CN202797225U - 一种馈电型耦合器 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种馈电型耦合器，其包括输入端、直通输出端、第一耦合输出端、第二耦合输出端、连接在输入端和直通输出端之间的主导体、连接在第一耦合输出端与第二耦合输出端之间的耦合导体，以及连接在输入端与第一耦合输出端之间的馈电模块；馈电模块包括电感和电容，电感串接于输入端与第一耦合输出端之间；电容一端连接在电感的一端上，另一端接地。本实用新型的馈电模块能够对耦合端进行馈电，以实现网络覆盖中每个分支天线皆可进行馈电，获得不良信号的反馈，以节约资源，降低成本。

Description

一种馈电型耦合器

技术领域

本实用新型涉及微波器件技术领域，特别是用于厘米波组件与系统设计的一种馈电型耦合器。

背景技术

耦合器在如今的通信业应用非常广泛，特别是室内网络覆盖系统中，耦合器是一个重要的组件，其通过电磁耦合方式进行信号的不等份分配和功率合成，对每个终端天线进行信号输出。在应用中，通常要求耦合器器件具有损耗低、频带宽、低互调等特点。

现有技术中，耦合器通常采用导线耦合的方式实现耦合，如图1所示，现有耦合器中包括耦合导体2和主导体1，主导体1两端分别连接输入端IN1和直通输出端OUT1；耦合导体2一端连接耦合口，作为耦合输出端OUT2，另一端的耦合输出端连接电阻。基于这种设计的耦合器虽然在以往的使用中比较适用，但是随着4G的LD-LTE（Time Division Long TermEvolution分时长期演进）将成为新的通信标准，在4G网络覆盖中要求对每个分支天线进行馈电，以取得不良信号的反馈；而现有的耦合器虽然可以对输入、输出端口进行馈电，但耦合口是基于耦合方式工作的，则无法直接馈电。这就需要对耦合口的天线另外连接一根直流电线。这在网络覆盖的实施过程中造成了极大的不便，也非常的浪费资源，增加成本。

发明内容

本实用新型的目的是提供一种馈电型耦合器，其能够实现网络覆盖中每个分支天线皆可进行馈电，获得不良信号的反馈，以节约资源，降低成本。

为实现上述目的，本实用新型采取的技术方案为：一种馈电型耦合器，其包括输入端、直通输出端、第一耦合输出端、第二耦合输出端，以及连接在输入端和直通输出端之间的主导体，和连接在第一耦合输出端与第二耦合输出端之间的耦合导体；还包括连接在输入端与第一耦合输出端之间的馈电模块；

馈电模块包括电感和电容，电感串接于输入端与第一耦合输出端之间；电容一端连接在电感的一端上，另一端接地。

本实用新型在应用时，馈电模块形成LC低通滤波器的形式，其中电感产生低频响应，不会对使用频段产生干扰；又由于电感的导电性，对输入端加电压时，电流会经过主导体再通过电感对耦合端进行馈电，把来自输入端的直流电压馈电至第一耦合输出端。从而实现耦合输出端天线的馈电，以获得不良信号的反馈。

进一步的，所述馈电模块中，按照低通滤波器原形，电容包括第一电容和第二电容；第一电容和第二电容的一端分别连接在电感的两端上。可以有效的压制边带抑制，使其不对高频产生频率干挠。

作为一种改进，本实用新型还包括负载电阻，负载电阻一端连接第二耦合输出端，另一端接地。负载电阻可用于吸收来自耦合端的反射功率，从而不会产生驻波反射。

为了防止电流经过耦合导体时，由于电流过大而烧坏负载电阻，本实用新型还包括隔离电容，负载电阻与隔离电容串接于第二耦合输出端与接地端之间。隔离电容可隔离来自耦合导体的直流电压。

优选的，本实用新型的馈电模块中，电感的取值范围为500nH-700nH，线圈数量为10圈；经现有软件AWR仿真效果可得出，上述参数取值可保证不会对使用频段产生干扰。

本实用新型的有益效果为：通过设置低通滤波器形式的馈电模块，实现了对耦合端的馈电，同时又不会对使用频段产生干扰。将本实用新型应用于网络覆盖工程中时，即可实现网络覆盖中每个分支天线皆可进行馈电，获得不良信号的反馈，在网络覆盖中可以节省大量的电源线。且本实用新型的耦合器器件性能稳定，互调低，可以在任何工作环境中使用，节约资源，降低成本。

附图说明

图1所示为现有的定向耦合器结构示意图；

图2所示为图1的等效原理图；

图3所示为图1的定向耦合器的耦合度S21的参数示意图；

图4所示为本实用新型的结构示意图；

图5所示为本实用新型的实施例一的原理图；

图6所示为实施例一的耦合度S21参数示意图；

图7所示为本实用新型的实施例二的原理图；

图8所示为实施例二的S21参数示意图；

图9所示为实施例三的原理图；

图10所示为图9的等效电路原理图；

图11所示为实施例三的S11驻波反值意图。

具体实施方式

为使本实用新型的内容更加明显易懂，以下结合附图和具体实施方式做进一步描述。

结合图1至图2，现有耦合器中包括耦合导体2和主导体1，主导体1两端分别连接输入端IN1和直通输出端OUT1；耦合导体2一端连接耦合口，作为耦合输出端OUT2，另一端的耦合输出端连接电阻。以698-2700MHz频段耦合器为例，现有技术的定向耦合器根据多节不对称耦合传输线定向耦合器设计，多节不对称耦合传输线定向耦合器由等效的1/4波长阶梯阻抗滤波器原型来进行综合。

利用现有耦合器设计文献《现代微波滤波器结构与设计》进行查表，如下表1：

查表1得出三节不对称耦合传输线的奇偶模阻抗分别为：第一节为2.223X50=111.5，50/2.223=22.4；第二节为1.387X50=69.3，50/1.387=36.0；第三节为：1.09X50=54.5，50/1.09=45.87。设定此耦合器为微带耦合器，其空间介质的介电常数为2.55，波长为27MM，导带的宽度分别为1.7mm、2.63mm、3.06mm；导带间隙分别为0.5MM、1.2MM、1.8。将参数带入现有仿真软件，可得出图3所示的耦合参数的性能指标。结合图2和图3可看出，POT1与POT2端口是完全隔开的，通过空气对其进行电磁耦合，无法对POT2端口进行直流电进行馈电。

结合图4、图5、图7、图9、图10，本实用新型包括输入端IN1、直通输出端OUT1、第一耦合输出端OUT2、第二耦合输出端，分别对应PORT2、PORT4、PORT1、PORT3；以及连接在输入端IN1和直通输出端OUT1之间的主导体1，和连接在第一耦合输出端OUT2与第二耦合输出端之间的耦合导体2。

实施例一：

结合图5和图6，本实用新型还包括连接在输入端IN1与第一耦合输出端OUT2之间的馈电模块；

馈电模块包括电感L和电容，电感L串接于输入端IN1与第一耦合输出端之间；电容一端连接在电感的一端上，另一端接地。电容包括第一电容C2和第二电容C3；第一电容C2和第二电容C3的一端分别连接在电感L的两端上，通过电容C2、C3与电感L的组合成为低通滤波器首要因数。

在应用时，由于电感的导电性，对耦合器输入端加电压时，电流会经过主导体再通过电感对耦合端进行馈电，把来自输入端的直流电压馈电至第一耦合输出端，即可实现耦合输出端天线的馈电，以获得不良信号的反馈。馈电模块形成LC低通滤波器的形式，其中电感产生低频响应，不会对使用频段产生干扰；如图6所示的耦合值S21参数示意图可看出：加入馈电模块后，使用频段698-2700MHz频率正常，与图3所示频率响应并无区别，698MHz以下频率衰减正常，对通带内并无影响。

实施例二：

结合图7和图8，本实用新型中第二耦合输出端上连接有一个隔离电容C1，C1的另一端接地，隔离电容C1可防止电流过大烧坏耦合导体。图8为图7的实施例对应的S21参数示意图，对比图6和图8可知，加入隔离电容C1后，不会影响馈电模块的功能，不会对>698MHZ的使用频段产生频率干扰。

实施例三：

结合图9至图11，本实用新型的第二耦合输出端上还连接有负载电阻R1。对比图2、图7和图9，并结合图11所示，根据射频电阻特性，负载电阻R1可吸收来自PORT1口的驻波，从而取代PORT3，隔离电容C1也可通过隔离电压防止电流过大烧毁负载电阻R1。

本实施例中，通过现有软件AWR仿真效果得出，当电感的取值范围为500nH-700nH，线圈数量为10圈，可保证不会对使用频段产生干扰。C2和C3的取值可均为10pF，隔离电容C1可选1pF，使得本实用新型的耦合器功能较佳。

本实用新型中所述具体实施案例仅为本实用新型的较佳实施案例而已，并非用来限定本实用新型的实施范围。即凡依本实用新型申请专利范围的内容所作的等效变化与修饰，都应作为本实用新型的技术范畴。

Claims (5)

1. 一种馈电型耦合器，其包括输入端、直通输出端、第一耦合输出端、第二耦合输出端，以及连接在输入端和直通输出端之间的主导体，和连接在第一耦合输出端与第二耦合输出端之间的耦合导体；其特征是，还包括连接在输入端与第一耦合输出端之间的馈电模块；

馈电模块包括电感和电容，电感串接于输入端与第一耦合输出端之间；电容一端连接在电感的一端上，另一端接地。

2. 根据权利要求1所述的馈电型超宽频耦合器，其特征是，所述馈电模块中，电容包括第一电容和第二电容；第一电容和第二电容的一端分别连接在电感的两端上。

3. 根据权利要求1或2所述的馈电型超宽频耦合器，其特征是，还包括负载电阻，负载电阻一端连接第二耦合输出端，另一端接地。

4. 根据权利要求3所述的馈电型超宽频耦合器，其特征是，还包括隔离电容，隔离电容与负载电阻串接于第二耦合输出端与接地端之间。

5. 根据权利要求3所述的馈电型超宽频耦合器，其特征是，馈电模块中，电感的取值范围为500nH-700nH，线圈数量为10圈。

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