.570 1.0 2.50 Freq [G H z] F re q [GH z] 1.60 1.80 2.00 2.60 1.70 1.90 2.70 [G H z] Freq 1.80 2.00 2.80 1.90
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合路器设计 腔体尺寸确定：
考虑使用一种谐振柱尺寸 兼顾3个频段经过调整使用 24X24X25 腔体，使用直 径8X20 谐振柱。使用M4 的耦合和频率的调谐螺钉 通过参数扫描，频率覆盖 3个频 段，并且销钉余量充足，因为抽 头会抬高谐振频率，致使输入输 出销钉需要调整较深，所以低频 段销钉必须有继续向下调整的余 量。
设计带 宽 110 delay 4.39 7.56 13.53 15.12 17.92
1797.5 105
耦合参数 Qe K12 K23 K34 K45 K56 K67 K78 K89 K910 Qe 13.42977
耦合参数
耦合参数 16.89653
抽头 in 4.5
57.95855 6(5.5) 0.013149 0.009112 0.009112 0.013149 57.95855
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合路器设计
腔体数量确定：
使用Filter Solutions V10 进行滤波器节数确定， 找到符合性能要求的节数 DCS 10 节 PHS 5 节 Wlan 5节
考虑可以使用交叉耦合改善隔离隔 离指标设计余量不用太大，实际达 到这个指标如果使用交叉耦合 在 DCS 频段8节就可以达到要求，但 是因为增加调试难度和IM3影响决 定最多使用1处交叉耦合
0.045104 0.031255 0.031255 0.045104 16.89653
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合路器设计 合路器调试-抽头位置调整
装配合路器，按照仿真尺寸进行抽头位置焊接，装配。盖板螺钉不用 全部装上，只用把有抽头的几个腔体盖板螺钉装上即可，螺钉千万装 紧。网络分析仪置于 Group Delay ，进行测试。Marker 于每频段中心频 率。网络分析仪校准要选择相应的 cal kit 并且不允许使用转接头校准完 再卸掉转接头方法校准使用。校准完毕后 圆图上面的开路点越集中越 好。测试每中心频率的延时，调整频率销钉，从低频开始让谐振点正 确，读出延时，比对目标延时，如有偏差进行进行抽头位置调整。每 一次的延时进行记录几次对比知道找到最好的抽头位置。因为延时和 抽头线的形状有关，所以每次尽量让抽头线形状保持一致。 下表是我使用的记录延时的表格，调试时打印一张。
DCS 抽头高度 6.5
Wlan 抽头高度 4
PHS 抽头高度 1.6
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合路器设计 Q 公共端Q
公共端不能使用参数扫描方法确定 Q，使用优化太慢，可以根据 规律 ，抽头位置越靠上延迟越小， Q也越小的原则进行调整我感 觉也不是很困难，如果使用自动优化，因为谐振频率会变化，所 以我不知道怎样设置优化目标。
19.32 Qe 33.26 K12 59.55 K23 66.52 K34 78.87 K45 Qe
0.056297 0.037819 0.034467 0.033413 0.033148 0.033413 0.034467 0.037819 0.056297 13.42977
50.00
m4 m5
40.00
Qu [Hz]
30.00
20.00
m1 m5
10.00
0.00 1.60 1.80 2.00 Freq [GHz] 2.20 2.40 2.60
DCS 15
PHS 6
Wlan 4.5
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合路器设计
现在合路器的所有设计参数已经全部确定，其实在仿真抽头 前就可以出图进行机加工了节省时间。
不进行综合仿真是因为仿真太慢，需要调整的参数太多，比 起来还没有直接调整来的快。
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合路器设计
合路器调试 1.计算延时列表，帮助调试
起始频率 结束频率 1745 1850 中心频 率 抽头 in 15(14. 5) out 6.5 带 宽 设计带 宽 110 delay 4.76 Qe 8.32 K12 15.30 K23 18.34 K34 26.51 K45 28.52 Qe 37.55 38.08 46.72 42.40 起始频 率 1900 结束频率 1920
合路器设计 合路器布局设计：
考虑PHS 和 DCS 容易因为盖板不紧引起隔离 度降低，把它们没有相邻安排，考虑接头太 近安装不易，所以Wlan 和 PHS 接头位置没有 在腔体中间
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合路器设计 抽头位置确定：
使用反射延时方法确定抽头位置（仿真请使用 hfss V11 进行，因为我发现使用延时方法确定抽头位置 v10 不准确，使用PLM负载方法 v10 准确v11 不准）仿真的时候要调整谐振中心频率和设计中心频率基本相等， Q 和 频率有关。
根据Qe 和K 与反射延时关系制作 Exce 表格，但让 也可以计算处延时，我是用 Excel 输入公式计算的
中心频率 1910 抽头 in
带宽 20 out 1.6
设计带宽 25 delay
起始频率 结束频率 2400 2500
中心 频率 2450
带宽 110 out 4
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合路器设计 耦合系数确定：
耦合系数使用查表法得到，因为即 使加入交叉耦合耦合系数在 Chebychev 基础上改变不大，所以 直接使用Chebychev 耦合系数进行 设计，当然也可以通过建模优化的 到耦合系数再进行设计，因为设计 任务时间短，没有这么作 兼顾高低频使用相同的腔体间隔，和较大 的窗口尺寸（使用 R5 铣刀加工不用换 刀，即开窗最小 10mm，最大 24mm）对 最大和最小的耦合系数仿真决定使用 28mm 腔体间隔，耦合销钉调整到中间可 以涵盖所有耦合系数。确定基本尺寸时， 可以不考虑频率的影响，通过仿真发现， 耦合系数随着频率的基本不变化。
频段 DCS 中心频率 1797.5 高度 Delay 高度 Delay 高度 Delay IN 1 OUT IN 2 OUT IN 3 OUT
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合路器设计 Q 公共端Q 仿真结果
Ansoft Corporation
60.00
Name m1 X 2.4520 1.9290 1.7700 Y 15.8352 59.1773 14.2874 m4 Curve In fo Qu Setup1 : Sw
XY Plot 1HFSSDesign1PHS1910
WLAN
2450
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合路器设计 合路器调试-整体调试
抽头位置调整好之后即可进行整体调试
调试前确定盖板上所有的螺钉都已经拧紧，谐振柱固定螺钉都已经拧 紧。否则调试将会是噩梦。按照延时进行调整先从低频开始然后 phs wlan。 延时从非公共端开始，把第一个频率销钉和第一个耦合销钉旋入，调 整第一耦合销钉于 1/2 腔深，调整第一频率销钉让谐振于中心频率。旋 入第二耦合销钉 1/2腔深和第二频率销钉，调整第二频率销钉让出现图 1 波形，调整第二谐振销钉让图形对称于中心频率然后调整耦合销钉 让中心延时为目标延时之间会有频率偏移，及时纠正。关键波形一定 要关于中心频率尽可能对称，调整可以追溯前一个频率销钉即可不可 追溯前一个耦合销钉。依次出现如右图波形。调整到中间后可以从另 一端进行从头调。中间会有一个没法调，可以不调整，置网络分析仪 为传输状态测试 s21，让波行最好即可。
HF SSDesign1
HFSSDes ig n1
Curve Inf o Qu Setup1 :Sw eep1 m6
12.7226
m6 16.00 50.00 14.00
Name m6
12.00
Curve Info X Y Qu 1.9080 Setup1822 eep1 58.0 : Sw
50.00
1 图1
公共端要让 3个频段都处于谐振状态开始从低频开始调。
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合路器设计 合路器调试-整体调试 延时调整完毕后接上网络分析仪的另一个端口，进行传输调整。 1通道 为驻波，2通道为传输。驻波估计基本到2.5一下了。调整频率销钉，让 传输波形关于中心频率对称。尽可能的对称。调整耦合销钉让波形光滑。 记住先进行频率调整，只有频率不偏移，调整才有意义。反复调整知道 达到要求。
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合路器设计 Q 非公共端Q
A nsoft C orporation Name X
14.00 m6 1.7750 Y
Qu
m6 Curve Inf o Qu Setup1 : Sw eep1
Ans oft Corporatio nCorporation Ansof Qu t
18.00 60.00
m6
10.00 12.00 8.00 Qu [H z] 40.00 40.00
Qu [H z]
10.00 Qu [H z] 30.00 Qu [H z] 1.60 1.90 30.00
6.00
8.00 20.00 20.00
6.00 4.00 4.00
10.00 2.00 2.00 0.00 0.00 1.50 1.70 1 .9 0 2.30 Freq [GH z]
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合路器设计 合路器调试-性能优化
在调整完毕后发现隔离不理想， DCS达不到设计目标，相差不足 10dB。考虑加入交叉耦合，因为 对称交叉耦合容易实现决定加入 对称交叉耦合。
在箭头位置铣下7mm宽5的槽。使用5d 电缆做交叉耦合镇子入下图形状。介质 正好卡在开槽中，使用胶水固定。经过 几次调整，让零点落在1900 频点上确定 交叉镇子长度为18mm
合路器设计
设计目标： 设计新联通使用 DCS PHS WLan 合路器 性能指标：
性能 驻波 插损 @PHS 隔离 @Wlan 1745 <=1.3 >=-1.5 dBm <-75 <-90 @DCS BS Tx @DCS BS Rx @Wlan DCS 1850 1900 <=1.3 >=-1.5 dBm <-85 <-50 <-90 @PHS @DCS PHS 1920 2400 <=1.3 >=-0.8dBm <-90 <-90 Wlan 2500
5d 介质 5d 芯线
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合路器设计 最终测试
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HF SSDes ign1
Ansoft Corporation
60.00
Curve Qu Inf o 1 XY PlotHFSSDesign1 Qu Setup1 :Sw eep1 Name X 1.9080 Y 58.0822 m6
Curve Inf o Qu Qu Setup1 :Sw eep1