专利名称:一种宽频带小型化定向耦合器的制造方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种宽频带小型化定向耦合器，包括主传输线，主传输线的两个端口分别为所述定向耦合器的输入口、直通口，还包括幅度均衡网络Ⅰ、隔离电阻器Ⅰ、与主传输线耦合的副传输线Ⅰ，主传输线与副传输线Ⅰ构成耦合微带线Ⅰ，其中幅度均衡网络Ⅰ的一端与耦合微带线Ⅰ的耦合端相连，另一端为所述定向耦合器的耦合口，隔离电阻器Ⅰ的一端与耦合微带线Ⅰ的隔离端相连，另一端接地。本实用新型的宽频带小型化定向耦合器，工作频带宽、尺寸小、制造工艺简单、生产成本低。
【专利说明】一种宽频带小型化定向耦合器
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及射频电路设计领域，特别涉及一种宽频带小型化定向耦合器。
【背景技术】
[0002]定向耦合器是射频系统中广泛应用的一种射频器件，它的本质是将射频信号按一定的比例进行功率分配，将主传输线中传输的射频信号耦合出一部分，用于功率检测。定向耦合器一般为四端口网络，第一端口为输入端、第二端口为直通端，第一端口与第二端口之间的传输线为主传输线；另一传输线为副传输线(即耦合线)，副传输线中与第一端口相邻的端口为耦合端，另外的一个端口则为隔离端。
[0003]定向耦合器的技术指标主要有耦合度、工作带宽、插入损耗、耦合度的平坦度及方向性。现有技术存在以下不足:第一、传统的双孔磁环绕线的方式，功率容量相对较小，通大功率时会产生一定的非线性，产生干扰信号，影响通信效果；第二、采用λ/4传输线耦合器的方式，必须采用多阶级联才能实现宽频带使用，在VHF/UHF频段使用时，工作波长较长，加上阶数多，插损与尺寸均较大。
实用新型内容
[0004]本实用新型的目的在于克服现有技术的缺点与不足，提供一种宽频带小型化定向親合器。
[0005]本实用新型的目的通过以下的技术方案实现:
[0006]一种宽频带小型化定向耦合器，包括主传输线，主传输线的两个端口分别为所述定向耦合器的输入口、直通口，还包括幅度均衡网络1、隔离电阻器1、与主传输线耦合的副传输线I，主传输线与副传输线I构成耦合微带线I，其中幅度均衡网络I的一端与耦合微带线I的耦合端相连，另一端为所述定向耦合器的耦合口，隔离电阻器I的一端与耦合微带线I的隔离端相连，另一端接地。
[0007]所述的幅度均衡网络I为具有每倍频程衰减6dB传输特性的均衡网络。
[0008]所述的幅度均衡网络I，包含电阻器Rl、R2、R3，以及电感器LI，其中R2、R3并联连接至所述定向耦合器的耦合口，R2的另一端接地，R3的另一端与Rl并联连接至电感LI，Rl的另一端接地，LI的另一端与耦合微带线I的耦合端相连。
[0009]所述的宽频带小型化定向耦合器，还包括幅度均衡网络I1、隔离电阻器I1、与主传输线耦合的副传输线II，主传输线与副传输线II构成耦合微带线II，其中幅度均衡网络II的一端与耦合微带线II的耦合端相连，另一端为所述定向耦合器的耦合口，隔离电阻器II的一端与耦合微带线II的隔离端相连，另一端接地；所述的幅度均衡网络1、副传输线1、隔离电阻器I与幅度均衡网络I1、副传输线I1、隔离电阻器II呈镜面对称排列在主传输线的垂直线的两侧。本实用新型的宽频带小型化定向耦合器，实现双定向，可同时对正反方向的信号进行采样，并且正、反向采样各自独立工作，正反向隔离度大于20dB。
[0010]所述的幅度均衡网络II为具有每倍频程衰减6dB传输特性的均衡网络。
[0011]所述的幅度均衡网络II，包含电阻器R5、R6、R7，以及电感器L2，其中R6、R7并联连接至所述定向耦合器的耦合口，R6的另一端接地，R7的另一端与R5并联连接至电感L2，R5的另一端接地，L2的另一端与耦合微带线II的耦合端相连。
[0012]本实用新型与现有技术相比，具有如下优点和有益效果:
[0013]1、本实用新型所述的宽频带小型化定向耦合器不需采用多级级联，即可实现宽频带使用，且插损小，在VHF/UHF频段跨倍频程使用可实现耦合平坦度不大于±0.3dB，插损小于0.2dBo
[0014]2、本实用新型所述的宽频带小型化定向耦合器尺寸小、生产工艺简单、成本较低，采用耦合微带线和幅度均衡网络实现，大幅度缩小耦合器的尺寸，同时耦合器采用PCB布板印刷电路，器件采用贴装，生产工艺简单、成本较低。
【附图说明】
[0015]图1为本实用新型所述的一种宽频带双定向耦合器。
【具体实施方式】
[0016]下面结合实施例及附图对本实用新型作进一步详细的描述，但本实用新型的实施方式不限于此。
[0017]如图1，一种宽频带小型化定向耦合器，包括主传输线，主传输线的两个端口分别为所述定向耦合器的输入口、直通口，还包括幅度均衡网络1、隔离电阻器1、与主传输线耦合的副传输线I，主传输线与副传输线I构成耦合微带线I，其中幅度均衡网络I的一端与耦合微带线I的耦合端相连，另一端为所述定向耦合器的耦合口，隔离电阻器I的一端与耦合微带线I的隔离端相连，另一端接地；
[0018]所述的宽频带小型化定向耦合器，还包括幅度均衡网络I1、隔离电阻器I1、与主传输线耦合的副传输线II，主传输线与副传输线II构成耦合微带线II，其中幅度均衡网络II的一端与耦合微带线II的耦合端相连，另一端为所述定向耦合器的耦合口，隔离电阻器II的一端与耦合微带线II的隔离端相连，另一端接地；所述的幅度均衡网络1、副传输线1、隔离电阻器I与幅度均衡网络I1、副传输线I1、隔离电阻器II呈镜面对称排列在主传输线的垂直线的两侧；
[0019]所述的幅度均衡网络I，包含电阻器Rl、R2、R3，以及电感器LI，其中R2、R3并联连接至所述定向耦合器的耦合口，R2的另一端接地，R3的另一端与Rl并联连接至电感LI，Rl的另一端接地，LI的另一端与耦合微带线I的耦合端相连；
[0020]所述的幅度均衡网络II，包含电阻器R5、R6、R7，以及电感器L2，其中R6、R7并联连接至所述定向耦合器的耦合口，R6的另一端接地，R7的另一端与R5并联连接至电感L2，R5的另一端接地，L2的另一端与耦合微带线II的耦合端相连；
[0021]所述的隔离电阻器I为R4，隔离电阻器II为R8。
[0022]其具体工作过程如下所示:
[0023]如图1，电阻器町、1?2、1?5、1?6取值120 Ω，电阻器R 4、R 8取值60 Ω (采用两只阻值均为120 Ω的电阻器并联得到)，电感器L1、L2取值82nH，在225MHz?512MHz工作频段范围内，定向親合器親合度为48.8dB，平坦度不大于±0.3dB，方向性大于20dB，双定向親合器的整体结构尺寸仅为38mmX20mmX2mmo
[0024]如图1，我们定义信号从Portl输入向Port2传输的方向为正向，信号从Port2输入向Portl传输的方向为反向。对于正向单定向親合器而言，Portl为输入口，Port2为直通口，Port3为耦合口，隔离端与电阻器R4连接，调整R4的阻值可以使正向单定向耦合器获得较好的方向性；对于反向单定向耦合器而言，Port2为输入口，Portl为直通口，Port4为耦合口，隔离端与R8连接，调整R8的阻值可以使反向单定向耦合器获得较好的方向性，其中电阻器R4和R8的电阻值相同。
[0025]在实际使用中，Portl与大功率宽带线性射频功放的射频输出口连接，Port2与天线的射频输入口连接。正向单定向耦合器的采样机理如下:当射频功放输出的大功率射频信号从Portl输入沿着微带主传输线向Port2传输时，微带副传输线通过耦合缝隙从微带主传输线耦合出一部分信号能量送至均衡网络，当耦合区的长度小于工作波长的十分之一时，被耦合出来的信号其幅频特性曲线将按每倍频程增加6dB的规律变化；通过合理配置均衡网络中电感器LI的电感值、电阻器R1、R2和R3的电阻值，可以使均衡网络的传输特性曲线按每倍频程衰减量增加6dB的规律变化；电感器LI主要用于调节正向单定向耦合器的中心频率，电感值增加，中心频率将随之降低。由电阻器Rl、R2和R3构成的Π型衰减网络主要用于调节正向单定向親合器的親合度，当衰减网络的衰减值增大，正向单定向親合器的耦合度增加，同时该衰减网络也用于调节正向耦合口 Port3的端口阻抗匹配。
[0026]当天线口由于阻抗失配产生反射时，反射信号从Port2输入沿着微带主传输线向Portl传输，反向单定向親合器的采样机理与上述正向单定向親合器的采样机理相同，其中，L2用于调节反向单定向耦合器的中心频率，由电阻器R5、R6和R7构成的Π型衰减网络主要用于调节反向单定向耦合器的耦合度和反向耦合口 Port4的端口阻抗匹配。其中电阻器R5、R6、R1和R2的电阻值相同，电阻器R4和R8的电阻值相同，电阻器R7和R3的电阻值相同，电感器L2和LI的电感值相同，反向单定向耦合器与正向单定向耦合器的耦合度、隔离度等指标相同。
[0027]正向单定向耦合器和反向单定向耦合器直接连接后即构成双定向耦合器，可同时对正向信号和反向信号进行采样。
[0028]上述实施例为本实用新型较佳的实施方式，但本实用新型的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本实用新型的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本实用新型的保护范围之内。
【权利要求】
1.一种宽频带小型化定向耦合器，其特征在于:包括主传输线，主传输线的两个端口分别为所述定向耦合器的输入口、直通口，还包括幅度均衡网络1、隔离电阻器1、与主传输线耦合的副传输线I，主传输线与副传输线I构成耦合微带线I，其中幅度均衡网络I的一端与耦合微带线I的耦合端相连，另一端为所述定向耦合器的耦合口，隔离电阻器I的一端与耦合微带线I的隔离端相连，另一端接地。2.根据权利要求1所述的宽频带小型化定向耦合器，其特征在于:所述的幅度均衡网络I为具有每倍频程衰减6dB传输特性的均衡网络。3.根据权利要求2所述的宽频带小型化定向耦合器，其特征在于:所述的幅度均衡网络I，包含电阻器Rl、R2、R3，以及电感器LI，其中R2、R3并联连接至所述定向耦合器的耦合口，R2的另一端接地，R3的另一端与Rl并联连接至电感LI，Rl的另一端接地，LI的另一端与耦合微带线I的耦合端相连。4.根据权利要求1所述的宽频带小型化定向耦合器，其特征在于:还包括幅度均衡网络I1、隔离电阻器I1、与主传输线耦合的副传输线II，主传输线与副传输线II构成耦合微带线II，其中幅度均衡网络II的一端与耦合微带线II的耦合端相连，另一端为所述定向耦合器的耦合口，隔离电阻器II的一端与耦合微带线II的隔离端相连，另一端接地；所述的幅度均衡网络1、副传输线1、隔离电阻器I与幅度均衡网络I1、副传输线I1、隔离电阻器II呈镜面对称排列在主传输线的垂直线的两侧。5.根据权利要求4所述的宽频带小型化定向耦合器，其特征在于:所述的幅度均衡网络II为具有每倍频程衰减6dB传输特性的均衡网络。6.根据权利要求5所述的宽频带小型化定向耦合器，其特征在于:所述的幅度均衡网络II，包含电阻器R5、R6、R7，以及电感器L2，其中R6、R7并联连接至所述定向耦合器的耦合口，R6的另一端接地，R7的另一端与R5并联连接至电感L2，R5的另一端接地，L2的另一端与耦合微带线II的耦合端相连。
【文档编号】H01P5-18GK204271236SQ201420702132
【发明者】林炫龙 [申请人]广州海格通信集团股份有限公司