[发明专利]一种小型化高隔离车载射频信号分离器

说明书

本发明公开一种小型化高隔离车载射频信号分离器，所述信号分离器由两个相同尺寸的上层介质基板(4)和下层介质基板(5)堆叠组成；所述上层介质基板(4)的上表面涂敷上隔离金属层(6)，所述下层介质基板(5)的下表面涂敷下隔离金属层(8)，上层介质基板(4)和下层介质基板(5)之间为一几何形状的信号金属层(7)；该信号分离器包括三个端口，分别是低频输出端口(1)、输入端口(2)、以及高频输出端口(3)。利用本发明的结构，可以实现了不同工作频段的信号传输与分离功能，信号分离器可以应用于工作在不同频段的车载射频通信系统，且具有隔离度高、小型化、制作简单、成本低等优点。

技术领域

本发明是一种应用于汽车通信系统的射频信号分离器实现方法，属于汽车射频技术领域。

背景技术

目前在无线通信、射频以及车辆交通等领域，多频率工作越来越普遍，频谱资源日益紧张，因此对不同频段隔离的要求随之相应提高。对于工作在射频频段的信号分离器，其性能的优劣会直接影响整个车载系统的通信质量。因此，设计出高隔离度、高稳定性、小体积的信号分离器成为汽车射频技术的关键环节。

信号分离器又称双工器、天线共用器，是一种特殊的双向三端口无源器件。其中的两个端口分别发射或接收工作在两个频段的信号，并通过第三个端口接收或发射包含两个频率的整合信号。设计指标包括通带范围、插入损耗、回波损耗以及阻带抑制等，具体电路结构可以等效为集总参数的电容、电感元件。通过设计满足相应指标的滤波器，实现两个射频频段信号分离的功能，保证不同频段的车载射频通信系统独立、稳定工作，信号之间互不影响。已有的信号分离器大多是窄带设计，只能整合两个或多个窄带的信号，且绝大多数采用波导或微带线结构，波导结构导致信号分离器体积较大，不易集成，而微带线结构导致信号分离器性能受周围电路和整体结构的影响较大。因此，基于波导或微带线结构的信号分离提均不适用于车载应用。

本发明提出的一种小型化高隔离车载射频信号分离器采用带状线技术，并采用低通滤波通道和带通滤波通道相结合，可以实现2G/3G/4G/LTE等无线通信频段的信号和V2X车联网频段的信号的分离，其带内插损小于0.7dB，带内反射系数小于-14dB，两个输出端口之间的带内隔离高于55dB，且具有紧凑的体积。

发明内容

技术问题：本发明的目的是解决目前车载射频信号在LT2G/3G/4G/LTE等无线通信频段与V2X车联网频段的稳定传输和分离。提供一种隔离度高、体积小、模块化、便于批量生产的信号分离器，促进汽车射频领域的发展和进步，并可应用于汽车通信系统等相关领域。

技术方案：本发明的一种小型化高隔离车载射频信号分离器由两个相同尺寸的上层介质基板和下层介质基板堆叠组成；所述上层介质基板的上表面涂敷上隔离金属层，所述下层介质基板的下表面涂敷下隔离金属层，上层介质基板和下层介质基板之间为一几何形状的信号金属层；该信号分离器包括三个端口，分别是低频输出端口、输入端口、以及高频输出端口。

所述信号金属层包括：与输入端口连接的输入端口处连接微带线、与低频输出端口连接的低通输出端口处连接微带线、与高频输出端口连接的高频输出端口处连接微带线、在输入端口处连接微带线与低通输出端口处连接微带线之间的直角角削弯折结构和加载开路截线的低通滤波器，在输入端口处连接微带线与高频输出端口处连接微带线之间的加载级联耦合开口谐振环的带通滤波器。

所述加载开路截线的低通滤波器包括第一开路截线、第二开路截线、第三开路截线，该三段开路截线之间互相平行、长短粗细各不相同，垂直连接至低通输出端口处连接微带线。

所述开路截线的数量大于等于1，且数量随带宽的增宽和通带边缘矩形系数的增大而增加。