CN112467330A - 一种基于正交场的双向耦合电路 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种基于正交场的双向耦合电路，所述双向耦合电路包括主传输线、耦合传输线、耦合匹配、匹配电阻和金带，其中，所述主传输线与耦合传输线呈90°设置，所述耦合传输线的末端经耦合匹配与金带相接，所述金带跨过主传输线并经耦合匹配和匹配电阻与介质基片上的接地焊盘相接；构成端口1到端口3、端口2到端口3的对称耦合电路。通过正交场实现收发双向耦合的电路设计结构，与现有其他技术相比，现有耦合电路无法实现双向传输信号的有效耦合，本专利所发明的耦合电路不占用额外的电路尺寸，是实现电路小型化集成，解决收发系统双向耦合检测的良好方案。

Description

一种基于正交场的双向耦合电路
技术领域
本发明属于射频微波电路设计领域，特别是涉及耦合电路设计。
背景技术
在射频微波电路设计中，耦合电路极为常见，通常耦合电路用于提取信号参数进行微波通道的自检/自校准。
传统的耦合电路为微带线的宽边耦合模式(如图1所示)，这种耦合电路容易实现宽带耦合特性，但只能实现一个信号方向的耦合提取，即耦合具有定向性。信号传输方向为：Port1-Port2，耦合方向为：Port1-Port3。其另外一个缺点的是电路尺寸较大，如图1的长度尺寸L，与工作频率相关，特别是在需要双向耦合应用情况下，需要采用两个耦合器通过有源器件开关切换的模式实现。
传统耦合电路无法适应小型化集成和双向耦合等应用需求，特别是在有收发系统应用的情况下，因此迫切需要有新的结构形式和方法来实现小型化双向耦合电路。
发明内容
本发明的目的在于，为克服现有技术缺陷，提供了一种有利于电路小型化集成的基于正交场的双向耦合电路。
本发明目的通过下述技术方案来实现：
一种基于正交场的双向耦合电路，所述双向耦合电路包括主传输线、耦合传输线、耦合匹配、匹配电阻和金带，其中，所述主传输线与耦合传输线呈90°设置，所述耦合传输线的末端经耦合匹配与金带相接，所述金带跨过主传输线并经耦合匹配和匹配电阻与介质基片上的接地焊盘相接；构成端口1到端口3、端口2到端口3的对称耦合电路。
根据一个优选的实施方式，所述金带的数量和跨越主传输线的弧度基于耦合度涉及需求设置。
根据一个优选的实施方式，所述耦合匹配为匹配电路，所述匹配电路被配置为通过调节匹配电路外形尺寸的大小和形状实现传输阻抗匹配。
根据一个优选的实施方式，所述匹配电阻通过薄膜印制或者焊接封装接入电路。
根据一个优选的实施方式，所述接地焊盘通过打金丝金带的形式接地或者通过金属化通孔的形式接地。
根据一个优选的实施方式，所述介质基片的材料包括但不限于为Rogers 5880、Rogers4350或Al2O3陶瓷。
根据一个优选的实施方式，所述匹配电阻为50欧姆电阻。
根据一个优选的实施方式，所述主传输线和耦合传输线的传输线为微带线结构。
前述本发明主方案及其各进一步选择方案可以自由组合以形成多个方案，均为本发明可采用并要求保护的方案；且本发明，(各非冲突选择)选择之间以及和其他选择之间也可以自由组合。本领域技术人员在了解本发明方案后根据现有技术和公知常识可明了有多种组合，均为本发明所要保护的技术方案，在此不做穷举。
本发明的有益效果在于：通过正交场实现收发双向耦合的电路设计结构，与现有其他技术相比，现有耦合电路无法实现双向传输信号的有效耦合，本专利所发明的耦合电路不占用额外的电路尺寸，是实现电路小型化集成，解决收发系统双向耦合检测的良好方案。
附图说明
图1是传统单向耦合电路示意图；
图2是本发明耦合电路的结构示意图；
图3是本发明耦合电路的结构示意图；
图4是本发明耦合电路的结构示意图；
其中，01-主传输线，02-耦合传输线，03-匹配电阻，04-接地焊盘，1-主传输线，2-耦合传输线，3-耦合匹配，4-匹配电阻，5-接地焊盘，6-金带。
具体实施方式
以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。需说明的是，在不冲突的情况下，以下实施例及实施例中的特征可以相互组合。
需要说明的是，为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。
因此，以下对本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。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。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
此外，术语“水平”、“竖直”、“悬垂”等术语并不表示要求部件绝对水平或悬垂，而是可以稍微倾斜。如“水平”仅仅是指其方向相对“竖直”而言更加水平，并不是表示该结构一定要完全水平，而是可以稍微倾斜。
在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
另外，本发明要指出的是，本发明中，如未特别写出具体涉及的结构、连接关系、位置关系、动力来源关系等，则本发明涉及的结构、连接关系、位置关系、动力来源关系等均为本领域技术人员在现有技术的基础上，可以不经过创造性劳动可以得知的。
实施例1：
参考图2至图4所示，本发明公开了一种基于正交场的双向耦合电路。所述双向耦合电路包括主传输线1、耦合传输线2、耦合匹配3、匹配电阻4和金带6。
其中，所述主传输线1为射频信号微带传输线，实现端口1到端口2的双向信号传输。所述耦合传输线2为耦合信号微带传输线，实现耦合信号提取。
优选地，所述主传输线1与耦合传输线2呈90°设置。所述耦合传输线2的末端经耦合匹配3与金带6相接。所述金带6跨过主传输线1并经耦合匹配3和匹配电阻4与介质基片上的接地焊盘5相接。构成端口1到端口3、端口2到端口3的对称耦合电路。
优选地，所述主传输线1和耦合传输线2的传输线为微带线结构。介质基片的材料可以选择Rogers 5880、Rogers 4350或Al2O3陶瓷。
优选地，所述耦合匹配3为匹配电路或匹配枝节。所述匹配电路被配置为通过调节匹配电路外形尺寸的大小和形状实现传输阻抗匹配。
优选地，匹配电阻4用于匹配耦合端口驻波，可以通过薄膜印制或者焊接封装接入电路。所述匹配电阻4为50欧姆电阻。
优选地，所述接地焊盘5为金属焊盘。接地焊盘5通过打金丝金带的形式接地或者通过金属化通孔的形式接地。
优选地，金带6用于实现信号耦合，金带6的数量和跨越主传输线1的弧度基于耦合度涉及需求设置。即是，基于正交跨越主传输线1的金带6进行耦合信号提取，通过调整金带的宽度、数量，弧高等参数来调整耦合度大小
本专利所涉及的通过正交场实现收发双向耦合的电路设计结构，与现有其他技术相比，现有耦合电路无法实现双向传输信号的有效耦合，本专利所发明的耦合电路不占用额外的电路尺寸，是实现电路小型化集成，解决收发系统双向耦合检测的良好方案。
凡依本专利范围所做的均等变化与修饰，包括：改变介质基板材料、正交提取形式(如金带改为金丝、芯片设计中正交的空气桥)、接地形式等均属本专利主张的权利保护范围。
前述本发明基本例及其各进一步选择例可以自由组合以形成多个实施例，均为本发明可采用并要求保护的实施例。本发明方案中，各选择例，与其他任何基本例和选择例都可以进行任意组合。本领域技术人员可知有众多组合。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种基于正交场的双向耦合电路，其特征在于，所述双向耦合电路包括主传输线(1)、耦合传输线(2)、耦合匹配(3)、匹配电阻(4)和金带(6)，
其中，所述主传输线(1)与耦合传输线(2)呈90°设置，所述耦合传输线(2)的末端经耦合匹配(3)与金带(6)相接，所述金带(6)跨过主传输线(1)并经耦合匹配(3)和匹配电阻(4)与介质基片上的接地焊盘(5)相接；
构成端口1到端口3、端口2到端口3的对称耦合电路。
2.如权利要求1所述的基于正交场的双向耦合电路，其特征在于，所述金带(6)的数量和跨越主传输线(1)的弧度基于耦合度涉及需求设置。
3.如权利要求1所述的基于正交场的双向耦合电路，其特征在于，所述耦合匹配(3)为匹配电路，所述匹配电路被配置为通过调节匹配电路外形尺寸的大小和形状实现传输阻抗匹配。
4.如权利要求1所述的基于正交场的双向耦合电路，其特征在于，所述匹配电阻(4)通过薄膜印制或者焊接封装接入电路。
5.如权利要求1所述的基于正交场的双向耦合电路，其特征在于，所述接地焊盘(5)通过打金丝金带的形式接地或者通过金属化通孔的形式接地。
6.如权利要求1所述的基于正交场的双向耦合电路，其特征在于，所述介质基片的材料包括但不限于为Rogers 5880、Rogers 4350或Al2O3陶瓷。
7.如权利要求1所述的基于正交场的双向耦合电路，其特征在于，所述匹配电阻(4)为50欧姆电阻。
8.如权利要求1所述的基于正交场的双向耦合电路，其特征在于，所述主传输线(1)和耦合传输线(2)的传输线为微带线结构。
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