一種寬頻帶小型化定向耦合器的製造方法
2023-10-24 03:35:57
專利名稱:一種寬頻帶小型化定向耦合器的製造方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種寬頻帶小型化定向耦合器，包括主傳輸線，主傳輸線的兩個埠分別為所述定向耦合器的輸入口、直通口，還包括幅度均衡網絡Ⅰ、隔離電阻器Ⅰ、與主傳輸線耦合的副傳輸線Ⅰ，主傳輸線與副傳輸線Ⅰ構成耦合微帶線Ⅰ，其中幅度均衡網絡Ⅰ的一端與耦合微帶線Ⅰ的耦合端相連，另一端為所述定向耦合器的耦合口，隔離電阻器Ⅰ的一端與耦合微帶線Ⅰ的隔離端相連，另一端接地。本實用新型的寬頻帶小型化定向耦合器，工作頻帶寬、尺寸小、製造工藝簡單、生產成本低。
【專利說明】一種寬頻帶小型化定向耦合器
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及射頻電路設計領域，特別涉及一種寬頻帶小型化定向耦合器。
【背景技術】
[0002]定向耦合器是射頻系統中廣泛應用的一種射頻器件，它的本質是將射頻信號按一定的比例進行功率分配，將主傳輸線中傳輸的射頻信號耦合出一部分，用於功率檢測。定向耦合器一般為四埠網絡，第一埠為輸入端、第二埠為直通端，第一埠與第二埠之間的傳輸線為主傳輸線；另一傳輸線為副傳輸線(即耦合線)，副傳輸線中與第一埠相鄰的埠為耦合端，另外的一個埠則為隔離端。
[0003]定向耦合器的技術指標主要有耦合度、工作帶寬、插入損耗、耦合度的平坦度及方向性。現有技術存在以下不足:第一、傳統的雙孔磁環繞線的方式，功率容量相對較小，通大功率時會產生一定的非線性，產生幹擾信號，影響通信效果；第二、採用λ/4傳輸線耦合器的方式，必須採用多階級聯才能實現寬頻帶使用，在VHF/UHF頻段使用時，工作波長較長，加上階數多，插損與尺寸均較大。
實用新型內容
[0004]本實用新型的目的在於克服現有技術的缺點與不足，提供一種寬頻帶小型化定向親合器。
[0005]本實用新型的目的通過以下的技術方案實現:
[0006]一種寬頻帶小型化定向耦合器，包括主傳輸線，主傳輸線的兩個埠分別為所述定向耦合器的輸入口、直通口，還包括幅度均衡網絡1、隔離電阻器1、與主傳輸線耦合的副傳輸線I，主傳輸線與副傳輸線I構成耦合微帶線I，其中幅度均衡網絡I的一端與耦合微帶線I的耦合端相連，另一端為所述定向耦合器的耦合口，隔離電阻器I的一端與耦合微帶線I的隔離端相連，另一端接地。
[0007]所述的幅度均衡網絡I為具有每倍頻程衰減6dB傳輸特性的均衡網絡。
[0008]所述的幅度均衡網絡I，包含電阻器Rl、R2、R3，以及電感器LI，其中R2、R3並聯連接至所述定向耦合器的耦合口，R2的另一端接地，R3的另一端與Rl並聯連接至電感LI，Rl的另一端接地，LI的另一端與耦合微帶線I的耦合端相連。
[0009]所述的寬頻帶小型化定向耦合器，還包括幅度均衡網絡I1、隔離電阻器I1、與主傳輸線耦合的副傳輸線II，主傳輸線與副傳輸線II構成耦合微帶線II，其中幅度均衡網絡II的一端與耦合微帶線II的耦合端相連，另一端為所述定向耦合器的耦合口，隔離電阻器II的一端與耦合微帶線II的隔離端相連，另一端接地；所述的幅度均衡網絡1、副傳輸線1、隔離電阻器I與幅度均衡網絡I1、副傳輸線I1、隔離電阻器II呈鏡面對稱排列在主傳輸線的垂直線的兩側。本實用新型的寬頻帶小型化定向耦合器，實現雙定向，可同時對正反方向的信號進行採樣，並且正、反向採樣各自獨立工作，正反向隔離度大於20dB。
[0010]所述的幅度均衡網絡II為具有每倍頻程衰減6dB傳輸特性的均衡網絡。
[0011]所述的幅度均衡網絡II，包含電阻器R5、R6、R7，以及電感器L2，其中R6、R7並聯連接至所述定向耦合器的耦合口，R6的另一端接地，R7的另一端與R5並聯連接至電感L2，R5的另一端接地，L2的另一端與耦合微帶線II的耦合端相連。
[0012]本實用新型與現有技術相比，具有如下優點和有益效果:
[0013]1、本實用新型所述的寬頻帶小型化定向耦合器不需採用多級級聯，即可實現寬頻帶使用，且插損小，在VHF/UHF頻段跨倍頻程使用可實現耦合平坦度不大於±0.3dB，插損小於0.2dBo
[0014]2、本實用新型所述的寬頻帶小型化定向耦合器尺寸小、生產工藝簡單、成本較低，採用耦合微帶線和幅度均衡網絡實現，大幅度縮小耦合器的尺寸，同時耦合器採用PCB布板印刷電路，器件採用貼裝，生產工藝簡單、成本較低。
【附圖說明】
[0015]圖1為本實用新型所述的一種寬頻帶雙定向耦合器。
【具體實施方式】
[0016]下面結合實施例及附圖對本實用新型作進一步詳細的描述，但本實用新型的實施方式不限於此。
[0017]如圖1，一種寬頻帶小型化定向耦合器，包括主傳輸線，主傳輸線的兩個埠分別為所述定向耦合器的輸入口、直通口，還包括幅度均衡網絡1、隔離電阻器1、與主傳輸線耦合的副傳輸線I，主傳輸線與副傳輸線I構成耦合微帶線I，其中幅度均衡網絡I的一端與耦合微帶線I的耦合端相連，另一端為所述定向耦合器的耦合口，隔離電阻器I的一端與耦合微帶線I的隔離端相連，另一端接地；
[0018]所述的寬頻帶小型化定向耦合器，還包括幅度均衡網絡I1、隔離電阻器I1、與主傳輸線耦合的副傳輸線II，主傳輸線與副傳輸線II構成耦合微帶線II，其中幅度均衡網絡II的一端與耦合微帶線II的耦合端相連，另一端為所述定向耦合器的耦合口，隔離電阻器II的一端與耦合微帶線II的隔離端相連，另一端接地；所述的幅度均衡網絡1、副傳輸線1、隔離電阻器I與幅度均衡網絡I1、副傳輸線I1、隔離電阻器II呈鏡面對稱排列在主傳輸線的垂直線的兩側；
[0019]所述的幅度均衡網絡I，包含電阻器Rl、R2、R3，以及電感器LI，其中R2、R3並聯連接至所述定向耦合器的耦合口，R2的另一端接地，R3的另一端與Rl並聯連接至電感LI，Rl的另一端接地，LI的另一端與耦合微帶線I的耦合端相連；
[0020]所述的幅度均衡網絡II，包含電阻器R5、R6、R7，以及電感器L2，其中R6、R7並聯連接至所述定向耦合器的耦合口，R6的另一端接地，R7的另一端與R5並聯連接至電感L2，R5的另一端接地，L2的另一端與耦合微帶線II的耦合端相連；
[0021]所述的隔離電阻器I為R4，隔離電阻器II為R8。
[0022]其具體工作過程如下所示:
[0023]如圖1，電阻器町、1?2、1?5、1?6取值120 Ω，電阻器R 4、R 8取值60 Ω (採用兩隻阻值均為120 Ω的電阻器並聯得到)，電感器L1、L2取值82nH，在225MHz?512MHz工作頻段範圍內，定向親合器親合度為48.8dB，平坦度不大於±0.3dB，方向性大於20dB，雙定向親合器的整體結構尺寸僅為38mmX20mmX2mmo
[0024]如圖1，我們定義信號從Portl輸入向Port2傳輸的方向為正向，信號從Port2輸入向Portl傳輸的方向為反向。對於正向單定向親合器而言，Portl為輸入口，Port2為直通口，Port3為耦合口，隔離端與電阻器R4連接，調整R4的阻值可以使正向單定向耦合器獲得較好的方向性；對於反向單定向耦合器而言，Port2為輸入口，Portl為直通口，Port4為耦合口，隔離端與R8連接，調整R8的阻值可以使反向單定向耦合器獲得較好的方向性，其中電阻器R4和R8的電阻值相同。
[0025]在實際使用中，Portl與大功率寬帶線性射頻功放的射頻輸出口連接，Port2與天線的射頻輸入口連接。正向單定向耦合器的採樣機理如下:當射頻功放輸出的大功率射頻信號從Portl輸入沿著微帶主傳輸線向Port2傳輸時，微帶副傳輸線通過耦合縫隙從微帶主傳輸線耦合出一部分信號能量送至均衡網絡，當耦合區的長度小於工作波長的十分之一時，被耦合出來的信號其幅頻特性曲線將按每倍頻程增加6dB的規律變化；通過合理配置均衡網絡中電感器LI的電感值、電阻器R1、R2和R3的電阻值，可以使均衡網絡的傳輸特性曲線按每倍頻程衰減量增加6dB的規律變化；電感器LI主要用於調節正向單定向耦合器的中心頻率，電感值增加，中心頻率將隨之降低。由電阻器Rl、R2和R3構成的Π型衰減網絡主要用於調節正向單定向親合器的親合度，當衰減網絡的衰減值增大，正向單定向親合器的耦合度增加，同時該衰減網絡也用於調節正向耦合口 Port3的埠阻抗匹配。
[0026]當天線口由於阻抗失配產生反射時，反射信號從Port2輸入沿著微帶主傳輸線向Portl傳輸，反向單定向親合器的採樣機理與上述正向單定向親合器的採樣機理相同，其中，L2用於調節反向單定向耦合器的中心頻率，由電阻器R5、R6和R7構成的Π型衰減網絡主要用於調節反向單定向耦合器的耦合度和反向耦合口 Port4的埠阻抗匹配。其中電阻器R5、R6、R1和R2的電阻值相同，電阻器R4和R8的電阻值相同，電阻器R7和R3的電阻值相同，電感器L2和LI的電感值相同，反向單定向耦合器與正向單定向耦合器的耦合度、隔離度等指標相同。
[0027]正向單定向耦合器和反向單定向耦合器直接連接後即構成雙定向耦合器，可同時對正向信號和反向信號進行採樣。
[0028]上述實施例為本實用新型較佳的實施方式，但本實用新型的實施方式並不受上述實施例的限制，其他的任何未背離本實用新型的精神實質與原理下所作的改變、修飾、替代、組合、簡化，均應為等效的置換方式，都包含在本實用新型的保護範圍之內。
【權利要求】
1.一種寬頻帶小型化定向耦合器，其特徵在於:包括主傳輸線，主傳輸線的兩個埠分別為所述定向耦合器的輸入口、直通口，還包括幅度均衡網絡1、隔離電阻器1、與主傳輸線耦合的副傳輸線I，主傳輸線與副傳輸線I構成耦合微帶線I，其中幅度均衡網絡I的一端與耦合微帶線I的耦合端相連，另一端為所述定向耦合器的耦合口，隔離電阻器I的一端與耦合微帶線I的隔離端相連，另一端接地。2.根據權利要求1所述的寬頻帶小型化定向耦合器，其特徵在於:所述的幅度均衡網絡I為具有每倍頻程衰減6dB傳輸特性的均衡網絡。3.根據權利要求2所述的寬頻帶小型化定向耦合器，其特徵在於:所述的幅度均衡網絡I，包含電阻器Rl、R2、R3，以及電感器LI，其中R2、R3並聯連接至所述定向耦合器的耦合口，R2的另一端接地，R3的另一端與Rl並聯連接至電感LI，Rl的另一端接地，LI的另一端與耦合微帶線I的耦合端相連。4.根據權利要求1所述的寬頻帶小型化定向耦合器，其特徵在於:還包括幅度均衡網絡I1、隔離電阻器I1、與主傳輸線耦合的副傳輸線II，主傳輸線與副傳輸線II構成耦合微帶線II，其中幅度均衡網絡II的一端與耦合微帶線II的耦合端相連，另一端為所述定向耦合器的耦合口，隔離電阻器II的一端與耦合微帶線II的隔離端相連，另一端接地；所述的幅度均衡網絡1、副傳輸線1、隔離電阻器I與幅度均衡網絡I1、副傳輸線I1、隔離電阻器II呈鏡面對稱排列在主傳輸線的垂直線的兩側。5.根據權利要求4所述的寬頻帶小型化定向耦合器，其特徵在於:所述的幅度均衡網絡II為具有每倍頻程衰減6dB傳輸特性的均衡網絡。6.根據權利要求5所述的寬頻帶小型化定向耦合器，其特徵在於:所述的幅度均衡網絡II，包含電阻器R5、R6、R7，以及電感器L2，其中R6、R7並聯連接至所述定向耦合器的耦合口，R6的另一端接地，R7的另一端與R5並聯連接至電感L2，R5的另一端接地，L2的另一端與耦合微帶線II的耦合端相連。
【文檔編號】H01P5-18GK204271236SQ201420702132
【發明者】林炫龍 [申請人]廣州海格通信集團股份有限公司