CN111029706A - 一种耦合器 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种耦合器，包括基板、设于基板的微带线和固定在基板上的同轴线，同轴线的两端分别为信号输入端口和信号输出端口，微带线包括两主耦合线和一副耦合线，副耦合线包括弯曲设置的本体和接于本体的两端的两连接线，两主耦合线分别接于两连接线，两主耦合线的自由端分别为耦合端口和隔离端口，主耦合线为弯曲结构。本发明通过同轴线和微带线耦合，降低了信号损耗，且互调性能优良；而且，本发明的微带线包括两主耦合线和一副耦合线，两主耦合线和副耦合线均呈弯曲状，节省了微带线所需的布线空间，实现了小型化设计，同时，也增大了耦合器的带宽。

Description

一种耦合器

技术领域

本发明涉及天线设计技术领域，尤其涉及一种带宽宽、体积小的耦合器。

背景技术

耦合器是一种通用的微波/毫米波部件，可用于信号的隔离、分离和混合，如功率的监测、源输出功率稳幅、信号源隔离、传输和反射的扫频测试等。随着无线通信系统的发展，对通信器件的要求也越来越高，不仅要求耦合器要有较小的端口电压驻波比、较大的端口隔离度，还要求耦合器的体积较小、带宽大。尤其是在应用在低频段时，由于频率较低，所需微带线的线长过长，这就造成了耦合器的体积较大，耗费的成本也相应增加。

发明内容

本发明的目的在于提供一种带宽宽、体积小、且互调性能优良的耦合器。

为了实现上述目的，本发明提供了一种耦合器，包括基板、设于所述基板的微带线和固定在所述基板上的同轴线，所述同轴线的两端分别为信号输入端口和信号输出端口，所述微带线包括两主耦合线和一副耦合线，所述副耦合线包括弯曲设置的本体和接于所述本体的两端的两连接线，两所述主耦合线分别接于两所述连接线，两所述主耦合线的自由端分别为耦合端口和隔离端口，所述主耦合线为弯曲结构。

较佳地，所述本体与两所述连接线之间的连线构成腰圆状。

较佳地，所述主耦合线呈蛇形。

较佳地，两所述主耦合线平行设置。

较佳地，所述微带线沿其中心线呈轴对称设置。

较佳地，所述基板开设有分别用于容纳两所述主耦合线的第一凹槽和第二凹槽及用于容纳所述副耦合线的第三凹槽，所述第一凹槽和所述第二凹槽的一侧分别与所述第三凹槽连通，所述第一凹槽和所述第二凹槽的另一侧贯穿所述基板。

较佳地，所述第一凹槽和第二凹槽分别贯穿所述基板的同一侧面，所述同轴线与所述侧面平行。

较佳地，所述同轴线背向所述微带线固定在所述基板上。

较佳地，所述基板上设有固定件，所述固定件具有弧形的固定面，所述同轴线与所述固定面贴合。

较佳地，所述同轴线为内外导体之间填充空气介质的同轴线

与现有技术相比，本发明的耦合器包括有微带线和同轴线，通过同轴线和微带线耦合，降低了信号损耗，且互调性能优良；而且，本发明的微带线包括两主耦合线和一副耦合线，两主耦合线和副耦合线均呈弯曲状，节省了微带线所需的布线空间，实现了小型化设计，节约成本；同时，也增大了耦合器的带宽。

附图说明

图1为本发明实施例耦合器的立体结构示意图。

图2为本发明实施例耦合器的微带线和基板的结构示意图。

图3为本发明的耦合器的仿真特性曲线图。

具体实施方式

为了详细说明本发明的技术内容、构造特征，以下结合实施方式并配合附图作进一步说明。

请参阅图1和图2，本发明提供了一种耦合器100，包括基板1、设于基板1的微带线和固定在基板1上的同轴线3，同轴线3的两端分别为信号输入端口31和信号输出端口32，射频信号由信号输入端口31输入，由信号输出端口32输出；微带线包括两主耦合线21、22和一副耦合线23，副耦合线23包括弯曲设置的本体231和接于本体231的两端的两连接线232、233，两主耦合线21、22分别接于两连接线232、233，两主耦合线21、22的自由端分别为隔离端口213和耦合端口223，主耦合线21、22为弯曲结构。其中，同轴线3为内外导体之间填充空气介质的同轴线，当然，具体实施中不以此为限。

请参阅图2，具体的，基板1开设有分别用于容纳两主耦合线21、22的第一凹槽和第二凹槽及用于容纳副耦合线23的与副耦合线23的形状相适配的第三凹槽，第一凹槽和第二凹槽的一侧分别与第三凹槽连通，第一凹槽和第二凹槽的另一侧贯穿基板1。借由第一凹槽、第二凹槽及第三凹槽的设计，将微带线嵌设在基板1内，有利于减小基板1的厚度，进一步实现了耦合器100的小型化设计。具体而言，主耦合线21包括与连接线232连接的弯曲主体部211和与弯曲主体部211连接的直线部212，第一凹槽包括用于容纳弯曲主体部211的第一矩形槽111和用于容纳直线部212的第二矩形槽112，第二矩形槽112贯穿基板1。主耦合线22包括与连接线233连接的弯曲主体部221和与弯曲主体部221连接的直线部222，第二凹槽包括用于容纳弯曲主体部221的第一矩形槽121和用于容纳直线部222的第二矩形槽122，第二矩形槽122贯穿基板1。

具体的，微带线沿其中心线呈轴对称设置。当然，具体实施中不以此为限。第一凹槽和第二凹槽分别贯穿基板1的同一侧面13，同轴线3与侧面13平行。即是，隔离端口213和耦合端口223所在的平面与信号输入端口31和信号输出端口32所在的平面垂直。

更具体的，本体231与两连接线232、233之间的连线构成腰圆状，具体实施中，可以通过调节本体231的线距和线宽来实现隔离端口的频率特性调整。相应的，第三凹槽包括有用于容置本体231的腰圆槽131和用于容置两连接线232、233的矩形槽132、133。当然，在一些实施例中，本体231还可以为其它形状，例如本体231与两连接线232、233之间的连线构成椭圆形、矩形等，故不应以此为限。

更具体的，两主耦合线21、22均呈蛇形，以进一步减小主耦合线21、22所需的布线空间，从而减小整个微带线所需的布线空间，进而进一步实现了耦合器100的小型化设计。当然，在一些实施例中，主耦合线21、22也可以为波浪状等，故不应以此为限。具体实施中，可以通过调整主耦合线21、22的长度和宽度来调整耦合器100的耦合强弱。

请参阅图1，具体的，同轴线3背向微带线固定在基板1上。在本实施例中，同轴线3固定在基板1的下表面，基板1的下表面设有固定件4，固定件4具有弧形的固定面41，同轴线3与固定面41贴合，借此，实现了同轴线3的稳定固定。优选的，基板1的下表面沿同轴线3的长度方向设有两个固定件4，同轴线3的外表面与两个固定件4的固定面41贴合，但不应以此为限。

如图3所示，图3示出了本发明的耦合器100的仿真特性曲线图，由图3可知，在工作频率为1800MHz～2700MHz，本发明的耦合器100的耦合度为35.55dB～36.05dB，驻波>24dB，隔离度为68.1dB，长带宽特性优良。

与现有技术相比，本发明的耦合器100包括有微带线和同轴线3，通过同轴线3和微带线耦合，降低了信号损耗，且互调性能优良；而且，本发明的微带线包括两主耦合线21、22和一副耦合线23，两主耦合线21、22和副耦合线23均呈弯曲状，节省了微带线所需的布线空间，实现了小型化设计，可以将耦合器100的体积控制在20mm*15mm以内，相较于现有技术缩小了50％，节约成本；同时，也增大了耦合器100的带宽。

以上所揭露的仅为本发明的较佳实施例而已，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，仍属于本发明所涵盖的范围。

Claims (10)

1.一种耦合器，其特征在于，包括基板、设于所述基板的微带线和固定在所述基板上的同轴线，所述同轴线的两端分别为信号输入端口和信号输出端口，所述微带线包括两主耦合线和一副耦合线，所述副耦合线包括弯曲设置的本体和接于所述本体的两端的两连接线，两所述主耦合线分别接于两所述连接线，两所述主耦合线的自由端分别为耦合端口和隔离端口，所述主耦合线为弯曲结构。

2.如权利要求1所述的耦合器，其特征在于，所述本体与两所述连接线之间的连线构成腰圆状。

3.如权利要求1所述的耦合器，其特征在于，所述主耦合线呈蛇形。

4.如权利要求1或3所述的耦合器，其特征在于，两所述主耦合线平行设置。

5.如权利要求4所述的耦合器，其特征在于，所述微带线沿其中心线呈轴对称设置。

6.如权利要求1所述的耦合器，其特征在于，所述基板开设有分别用于容纳两所述主耦合线的第一凹槽和第二凹槽及用于容纳所述副耦合线的第三凹槽，所述第一凹槽和所述第二凹槽的一侧分别与所述第三凹槽连通，所述第一凹槽和所述第二凹槽的另一侧贯穿所述基板。

7.如权利要求6所述的耦合器，其特征在于，所述第一凹槽和第二凹槽分别贯穿所述基板的同一侧面，所述同轴线与所述侧面平行。

8.如权利要求1所述的耦合器，其特征在于，所述同轴线背向所述微带线固定在所述基板上。

9.如权利要求1所述的耦合器，其特征在于，所述基板上设有固定件，所述固定件具有弧形的固定面，所述同轴线与所述固定面贴合。

10.如权利要求1所述的耦合器，其特征在于，所述同轴线为内外导体之间填充空气介质的同轴线。

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