CN102760929A - 一种耦合器和馈电网络 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种耦合器，该耦合器包括：介质基板，该介质基板具有相对设置的第一表面和第二表面；电桥，该电桥位于所述第一表面；导体层，该导体层位于所述第二表面；金属针，该金属针与所述电桥的耦合传输线和所述导体层电连接。另一方面，本发明还公开了一种馈电网络。本发明的耦合器和馈电网络可降低介质基板上无源互调PIM，提高耦合传输线间距，改善PCB可加工性，并且可以提高带宽。

Description

一种耦合器和馈电网络

技术领域

本发明涉及一种功率分配器件，尤其涉及一种利用金属针将耦合传输线与导体层连接的耦合器和馈电网络。

背景技术

随着基站模块化、共平台、共天面的发展，不同制式、不同频段共天线已成为业界实现的重要发展趋势。天线馈电网络是天线实现的关键器件，电桥则是宽带馈电网络中的重要组成部分。

现有技术中的普通环形电桥，由三个1/4导波波长(λg)的传输线和一个3/4导波波长的传输线组成，这种电桥带宽窄，相对带宽只有15%左右。已有在上述普通环形电桥的基础上进行的改进，利用1/4导波波长终端短路耦合传输线替代3/4导波波长的传输线，这种电桥相对带宽大概有40%左右。

在电桥的加工过程中，由于采用金属化过孔对耦合传输线进行电连接，过孔孔壁与绝缘介质的结合处并不平整（参照图1），通常此处的不平整大于20微米，这导致耦合传输线的无源互调（Passive Intermodulation，PIM）恶化，影响天线性能。

发明内容

本发明提供了一种耦合器（Coupler），可降低介质基板上的PIM。

一方面，本发明提供的一种耦合器，包括：

介质基板，该介质基板具有相对设置的第一表面和第二表面；

电桥，该电桥位于所述第一表面；

导体层，该导体层位于所述第二表面；

金属针，该金属针与所述电桥的耦合传输线和所述导体层电连接。

另一方面，本发明提供一种馈电网络，该馈电网络包括连接成拓扑结构的耦合器，所述耦合器包括：

介质基板，该介质基板具有相对设置的第一表面和第二表面；

电桥，该电桥位于所述第一表面；

导体层，该导体层位于所述第二表面；

金属针，该金属针与所述电桥的耦合传输线和所述导体层电连接；

其中，所述金属针为回转体形状或柱状。

实施本发明实施例，具有如下有益效果：利用金属针代替金属化过孔将耦合传输线与导体层电连接改善了PIM；此外，保持金属针的至少一端伸出介质基板的表面可增加金属针与耦合传输线之间的耦合，因而在同样的耦合情况下，两耦合传输线间距可适当加大，提升了PCB的可加工性，且可以提高带宽。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是上金属化过孔孔壁与介质基板结合面的示意图；

图2是本发明的耦合器的第一实施例的示意图；

图3是本发明的金属针的实施例的形状示意图；

图4是本发明的耦合器的第二实施例的示意图；

图5是本发明的耦合器的第三实施例的示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明提供一种耦合器，该耦合器包括：介质基板、电桥、导体层和金属针。其中，介质基板具有相对设置的第一表面和第二表面，电桥布置在所述介质基板的第一表面，导体层布置在介质基板的第二表面，金属针与电桥的耦合传输线以及导体层电连接，例如，金属针与耦合传输线的一端以及导体层电连接。耦合传输线的一端可以是耦合传输线在固定长度处（例如在180°电桥中，是指1/4导波波长距离处）透过介质基板与导体层电连接的位置。

图2（a）图示了本发明的耦合器的第一实施例的第一表面，图2（b）图示了沿图2（a）中A-A’方向的剖视图，参照图2（a）和图2（b），该耦合器包括180°电桥1（图示的180°电桥仅用作说明，不限制本发明所应用的耦合器电路结构）和金属针2。金属针2是回转体形状也可以是柱状，当为柱状金属针时，其上表面和/或下表面可以是圆形、椭圆形或三角形、四边形、五边形等多边形，例如可以是图3中的任何形状。在介质基板4上180°电桥1的耦合传输线3的一端开设有过孔。金属针2通过该过孔穿过介质基板4并与耦合传输线3的一端以及导体层5电连接，同时保持其两端伸出介质基板4的第一表面和第二表面。本实施方式利用金属针2代替金属化过孔将耦合传输线3与导体层5电连接（例如将耦合传输线与接地导体层电连接以实现耦合传输线短路），改善了PIM；金属针2的伸出介质基板4的第一表面和第二表面的部分在两条耦合传输线3之间的耦合的基础上增加了金属针2与耦合传输线3之间的耦合，这样，两条耦合传输线3之间的间距可相应增大从而降低耦合传输线的PCB制作难度，改善了可加工性，并且能够提高带宽。

图4（a）图示了本发明的耦合器的第二实施例的第一表面，图4（b）图示了沿图4（a）中A-A’方向的剖视图。参照图4（a）和图4（b），在本实施例中的耦合器除了金属针2整体设置在过孔内部，本实施例中的耦合器具有图2（a）和图2（b）所示实施例的技术特征中的任意一项或一项以上的组合。

图5（a）图示了本发明的耦合器的第三实施例的第一表面，图5（b）图示了沿图5（a）中A-A’方向的剖视图。参照图5（a）和图5（b），在本实施例中的耦合器除了采用了90°电桥6代替180°电桥以及将金属针2整体设置在过孔内部，本实施例中的耦合器具有图2（a）和图2（b）所示实施例的技术特征中的任意一项或一项以上的组合。

本发明的另一种实施方式中的耦合器还可以具有覆盖第一表面和/或覆盖第二表面的介质层（包括介质基板），本发明的耦合器采用PCB工艺时不限于双层板，也可以是多层板。

本发明的其他实施方式中，可以选用其他具有耦合传输线结构的电桥；耦合器的耦合传输线可以是微带线也可以是带状线；在介质基板上可以开设过孔或槽，金属针可以整体设置在所述过孔或槽内，也可以保持其一端伸出所述槽或保持其至少一端伸出所述孔，即金属针的一端或两端可以伸出所述介质基板的第一表面或第二表面。

本发明还提供一种馈电网络，该馈电网络包括连接成拓扑结构的耦合器，所述耦合器包括：介质基板，该介质基板具有相对设置的第一表面和第二表面；电桥，位于所述第一表面；导体层，位于所述第二表面；金属针，与所述电桥的耦合传输线和所述导体层电连接。在本发明的一种馈电网络的实施例中，耦合器可以采用公知的连接方式连接成拓扑结构；金属针可以是回转体形状或柱状，当为柱状时，金属针的上表面和/或下表面可以是圆形或椭圆形或多边形；电桥可以是180°电桥或90°电桥；导体层可以是接地导体层；金属针可以整体位于介质基板的槽或过孔中，也可以保持其一端或两端伸出介质基板的第一表面或第二表面。

本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程，是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的程序可存储于一计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中，所述的存储介质可为磁碟、光盘、只读存储记忆体（Read-Only Memory，ROM）或随机存储记忆体（Random Access Memory，RAM）等。

以上所揭露的仅为本发明一种较佳实施例而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，因此依本发明权利要求所作的等同变化，仍属本发明所涵盖的范围。

Claims (10)

1.一种耦合器，其特征在于，所述耦合器包括：

介质基板，该介质基板具有相对设置的第一表面和第二表面；

电桥，该电桥位于所述第一表面；

导体层，该导体层位于所述第二表面；

金属针，该金属针与所述电桥的耦合传输线和所述导体层电连接。

2.根据权利要求1所述的耦合器，其特征在于，所述金属针为回转体形状。

3.根据权利要求1所述的耦合器，其特征在于，所述金属针为柱状。

4.根据权利要求3所述的耦合器，其特征在于，所述金属针的上表面和/或下表面为圆形或椭圆形或多边形。

5.根据权利要求1所述的耦合器，其特征在于，所述电桥包括180°电桥或90°电桥。

6.根据权利要求1所述的耦合器，其特征在于，所述导体层包括接地导体层。

7.根据权利要求1至6任意一项所述的耦合器，其特征在于，所述金属针整体位于所述介质基板的槽或过孔中。

8.根据权利要求1至6任意一项所述的耦合器，其特征在于，所述金属针的一端或两端伸出所述介质基板的第一表面或第二表面。

9.根据权利要求1至6任意一项所述的耦合器，其特征在于，所述耦合器还包括：覆盖所述第一表面的介质层，和/或覆盖所述第二表面的介质层。

10.一种馈电网络，其特征在于，该馈电网络包括连接成拓扑结构的耦合器，所述耦合器包括：

介质基板，该介质基板具有相对设置的第一表面和第二表面；

电桥，该电桥位于所述第一表面；

导体层，该导体层位于所述第二表面；

金属针，该金属针与所述电桥的耦合传输线和所述导体层电连接；

其中，所述金属针为回转体形状或柱状。

Images