CN101471477A - 一种用于无源腔体滤波器的耦合器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于无源腔体滤波器的耦合器，包括作为耦合主线的同轴传输线、含有耦合副线的耦合器主体，其特征在于，所述的耦合器主体包括耦合器座、PCB板、调螺、MCX插座，所述的耦合器座的反面设有内壁呈台阶状的凹槽，其正面设有一贯穿至槽底的螺纹孔，以及一延伸至台阶状内壁的MCX插座孔，所述的PCB板通过紧固螺钉固定于耦合器座的台阶状内壁上，其正面设有匹配负载，反面设有作为耦合副线的微带线，所述的调螺通过螺母固定于螺纹孔内，所述的MCX插座设于MCX插座孔内，其PIN针焊于PCB板上；所述的同轴传输线固定于耦合器主体的正下方，其与PCB板上的微带线有夹角。本发明占用空间小、调试方便，并且结构简单、安装方便，步骤简单，非常适合大批量生产。

Description

一种用于无源腔体滤波器的耦合器

技术领域

本发明涉及耦合器，特别是涉及一种用于无源腔体滤波器的耦合器。

背景技术

随着微波通信的迅速发展，通信装置的要求越来越细，为了从广而杂的频谱中提取出有效信号并去除不需要的信号，需要在通信装置的前端设置滤波器；而为了确认滤波器的信号能量状况，就需要设置定向耦合器。

定向耦合器用于从被提供到输入端口并在输出端口接收的无线电或微波信号中提取采样。经过适当的设计，定向耦合器能区分提供到输入端口的信号和提供到输出端口的信号。这种特性使其可以独立监测发射信号和从失配天线反射的信号。

基本的定向耦合器是线性的，无源的四端口网络。它包含2条平行的耦合传输线。主线位于输入端口与直接输出端口之间，副线位于耦合端口和隔离端口之间。施加在输入端口的信号沿主线传输，并在副线上引起耦合信号。

通过合理选择耦合结构及耦合尺寸可使定向耦合器的耦合度，隔离度，方向性等技术指标达到所需要求。

耦合度是指耦合端的输出功率Pc与输入端的输入功率Pi之比，记为Kc，单位常用dB表示，即式(1)：

Kc＝101g(Pc/Pi)(dB)           (1)

隔离度是指隔离端的输出功率Ps与输入端的输入功率Pi之比，记为Ks，单位常用dB表示，即式(2)：

Ks＝101g(Ps/Pi)(dB)           (2)

方向性是指隔离端的输出功率Ps与耦合端的输出功率Pc之比，记为Kd，单位常用dB表示，即式(3)：

Kd＝101g(Ps/Pc)(dB)           (3)

从式(1)，(2)，(3)可知，三者的关系为：方向性＝隔离度-耦合度

其中，耦合度指标在不同的应用场合，客户会有不同的要求。但方向性越高，则表明耦合器分离两个相反传输信号的能力就越强，耦合器的性能就越佳。

耦合器在射频的不同领域有不同的实现方式。在无源腔体滤波器中的耦合器一般用同轴传输线形式的主线结合不同方式的耦合副线实现。耦合副线常用的形式有：引线电阻可旋式，双铜棒空气耦合式等。由于结构的限制，通常存在占用空间大，同腔体滤波器组装不便，耦合度很强的时候方向性指标较差，调试需多次返工等缺点。

发明内容

本发明所要解决的技术问题就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：一种用于无源腔体滤波器的耦合器，包括作为耦合主线的同轴传输线、含有耦合副线的耦合器主体，其特征在于，所述的耦合器主体包括耦合器座、PCB板、调螺、MCX插座，所述的耦合器座的反面设有内壁呈台阶状的凹槽，其正面设有一贯穿至槽底的螺纹孔，以及一延伸至台阶状内壁的MCX插座孔，所述的PCB板通过紧固螺钉固定于耦合器座的台阶状内壁上，其正面设有匹配负载，反面设有作为耦合副线的微带线，所述的调螺通过螺母固定于螺纹孔内，所述的MCX插座设于MCX插座孔内，其PIN针焊于PCB板上；所述的同轴传输线固定于耦合器主体的正下方，其与PCB板上的微带线有夹角。

所述的匹配负载为两个相互并联的100ohm贴片电阻，该两个贴片电阻通过无铅焊锡丝焊于PCB板上。

所述的调螺采用M3调螺。

所述的同轴传输线为铜棒。

与现有技术相比，本发明具有以下优点：

首先，本发明只在耦合器座上固定一块PCB板即可实现耦合副线，与其它耦合器相比占用空间更小；

第二，结构简单、安装方便、步骤简单，非常适合大批量生产。

第三，调试方便，只需通过一根M3调螺整体调节耦合器座与主线的间距，即可满足耦合度指标，另外M3调螺与匹配负载之间又可以形成附加的分布电容，以便进一步优化方向性指标，全部调试过程都不必将耦合器座整体取出；

第四，无论耦合度指标要求很强或很弱，本发明均可以实现较好的方向性。

附图说明

图1为本发明的耦合器主体结构示意图；

图2为本发明的PCB板的正面示意图；

图3为本发明的PCB板的反面示意图；

图4为本发明装配图；

图5为本发明安装于滤波器上的示意图；

图6为图5的仰视图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步说明。

如图1～6所示，一种用于无源腔体滤波器的耦合器，包括作为耦合主线的同轴传输线1、含有耦合副线的耦合器主体2，所述的耦合器主体2包括耦合器座21、PCB板22、调螺23、MCX插座24，所述的耦合器座21的反面设有内壁呈台阶状的凹槽，其正面设有一贯穿至槽底的螺纹孔，以及一延伸至台阶状内壁的MCX插座孔，所述的PCB板22通过紧固螺钉固定于耦合器座的台阶状内壁上，其正面设有匹配负载221，反面设有作为耦合副线的微带线222，所述的调螺23通过螺母固定于螺纹孔内，所述的MCX插座24设于MCX插座孔内，其PIN针焊于PCB板22上；所述的同轴传输线1固定于耦合器主体2的正下方，其与PCB板上的微带线有夹角。

所述的匹配负载为两个相互并联的100ohm贴片电阻，该两个贴片电阻通过无铅焊锡丝焊于PCB板上；所述的调螺采用M3调螺；所述的同轴传输线为铜棒。

主线的两端是通过焊接方式同连接器或其他器件相连；在耦合器调试完成后副线部分是通过螺钉将同其装配在一起的耦合器座固定在腔体上的。

本发明的装配过程简单易行，非常适合于流水线作业：

第一步：将贴片电阻用无铅焊锡丝焊在PCB板上。

第二步：将带贴片电阻的一面朝内放入耦合器座，将MCX插座的pin针与PCB板上的焊接孔对准，用M1.6*4的盘头螺钉固定在耦合器座上。

第三步：用无铅焊锡丝将穿过PCB板的MCX插座上的pin针焊牢。

第四步：将M3调螺装在耦合器座上并用螺母固定。

第五步：将MCX电缆3拧入耦合器上的MCX插座，将耦合器放入腔体槽内。

工作原理：整个耦合器的主线是传输铜棒，PCB板上的一段微带线作为耦合副线，耦合器的耦合端口由耦合器座上的MCX插座引出。通过上下移动耦合器座可以调节耦合度，若向主线方向移动，则耦合副线同主线间距更近，耦合度更强；若向反方向移动，则耦合副线同主线间距变大，耦合度变弱。PCB板上的两个100ohm贴片电阻并联形成50ohm匹配负载。方向性指标是通过调节PCB板上的耦合副线与主线的夹角来实现的。耦合器座的中心装一根M3调螺，既方便对耦合器进行上下移动以满足耦合度，同时M3调螺与匹配负载之间又可以形成附加的分布电容，以便进一步优化方向性指标。

本发明能适用不同的耦合度指标，举例如下：

本发明应用于800MHz带通滤波器，工作时，射频信号通过主线传输铜棒传输，同时会有能量耦合到PCB板上。由于产品要求的耦合度很高，要达到-10dB，故此设计中PCB上耦合副线相对较长，同时调试时需拉近传输铜棒与PCB上的耦合副线之间的距离以满足强耦合要求。调螺的加入是为了形成附加的分布电容，以达到优化方向性的目的。调试完成时，既可以实现-10dB的强耦合度要求，方向性也能达到22dB～25dB。

本发明应用于900MHz带通滤波器，工作时，射频信号通过主线传输铜棒传输，同时会有能量耦合到PCB板上。由于产品要求的耦合度很弱，只需-40dB，故此设计中PCB上耦合副线相对较短，同时调试时需拉大传输铜棒与PCB上的耦合副线之间的距离以满足耦合要求。调螺的加入是为了形成附加的分布电容，以达到优化方向性的目的。调试完成时，既可以实现-40dB的弱耦合度要求，方向性也能达到25dB～30dB。

Claims (4)

1.一种用于无源腔体滤波器的耦合器，包括作为耦合主线的同轴传输线、含有耦合副线的耦合器主体，其特征在于，所述的耦合器主体包括耦合器座、PCB板、调螺、MCX插座，所述的耦合器座的反面设有内壁呈台阶状的凹槽，其正面设有一贯穿至槽底的螺纹孔，以及一延伸至台阶状内壁的MCX插座孔，所述的PCB板通过紧固螺钉固定于耦合器座的台阶状内壁上，其正面设有匹配负载，反面设有作为耦合副线的微带线，所述的调螺通过螺母固定于螺纹孔内，所述的MCX插座设于MCX插座孔内，其PIN针焊于PCB板上；所述的同轴传输线固定于耦合器主体的正下方，其与PCB板上的微带线有夹角。

2.根据权利要求1所述的一种用于无源腔体滤波器的耦合器，其特征在于，所述的匹配负载为两个相互并联的100ohm贴片电阻，该两个贴片电阻通过无铅焊锡丝焊于PCB板上。

3.根据权利要求1所述的一种用于无源腔体滤波器的耦合器，其特征在于，所述的调螺采用M3调螺。

4.根据权利要求1所述的一种用于无源腔体滤波器的耦合器，其特征在于，所述的同轴传输线为铜棒。

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