CN110994104A - 一种可切换耦合频率的耦合器 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种可切换耦合频率的耦合器，包括耦合线（1）和开关（2），所述开关（2）串联于所述耦合线（1）上，通过所述开关（2）的闭合、断开改变所述耦合线（1）长度。本发明提供的耦合器利用开关改变耦合线接入的长度，实现了耦合频率的改变。利用本发明提供的耦合器可以根据信号频率控制开关闭合、断开，从而改变耦合频率，解决了因信号过弱导致监视主信号变化的难度增大的问题；同时也解决了因耦合线上的耦合信号高于‑20dB导致耦合器的插入损耗增加的问题。

Description

一种可切换耦合频率的耦合器
技术领域
本发明属于电子元器件领域，尤其是一种可切换耦合频率的耦合器。
背景技术
在微波系统中， 往往需将一路微波功率按比例分成几路， 这就是功率分配问题，实现这一功能的元件称为功率分配元器件即耦合器。
耦合器，是在特定的频率范围内，把与输出功率信号成比例的耦合信号耦合到输出端的器件。
目前的耦合器包括用于产生交流信号的主信号线和用于产生耦合信号的耦合线，在主信号线和耦合线两端分别包括两个端口，如图1所示。其工作原理是：当信号从主信号线上的一个端口输入时，由于电磁感应现象，耦合线上会产生耦合信号，并从耦合线上的两个端口输出。通常情况下，在指定的频率范围内，耦合线是主信号的-20dB左右，如果耦合线上的耦合信号低于-20dB，则由于信号过弱，增加了监视主信号变化的难度。如果耦合线上的耦合信号高于-20dB，则由于从主信号线耦合太多的能量，增加了耦合器的插入损耗。
发明内容
为了解决现有技术中所存在的问题，本发明在此提供了一种可切换耦合线长度，使得耦合频率得以改变的可切换耦合频率的耦合器。
为实现本发明的目的，所提供的可切换耦合频率的耦合器包括耦合线和开关，所述开关串联于所述耦合线上，通过所述开关的闭合、断开改变所述耦合线长度。
进一步的，耦合线包括固定耦合段和可变耦合段，所述固定耦合段的一端为端口A，所述可变耦合段包括形成环形的第一可变耦合段、第二可变耦合段、第三可变耦合段和第四可变耦合段；所述第一可变耦合段和所述第四可变耦合段相连接的一端与所述固定耦合段的另一端连接，所述第四可变耦合段引出端口B；所述开关分别串联于所述第一可变耦合段和所述第四可变耦合段上。所述耦合线包括任何环形结构。
本发明的有益效果是：本发明提供的耦合器利用开关改变耦合线接入的长度，实现了耦合频率的改变。利用本发明提供的耦合器可以根据信号频率控制开关闭合、断开，从而改变耦合频率，解决了因信号过弱导致监视主信号变化的难度增大的问题；同时也解决了因耦合线上的耦合信号高于-20dB导致耦合器的插入损耗增加的问题。
附图说明
此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本发明的实施例，并与说明书一起用于解释本发明的原理。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的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。在附图中：
图1为本发明所记载的现有的耦合器的结构示意图；
图2为本发明所要求保护的耦合器的结构示意图之一；
图3为图2中开关闭合时的结构示意图；
图4为本发明所要求保护的耦合器的结构示意图之二；
图5为图4中开关闭合时的结构示意图；
图6为本发明所要求保护的耦合器的结构示意图之三；
图7为图6使用的状态图之一；
图8为图6使用的状态图之二；
图9为利用MOS管构成本发明提供的耦合器的结构示意图；
附图中：1-耦合线，2-开关，3-主信号线，11-固定耦合段，12-虚线表示可变耦合段，31-端口C，32-端口D，111-端口A，121-第一可变耦合段，122-第二可变耦合段，123-第三可变耦合段，124-第四可变耦合段，125-端口。
具体实施方式
现在将参考附图更全面地描述示例实施方式。然而，示例实施方式能够以多种形式实施，且不应被理解为限于在此阐述的范例；相反，提供这些实施方式使得本发明将更加全面和完整，并将示例实施方式的构思全面地传达给本领域的技术人员。
本发明提供了一种可切换耦合频率的耦合器，参照图2-6所示，包括以下几种实施示例。
实施例一
参照图2、图3、图4、图5，本实施例提供的可切换耦合频率的耦合器包括用于传输信号的主信号线3、用于耦合信号的耦合线1和用于改变耦合线1长度的开关2，开关2串联于耦合线1上，通过开关2的闭合、断开改变耦合线1的长度。
其中，耦合线1包括固定耦合段11和可变耦合段12，图1中用实线表示固定耦合段11，虚线表示可变耦合段12。当开关2断开时，耦合段1的长度为固定耦合段11，如图2和图4所示，此种情况下会有较短的耦合线从主信号线上耦合信号，使得耦合器的耦合频率较高；当开关2闭合时，耦合段1的长度为固定耦合段11和可变耦合段12之和，此时可变耦合段12用实线表示已被接入，如图3和图5所示，此种情况下会有较长的耦合线从主信号线上耦合信号，使得耦合器的耦合频率较低。
主信号线3包括端口C31和端口D32，用于信号加载；耦合线1包括端口A111和端口B125，用于耦合信号输出；当开关2断开时，端口B125位置如图2、图4所示；当开关2闭合时，端口B125的位置如图3、图5所示。
实施例二
参照图6，本实施例提供的可切换耦合频率的耦合器包括用于传输信号的主信号线3、用于耦合信号的耦合线1和用于改变耦合线1长度的开关2，开关2串联于耦合线1上，通过开关2的闭合、断开改变耦合线1的长度；在此主信号线3和耦合线1的结构为折线型。
耦合线1包括固定耦合段11和可变耦合段12，固定耦合段11的一端为端口A111，可变耦合段12包括形成环形的第一可变耦合段121、第二可变耦合段122、第三可变耦合段123和第四可变耦合段124；第一可变耦合段121和第四可变耦合段124相连接的一端与固定耦合段11的另一端连接，第三可变耦合段123引出端口B125；开关2分别串联于第一可变耦合段121和第四可变耦合段124上。
主信号线3上包括端口C31和端口D32，用于信号加载。
本实施提供的耦合器的工作状态分别如图7和图8所示，当串联于第一可变耦合段121上的开关2闭合，串联于第四可变耦合段124上的开关2断开时，图7中实线来表明耦合线的长度，由图7可知，此种情况下会有较长的耦合线从主信号线上耦合信号，使得耦合器的耦合频率较低。当串联于第一可变耦合段121上的开关2断开时，串联于第四可变耦合段124上的开关2闭合时，图8中实线来表明耦合线的长度，由图8可知，此种情况下会有较短的耦合线从主信号线上耦合信号，使得耦合器的耦合频率较高。
实施例二中提供的可切换耦合频率的耦合器将端口B125设置于第三可变耦合段123上，实现了长度不同的，即位于第一可变耦合段121上的开关2闭合时，第一可变耦合段121、第二可变耦合段122和第三耦合段123的一部分被接入，如图7所示；当位于第四可变耦合段124上的开关闭合时，第四可变耦合段124和第三可变耦合段123的一部分被接入，如图8所示。
实施例二中的耦合段1可以是任何环形结构，如四边形、六边形、圆形等，在此采用如图6-8所示的为采用矩形环形结构。
本发明提供的耦合器通过开关和开关的切换，就可以有两个不同的耦合频率，开关的闭合、断开状态由外部控制电路控制，外部电路采集加载于主信号线3上的信号频率，当主信号线3上的信号过弱，使开关断开，使耦合频率较高；当主信号线3上的信号较高，使开关闭合，使耦合频率较低。
本发明提供的耦合器中的开关可以采用任何一种可控元器件时间，在此采用MOS管实现开关功能，如图9所示；当MOS管的控制端，也就是栅极，有直流电压时，MOS管导通，即等于开关闭合；当MOS管的控制端，也就是栅极，没有直流电压时，MOS管不导通，即等于开关打开。两个MOS管中，当其中一个MOS管处于闭合状态时，另外一个会处于打开状态。
本领域技术人员在考虑说明书及实践这里公开的发明后，将容易想到本发明的其它实施方案。本申请旨在涵盖本发明的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本发明的一般性原理并包括本发明未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的，本发明的真正范围和精神由下面的权利要求指出。
应当理解的是，本发明并不局限于上面已经描述并在附图中示出的精确结构，并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本发明的范围仅由所附的权利要求来限制。

Claims (4)

1.一种可切换耦合频率的耦合器，其特征在于：包括耦合线（1）和开关（2），所述开关（2）串联于所述耦合线（1）上，通过所述开关（2）的闭合、断开改变所述耦合线（1）长度。
2.根据权利要求1所述的可切换耦合频率的耦合器，其特征在于：所述耦合线（1）包括固定耦合段（11）和可变耦合段（12），所述固定耦合段（11）的一端为端口A（111），所述可变耦合段（12）包括形成环形的第一可变耦合段（121）、第二可变耦合段（122）、第三可变耦合段（123）和第四可变耦合段（124）；所述第一可变耦合段（121）和所述第四可变耦合段（124）相连接的一端与所述固定耦合段（11）的另一端连接，所述第四可变耦合段（124）引出端口B（125）；所述开关（2）分别串联于所述第一可变耦合段（121）和所述第四可变耦合段（124）上。
3.根据权利要求1或2所述的可切换耦合频率的耦合器，其特征在于：所述开关（2）为MOS管。
4.根据权利要求1或2所述的可切换耦合频率的耦合器，所述耦合线（1）包括任何环形结构。
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