一种3dB正交定向耦合器的制造方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及无源射频器件研宄领域，特别涉及一种应用于VHF/UHF频段无线移动通信设备的3dB正交定向耦合器。
【背景技术】
[0002]现有的VHF/UHF频段3dB正交定向耦合器主要有以下几种实现方式:
[0003]1.采用磁芯绕制的变压器:受磁环频率特性影响，适用于工作频率相对较低的场合，广泛应用于HF频段、VHF低频段无线通信设备中。在VHF/UHF频段使用时，功率容量较小，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。
[0004]2.采用3dB同轴耦合线:其特点是在一个公共外导体内含有两根靠得很近而又互相绝缘的内导体，电缆的绝缘材料均为耐高温材料。这类线缆已形成固定规格，在选用时，可以根据使用的功率容量大小选用相应粗细的同轴耦合线，然后根据工作波长来确定耦合线的物理长度，通常取工作频率处波导波长的四分之一。由于此类同轴耦合线外导体通常采用铜管，因此，较难进行小半径弯折，实际应用中需要占据较大的安装空间，因此难以在VHF/UHF频段无线移动通信设备中使用。
[0005]3.LTCC3dB耦合器:LTCC材料具有较高的介电常数，大约在3?60之间，容易实现耦合器的小型化，并且散热性能好，具有良好的应用前景，但目前国内LTCC产品报道主要来自高校和研宄所，产业化进程相对滞后，仍需要大量的资金和设备投入，因此，产业化应用仍存在一定的瓶颈。
【实用新型内容】
[0006]本实用新型的主要目的在于克服现有技术的缺点与不足，提供一种3dB正交定向耦合器，其制造工艺简单，成本低，量产一致性好，并且结构紧凑，体积小，其端子结构易于和其它电路集成，具有较高的产业化应用价值。
[0007]本实用新型的目的通过以下的技术方案实现:一种3dB正交定向耦合器，包括耦合装置和金属封装装置，耦合装置封装在金属封装装置内，所述耦合装置包括宽边耦合带状线、端口匹配线和端子，宽边耦合带状线包括相互平行的上耦合线和下耦合线，上耦合线和下耦合线的两端均分别通过端口匹配线与对应端子相连，所述上耦合线和下耦合线均为连续弯折结构，端口匹配线为非对称带状线结构；所述端子包括上端子、下端子、用于支撑上端子和下端子的介质板，介质板的左、右两侧沉铜，形成导电包边。根据该端子结构，使用时可将其直接插入安装到其它射频模块，使端子与该射频模块的微带线直接搭接，然后在搭接处焊上焊锡，即可确保端子与微带线的可靠连接。
[0008]优选的，所述宽边耦合带状线还包括第一上接地板、第一介质板和第一下接地板，第一介质板设置在第一上接地板和第一下接地板中间，其中第一上接地板为顶层全部覆铜、底层光面的单面板，上耦合线蚀刻在第一介质板上表面，下耦合线蚀刻在第一介质板下表面，第一下接地板为顶层光面、底层全部覆铜的单面板。由于3dB正交定向耦合器的性能与上、下耦合线的对位精度密切相关，因此将上、下耦合线蚀刻在同一块介质板上，可借助印制板工艺较高的蚀刻精度来确保上、下耦合线的精确对位，避免上、下耦合线设于两块不同的印制板，然后采用其它方式对位时产生水平方向错位引起器件量产一致性差的问题。
[0009]优选的，所述端口匹配线包括第二上接地板、第二介质板、中心导体带和第二下接地板，第二介质板设置在第二上接地板和第二下接地板中间，其中第二上接地板为顶层全部覆铜、底层光面的单面板，中心导体带蚀刻在第二介质板的上表面或下表面，第二下接地板为顶层光面、底层全部覆铜的单面板。
[0010]优选的，所述第一上接地板和第二上接地板为同一块板材，第一介质板、第二介质板和端子中的介质板为同一块板材，第一下接地板和第二下接地板为同一块板材，上述3块板材均采用常规印制板加工工艺制成，且均选用添加陶瓷粉的聚四氟乙烯板材。采用常规印制板加工工艺制成使得制造工艺门槛低，经济投入少，成本低，产业化应用可行性高。添加陶瓷粉的聚四氟乙烯板材具有较好的导热性能，和采用普通的聚四氟乙烯板材相比，功率容量获得一定的提升，可满足大功率使用需求。
[0011]更进一步的，所述上耦合线和下耦合线为连续90度弯折结构，从而可以提高印制板利用率，使耦合器结构紧凑，体积小、重量轻，适用于移动通信设备。
[0012]优选的，所述金属封装装置包括上盖板、下盖板和铆钉，其中铆钉自顶向下依次贯穿上盖板、耦合装置和下盖板，进行铆接固定。采用铆钉安装的形式将耦合装置和金属封装装置组成一个整体，不需要经过任何调试即可满足相关技术指标要求，器件具备良好的模块化特性和互换性。
[0013]具体的，所述耦合装置包括4个端子，其中第一端子为输入口，第二端子为直通口，第三端子为耦合口，第四端子为隔离口，直通口和耦合口输出信号幅度相等，相位相差90度。
[0014]具体的，所述上耦合线和下耦合线的总长度为工作信号的波导波长的四分之一。
[0015]本实用新型与现有技术相比，具有如下优点和有益效果:
[0016]1、本实用新型端子采用薄印制板金属包边一体成型的形式，代替传统在印制板上压接银片的形式，成本大大降低，可插入式使用，易于和其它电路模块集成。
[0017]2、本实用新型中上耦合线和下耦合线蚀刻在同一介质板上，且采用连续90度弯折结构，具有精度高、结构紧凑、体积小、重量轻的优点，适用于移动通信设备。
[0018]3、本实用新型中第一上接地板和第二上接地板为同一块板材，第一介质板、第二介质板和端子中的介质板为同一块板材，第一下接地板和第二下接地板为同一块板材，上述3块板材均采用常规印制板加工工艺制成，工艺要求低，材料成本和制造成本低，产业化门槛低，易于获得广泛使用。
【附图说明】
[0019]图1是实施例1的结构组成示意图。
[0020]图2是实施例1中耦合装置的结构组成示意图。
[0021]图3是实施例1中宽边耦合带状线处的截面结构示意图。
[0022]图4是实施例1中端口匹配线处的截面结构示意图。
[0023]图5是实施例1中端子包边处理前的结构示意图。
[0024]图6是实施例1中端子包边处理后的结构示意图。
[0025]其中:1_介质板、2-上接地板、3-下接地板、4-上盖板、5-下盖板、6-铆钉、7-上耦合线、8-下耦合线、10-端口匹配线中的中心导体带、11-上端子、12-下端子、13-端子中的介质板、14-第一端子、15-第二端子、16-第三端子、17-第四端子。
【具体实施方式】
[0026]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。
[0027]实施例1
[0028]如图1所示，一种3dB正交定向耦合器，包括耦合装置