专利名称:薄膜功率耦合器的制作方法
本发明涉及一种带有集总电路元件的薄膜功率耦合器，它包含有电感器和电容器。
人们知道，在无线电通信设备的微波接收机和发射机中，使用了输入和输出信号变换器，并且这些变换器通常包括带有功率分配器、或功率加法器、或功率偶合器的中频电路。
人们还知道，在微波频率范围，微带线功率耦合器可以用薄膜技术制做。这种电路的尺寸与中心工作频率有关，它是随着该频率的降低而增大。对于约70至140兆赫兹(MHz)的中频，这种电路的尺寸将太大而不能被采用，所以集总元件电路是非常必要的。
用分离电路元件构成的功率偶合器一般都具有较好的性能，但是价格昂贵，尤其是当电路中的其它部分是使用薄膜技术获得时，该偶合器与其它部件的连接将有很多问题。目前由薄膜技术和集总电路元件获得的功率偶合器所占空间大，性能也不合适，因而只能用在中心频率附近很窄的频带内，或者在很不平衡的工态下使用这些装置。
本发明的一个目的就是要克服上述缺陷，给出一种薄膜功率偶合器，尤其是一种带有集总电路元件的3分贝(dB)、90°的中频功率分配器，它在中心工作频率附近足够宽的频带内具有良好的性能，所占空间小，工作可靠，价钱便易。
为了达到上述目的，本发明提及了一种带有集总电路元件的薄膜功率偶合器，它包含有电感器和电容器，其特征在于至少第一和第二电感器是相互磁偶合的。
通过所给实施例的详细描述和附图，对本发明的其它目的和优点就清楚了。当然，给出附图只是为了帮助理解本发明，而不是对实施例的限定。
图1显示了根据本发明的一个功率分配器的电路图。
图2显示了图1电路的一个薄膜实施例的俯视图。
图3显示了图2的细节。
从图1，我们将看到4个端子1、2、3、4。电容器5接在端子1和2之间，而电容器6接在端子3和4之间。电感器7的一个端线与端子1连接，而电感器8的一个端线与端子2连接。电感器9的一个端线与端子3连接，而电感器10的一个端线与端子4连接。电感器7和9的另外两个端线相互连接，形成该电路的第一分支，接往电容器11的一个端线和电容器12的一个端线。电感器8和10的另外两个端线相互连接，形成该电路的第二分支，接往电容器11的另一个端线和电容器13的一个端线。电容器12和13的另外两个端线接地14。
电容器5和6的容量相同，电容器12和13的容量也相同。四个电感器7、8、9、10的电感量相同，而且电感器7和8通过互感互相偶合，电感器9和10也通过互感相互偶合。
图2只给出了利于理解本发明的主要元件，并且图1中的组件在图2中也用相同的代码表示。从图2我们可以看到，四个电感器7、8、9、10是应用薄膜技术在一个绝缘衬底15的第一表面上制成。电感器7和8是通过使用彼此相对的两个微带线获得的，它们形成方形螺旋圈16，从而彼此可以实现磁偶合。同样，电感器9和10也以相同方法获得并形成方形螺旋线圈17，从而彼此也实现了磁偶合。然而，与薄膜技术中的通常做法相反，在对应电感器7、8、9、10所处的区域内，绝缘衬底15的第二表面(图中没给出)没有接地层，以避免这些电感器所产生的有害电容的影响。
上述方法所带来的一个特别优点是使得每个电感器对7-8、9-10都能很好地实现磁偶合，并且空间利用也很好。实际上，采用方形螺旋线圈使电感量和所占表面之比，比采用圆形和椭圆形高得多。此外，使两个电感器彼此相对，不仅可获得好的磁偶合，而且在通常一个电感器所占的表面内安置了两个电感器，这就大大节省了空间。
本发明实施例的第一种变形是使用圆形螺旋线圈，第二种变形是使用椭圆形螺旋线圈。
在图3中，元件的代码与前两个附图中相同;“1”代表方形螺旋线圈外边的长度，“W”代表微带线的宽度，“S”代表两个微带线之间的距离，“D”代表两个相邻匝间的距离，“N”代表匝数。
在前两个附图中，描述了功率分配器;但是通过适当选择组件的尺寸，该电路也能用作加法电路或更普遍地用作功率偶合器。
对工作中心频率为70兆赫兹(MHz)、具有3分贝(dB)、90°性能的功率分配器，已实现了组件尺寸选择，在50-90兆赫兹频带内，该分配器工作在最大1分贝(dB)非平衡运行状态。
功率分配器参数可以在以下数值之间变化，“1”5-10毫米，“W”0.05-0.2毫米，“S”0.01-0.1毫米，“D”0.1-0.5毫米，“N”2-5。
参照前两个附图，该装置的应用是熟知的一个3分贝(dB)、90°功率分配器，按照匹配条件，输入信号加到端子1，输入信号的一半由端子2输出，此端子叫“偶合端”;输入信号的另一半由端子3输出，此端子叫“直通端”;而没有信号从端子4输出，此端子叫“隔离端”。由端子2和3输出的信号的相位彼此差90°。
电容器11可以改善功率分配器的第一和第二支路之间的电偶合，并补偿制造薄膜电感器时可能产生的公差。
本发明的目的和薄膜功率偶合器的优点是显而易见的。尤其是通过薄膜技术获得了这样的偶合器;它和其余电路一起集成在同一衬底上，它工作可靠，价格便易，所占空间小，还具有良好的性能，并且既可用作功率分配器，也可用作功率加法器。
显然，本领域技术人员在不违背本发明的范畴情况下，可以对所述功率偶合器进行一些修改。
权利要求
1.带有集总电路元件的薄膜功率偶合器包括电感器(7、8、9、10)和电容器(5、6、11、12、13)，其特征在于至少有一个第一电感器(7)和一个第二电感器(8)相互磁偶合。
2.根据权利要求
1的薄膜功率偶合器，其特征在于为了获得所述磁偶合，所述第一电感器(7)和第二电感器(8)是通过使用两个彼此相对并盘绕的微带线(7、8)所获得的，从而形成第一螺旋线圈(16)。
3.根据权利要求
2的薄膜功率偶合器，其特征在于所述第一螺旋线圈(16)是方形的。
4.根据权利要求
2所述的薄膜功率偶合器，其特征在于所述第一螺旋线圈(16)是圆形的。
5.根据权利要求
2所述的薄膜功率偶合器，其特征在于所述第一螺旋线圈(16)是椭圆形的。
6.根据权利要求
2所述的薄膜功率偶合器，其特征在于所述微带线(7、8)之间的距离(S)取值在0.01-0.1毫米范围。
7.根据权利要求
2所述的薄膜功率偶合器，其特征在于所述第一螺旋线圈(16)的匝数(N)在2-5范围。
8.根据权利要求
1所述的薄膜功率偶合器，其特征在于至少还有一个第三电感器(9)和一个第四电感器(10)彼此磁偶合。
9.根据权利要求
8所述的薄膜功率偶合器，其特征在于，为了获得所述磁偶合，所述第三和第四电感器是通过使用两个彼此相对并盘绕的微带线(9、10)所获得的，且形成一个第二螺旋线圈(17)。
10.根据权利要求
8所述的薄膜功率偶合器，其特征在于所述第二螺旋线圈(17)是方形的。
11.根据权利要求
8所述的薄膜功率偶合器，其特征在于所述第二螺旋线圈(17)是圆形的。
12.根据权利要求
8所述的薄膜功率偶合器，其特征在于所述第二螺旋线圈(17)是椭圆形的。
13.根据权利要求
8所述的薄膜功率偶合器，其特征在于所述微带线(9、10)之间的距离(S)取值在0.01-0.1毫米范围。
14.根据权利要求
8所述的薄膜功率偶合器，其特征在于所述第二螺旋线圈(17)的匝数(N)取值在2-5的范围。
15.根据权利要求
1和8所述的薄膜功率偶合器，其特征在于，它包括一个衬底(15)，并且在该衬底(15)的第二表面上，对应电感器(7、8、9、10)的区域内没有接地层。
16.根据权利要求
1和8所述的薄膜功率偶合器，其特征在于，所述第一电感器(7)与所述第三电感器(9)连接，形成该偶合器的一个第一支路;第二电感器(8)与所述第四电感器(10)连接，形成该偶合器的第二支路;电容器11连接在第一和第三电感器(7、9)的接点与第二和第四电感器的接点之间。
17.根据权利要求
16所述的薄膜功率偶合器，其特征在于，所述电容器(11)的取值是根据能达到对该偶合器所要求的第一和第二支路偶合标准，并能补偿在制造所述电感器(7、8、9、10)过程中可能产生的公差时的条件来选择。
18.根据上面的一个或多个权利要求
所述的薄膜功率偶合器，其特征在于，所述电感器(7、8、9、10)和电容器(5、6、11、12、13)的取值是按照使该偶合器具有功率分配器的特性来选择的。
19.根据上面一个或多个的权利要求
所述的薄膜功率偶合器，其特征在于，所述电感器(7、8、9、10)和电容器(5、6、11、12、13)的取值是按照使该偶合器具有功率加法器的特性来选择的。
专利摘要
这里叙述的是一个薄膜功率耦合器，或者说它是一个带有集总电路元件的3分贝、90°功率分配器，其主要特征是它包括通过互感获得的耦合电感(7、8、9、10)。这种耦合电感是通过使用彼此相对的，并盘绕成方形的螺旋线圈(16，17)的两个微带线所获得的。另一个重要特征是有一个连接两个分支(7，9；8，10)的电容器，它具有满足耦合要求和补偿制造薄膜电感器(7、8；9，10)时可能引起的公差的作用。
文档编号H01P5/16GK86102168SQ86102168
公开日1986年10月1日 申请日期1986年3月31日
发明者罗萨诺·帕迪尼 申请人:格特电信公司导出引文BiBTeX, EndNote, RefMan