CN115911806A - 微带毫米波单定向耦合器系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种微带毫米波单定向耦合器系统，包括耦合部分网络、∏型衰减网络、主传输线、副传输线，所述的主传输线与副传输线构成耦合微带线，所述的耦合部分网络的一端与副传输线的一端相连，另一端与∏型衰减网络相连，所述的∏型衰减网络的另一端为耦合端口或隔离端口。采用了本发明的微带毫米波单定向耦合器系统，微带毫米波单定向耦合器可实现毫米波频段使用，还可实现26.5GHz～43.5GHz的频段范围，可大量用于前端设备中，具有广泛的应用范围。

Description

微带毫米波单定向耦合器系统

技术领域

本发明涉及通讯技术领域，尤其涉及定向耦合器领域，具体是指一种微带毫米波单定向耦合器系统。

背景技术

随着通讯技术的迅猛发展，通信装置的性能、功能等方面的要求也越来越高。耦合器作为监测器件，用来测量器发射端的发射功率及监视其频谱、频率等数据，还可以测量驻波比，具有很重要的功能。

定向耦合器是射频系统中广泛应用的一种射频器件，它的本质是将射频信号按照一定比例进行功率分配，将主传输线中传输的射频信号耦合出一部分用于功率检测。定向耦合器的主要优点在于信号的单向传输，输入端与输出端完全实现了电器隔离，输出信号对输入端无影响，抗干扰能力强，工作稳定，使用寿命长，传输效率高。

通常将30～300GHz的领域(波长为1～10毫米)的电磁波称为毫米波。毫米波可使用的带宽非常高，同时还具备受频段干扰小、已与大规模阵列天线技术结合等特点，拥有大带宽低时延高容量等多种优势，尤其适用于对通信速率、时延以及容量有更高要求的行业应用。毫米波具有广阔的发展前景，将极大促进全球5G产业的发展。在2022年冬奥会上，我国大量运用5G毫米波技术，包括媒体、轨道交通、车联网、医疗、大型场馆及场地管理等，其中有一些实时转播、VR观赛等应用场景，充分体现了通信技术和产业的结合。而作为一种微带毫米波段的单定向耦合器，大量用于前端设备中，所以本发明可以应用在实际生产中。

微带毫米波单定向耦合器为三端口网络：第一端口为反射端口；第二端口为输入端口；第三端口为隔离端(相对于第一端口为耦合端口)；第一端口与第二端口之间的传输线为主传输线；第一端口与第三端口的传输线为副传输线(即耦合线)。

发明内容

本发明的目的是克服了上述现有技术的缺点，提供了一种满足结构简单、传输效率高、适用范围较为广泛的微带毫米波单定向耦合器系统。

为了实现上述目的，本发明的微带毫米波单定向耦合器系统如下：

该微带毫米波单定向耦合器系统，其主要特点是，所述的系统包括耦合部分网络、∏型衰减网络、主传输线、副传输线，所述的主传输线与副传输线构成耦合微带线，所述的耦合部分网络的一端与副传输线的一端相连，另一端与∏型衰减网络相连，所述的∏型衰减网络的另一端为耦合端口或隔离端口。

较佳地，所述的系统还包括隔离电阻器，所述的隔离电阻器的一端与耦合微带线相连，另一端接地。

较佳地，所述的系统还包括增频网络，所述的增频网络有四端，其中两端分别接主传输线，一端均接隔离电阻器，另一端接地。

较佳地，所述的系统还包括第一射频电容器，所述的第一射频电容器连接在主传输线的端口处。

较佳地，所述的耦合部分网络包括第一射频电阻器、第二射频电阻器和第二射频电容器，所述的第一射频电阻器的一端接副传输线，另一端接第二射频电容器，所述的第二射频电容器另一端接第二射频电阻器，第二射频电阻器的另一端接地。

较佳地，所述的∏型衰减网络包括第三射频电阻器、第四射频电阻器和第五射频电阻器，所述的第三射频电阻器的一端连接第四射频电阻器，另一端连接第五射频电阻器，所述的第四射频电阻器和第五射频电阻器的另一端均接地，所述的第三射频电阻器、第四射频电阻器和第五射频电阻器构成一个∏型衰减网络。

较佳地，所述的隔离电阻器包括第六射频电阻器、第七射频电阻器和第八射频电阻器，所述的第六射频电阻器、第七射频电阻器和第八射频电阻器并联组成一个隔离电阻器，所述的隔离电阻器一端连接增频网络，另一端接地。

较佳地，所述的增频网络由射频同轴线、4个微波磁环和4个锰锌铁氧体磁环组成，所述的增频网络具有四个端口，所述的射频同轴线的两端分别连接在主传输线上，其中一个端口连接隔离电阻器，另一个端口接地。

采用了本发明的微带毫米波单定向耦合器系统，微带毫米波单定向耦合器可实现毫米波频段使用，还可实现26.5GHz～43.5GHz的频段范围，可大量用于前端设备中，具有广泛的应用范围。

附图说明

图1为本发明的微带毫米波单定向耦合器系统的电路结构示意图。

图2为本发明的微带毫米波单定向耦合器系统的PCB结构示意图。

具体实施方式

为了能够更清楚地描述本发明的技术内容，下面结合具体实施例来进行进一步的描述。

本发明的该微带毫米波单定向耦合器系统，其中包括耦合部分网络、∏型衰减网络、主传输线、副传输线，所述的主传输线与副传输线构成耦合微带线，所述的耦合部分网络的一端与副传输线的一端相连，另一端与∏型衰减网络相连，所述的∏型衰减网络的另一端为耦合端口或隔离端口。

作为本发明的优选实施方式，所述的系统还包括隔离电阻器，所述的隔离电阻器的一端与耦合微带线相连，另一端接地。

作为本发明的优选实施方式，所述的系统还包括增频网络，所述的增频网络有四端，其中两端分别接主传输线，另外两端均接地。

作为本发明的优选实施方式，所述的系统还包括第一射频电容器，所述的第一射频电容器连接在主传输线的端口处。

作为本发明的优选实施方式，所述的耦合部分网络包括第一射频电阻器、第二射频电阻器和第二射频电容器，所述的第一射频电阻器的一端接副传输线，另一端接第二射频电容器，所述的第二射频电容器另一端接第二射频电阻器，第二射频电阻器的另一端接地。

作为本发明的优选实施方式，所述的∏型衰减网络包括第三射频电阻器、第四射频电阻器和第五射频电阻器，所述的第三射频电阻器的一端连接第四射频电阻器，另一端连接第五射频电阻器，所述的第四射频电阻器和第五射频电阻器的另一端均接地，所述的第三射频电阻器、第四射频电阻器和第五射频电阻器构成一个∏型衰减网络。

作为本发明的优选实施方式，所述的隔离电阻器包括第六射频电阻器、第七射频电阻器和第八射频电阻器，所述的第六射频电阻器、第七射频电阻器和第八射频电阻器并联组成一个隔离电阻器，所述的隔离电阻器一端连接增频网络，另一端接地。

作为本发明的优选实施方式，所述的增频网络由射频同轴线、4个微波磁环和4个锰锌铁氧体磁环组成，所述的增频网络具有四个端口，所述的射频同轴线的两端分别连接在主传输线上，其中一个端口连接隔离电阻器，另一个端口接地。

本发明的具体实施方式中，目的在于克服现有技术的缺点与不足，提供一种微带毫米波单定向耦合器技术方法。

微带毫米波单定向耦合器包括：主传输线、副传输线、耦合部分网络、增频网络、隔离电阻器、∏型衰减网络、主传输线与副传输线构成耦合微带线。

其中耦合部分网络的一端与副传输线的一端相连，另一端与∏型衰减网络相连；∏型衰减网络另一端为耦合端口或隔离端口；隔离电阻器的一端与耦合微带线相连，另一端接地。增频网络有四端，两端分别接主传输线，一端接隔离电阻器，另一端接地。

所述的主传输线端口处加上一个第一射频电容器C1(1.通高频的电容、2.隔直流保护端口)；

所述的耦合部分网络包含第一射频电阻器R1、第二射频电阻器R2、第二射频电容器C2。其中第一射频电阻器R1的一端接副传输线另一端接第二射频电容器C2，第二射频电容器C2的另一端接第二射频电阻器R2，第二射频电阻器R2另一端接地。

所述的增频网络T1包含直径1.2mm、长40mm的射频同轴线、微波磁环4个和锰锌铁氧体磁环4个。增频网络有四个端口，其中射频同轴线两端分别连接在主传输线上，一端口连接隔离电阻器，另一端口接地。

所述的隔离电阻器包含第六射频电阻器R6、第七射频电阻器R7和第八射频电阻器R8。其中第六射频电阻器R6、第七射频电阻器R7和第八射频电阻器R8三个射频电阻器并联组成一个隔离电阻器，一端连接增频网络，另一端接地。

所述的∏型衰减网络包含第三射频电阻器R3、第四射频电阻器R4、第五射频电阻器R5。其中第三射频电阻器R3的一端连接第四射频电阻器R4，另一端连接第五射频电阻器R5，第四射频电阻器R4和第五射频电阻器R5另一端均接地，第三射频电阻器R3、第四射频电阻器R4和第五射频电阻器R5构成一个∏型衰减网络。

本发明的具体实施例的工作过程如下所示：

如附图1所示，射频电容器：第一射频电容器C1和第二射频电容器C2取值470nF；射频电阻器：第一射频电阻器R1取值255Ω，第二射频电阻器R2取值49.9Ω，第三射频电阻器R3取值18Ω，第四射频电阻器R4和第五射频电阻器R5取值300Ω，第六射频电阻器R6和第七射频电阻器R7取值27Ω，第八射频电阻器R8取值30Ω。在26.5GHz～43.5GHz毫米波工作频段中均可测量耦合器指标。

如附图1所示，信号从Port2输入向Port1传输的方向为正向传输，从Port1输入向Port2传输的方向为反向传输。对于微带毫米波单定向耦合器而言，Port2为输入端口，Port1为反射端口，Port3为隔离端口，在T1得磁环附近贴上微波吸收材料，可提高方向性的数值。

本实施例的具体实现方案可以参见上述实施例中的相关说明，此处不再赘述。

可以理解的是，上述各实施例中相同或相似部分可以相互参考，在一些实施例中未详细说明的内容可以参见其他实施例中相同或相似的内容。

需要说明的是，在本发明的描述中，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。此外，在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是指至少两个。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

采用了本发明的微带毫米波单定向耦合器系统，微带毫米波单定向耦合器可实现毫米波频段使用，还可实现26.5GHz～43.5GHz的频段范围，可大量用于前端设备中，具有广泛的应用范围。

在此说明书中，本发明已参照其特定的实施例作了描述。但是，很显然仍可以作出各种修改和变换而不背离本发明的精神和范围。因此，说明书和附图应被认为是说明性的而非限制性的。

Claims (8)

1.一种微带毫米波单定向耦合器系统，其特征在于，所述的系统包括耦合部分网络、∏型衰减网络、主传输线、副传输线，所述的主传输线与副传输线构成耦合微带线，所述的耦合部分网络的一端与副传输线的一端相连，另一端与∏型衰减网络相连，所述的∏型衰减网络的另一端为耦合端口或隔离端口。

2.根据权利要求1所述的微带毫米波单定向耦合器系统，其特征在于，所述的系统还包括隔离电阻器，所述的隔离电阻器的一端与耦合微带线相连，另一端接地。

3.根据权利要求1所述的微带毫米波单定向耦合器系统，其特征在于，所述的系统还包括增频网络，所述的增频网络有四端，其中两端分别接主传输线，一端接隔离电阻器，另一端接地。

4.根据权利要求1所述的微带毫米波单定向耦合器系统，其特征在于，所述的系统还包括第一射频电容器，所述的第一射频电容器连接在主传输线的端口处。

5.根据权利要求1所述的微带毫米波单定向耦合器系统，其特征在于，所述的耦合部分网络包括第一射频电阻器、第二射频电阻器和第二射频电容器，所述的第一射频电阻器的一端接副传输线，另一端接第二射频电容器，所述的第二射频电容器另一端接第二射频电阻器，第二射频电阻器的另一端接地。

6.根据权利要求1所述的微带毫米波单定向耦合器系统，其特征在于，所述的∏型衰减网络包括第三射频电阻器、第四射频电阻器和第五射频电阻器，所述的第三射频电阻器的一端连接第四射频电阻器，另一端连接第五射频电阻器，所述的第四射频电阻器和第五射频电阻器的另一端均接地，所述的第三射频电阻器、第四射频电阻器和第五射频电阻器构成一个∏型衰减网络。

7.根据权利要求2所述的微带毫米波单定向耦合器系统，其特征在于，所述的隔离电阻器包括第六射频电阻器、第七射频电阻器和第八射频电阻器，所述的第六射频电阻器、第七射频电阻器和第八射频电阻器并联组成一个隔离电阻器，所述的隔离电阻器一端连接增频网络，另一端接地。

8.根据权利要求3所述的微带毫米波单定向耦合器系统，其特征在于，所述的增频网络由射频同轴线、4个微波磁环和4个锰锌铁氧体磁环组成，所述的增频网络具有四个端口，所述的射频同轴线的两端分别连接在主传输线上，其中一个端口连接隔离电阻器，另一个端口接地。

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