CN204885390U - 一种双层小型化低成本定向分支耦合器 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及无源电子器件技术领域，尤其涉及一种双层小型化低成本定向分支耦合器；本实用新型的双层小型化低成本定向分支耦合器，包括介质板，还包括长度渐变的S形微带线、第一信号传输线、第二信号传输线、第三信号传输线、第四信号传输线、金属底板、S形共面波导传输线和导电过孔；所述长度渐变的S形微带线和所述S形共面波导传输线通过所述导电过孔首尾相连的构成去向电路和返向电路；本实用新型的双层小型化低成本定向分支耦合器，尺寸小、结构简单、便于加工、成本低廉、相对带宽较宽，插入损耗低。

Description

一种双层小型化低成本定向分支耦合器

技术领域

本实用新型涉及无源电子器件技术领域，尤其涉及一种双层小型化低成本定向分支耦合器。

背景技术

随着无线通信技术的快速发展,各种通讯系统的载波频率不断提高,小型化低功耗的高频电子器件及电路设计使微带技术发挥了优势。

一般而言，耦合器分为波导与微带耦合器。虽然波导因其所特有的损耗低、抗干扰性能好、功率容量大、易于兼容口径天线等优点，但是波导的体积与重量都过于巨大,使得系统设计中经常出现电性能与机动性能、隐蔽性能的相互矛盾,这些矛盾甚至成为了系统总体设计的瓶颈。以微带线等为主要代表的新型集成传输系统以其重量轻、体积小、设计灵活、成本低廉等优点逐渐取代传统金属管波导成为微波与射频系统的主要实现形式。然而，随着终端小型化，电路集成化的发展趋势日益明显，超小型化微带耦合器的设计已成为当前微波耦合器理论技术发展的一个主要方向。

目前，小型化微带耦合器技术主要有一下三种：

LTCC技术。采用LTCC(低温共烧陶瓷)技术，是将低温烧结陶瓷粉制成厚度精确而且致密的生瓷带，在生瓷带上利用激光打孔、微孔注浆、精密导体浆料印刷等工艺制出所需要的电路图形，并将多个被动组件(如低容值电容、电阻、滤波器、阻抗转换器、耦合器等)埋入多层陶瓷基板中，然后叠压在一起，内外电极可分别使用银、铜、金等金属，在900℃下烧结，制成三维空间互不干扰的高密度电路，也可制成内置无源元件的三维电路基板，在其表面可以贴装IC和有源器件，制成无源/有源集成的功能模块，可进一步将电路小型化与高密度化，特别适合用于高频通讯用组件。此种技术易于微带无源器件的小型化，然而制作工艺复杂、设计成本高成为该技术的主要发展瓶颈。

慢波结构技术。该技术是用来传输电磁波，并使电磁波的相速下降到略低于电子束的速度，从而使电子束能够与高频电场顺利地进行互作用。目前，比较典型的几种慢波结构有耦合腔、梯形线、曲折波导以及最为常见的螺旋线慢波结构。然而，慢波结构只能在一定程度上降低电子束的速度，对包括耦合器在内的微波器件的小型化作用十分有限。

加载技术。该技术在微波电路中加载电阻、电容或电感的方式，人为地改变电路阻抗。在较短的微带线布局中实现较低频匹配的目的。然而，加载电路器件后，一方面，输入输出各端口谐振点会发生偏移；另一方面，耦合器工作带宽也会下降，降低耦合器的实用性。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种双层小型化低成本定向分支耦合器，尺寸小、结构简单、便于加工、成本低廉、相对带宽较宽，插入损耗低。

本实用新型为解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种双层小型化低成本定向分支耦合器，包括介质板，还包括设置于所述介质板的一侧的长度渐变的S形微带线、电连接于所述长度渐变的S形微带线的端部的第一信号传输线、电连接于所述长度渐变的S形微带线的端部的第二信号传输线、电连接于所述长度渐变的S形微带线的端部的第三信号传输线、电连接于所述长度渐变的S形微带线的端部的第四信号传输线、设置于所述介质板的另一侧的金属底板、设置于所述介质板的远离所述长度渐变的S形微带线的一侧且嵌设于所述金属底板内的S形共面波导传输线和穿设于所述介质板内且一端和所述长度渐变的S形微带线电连接另一端和所述S形共面波导传输线电连接的导电过孔；所述长度渐变的S形微带线和所述S形共面波导传输线通过所述导电过孔首尾相连的构成去向电路和返向电路。

其中，所述金属底板为接地金属板。

其中，所述长度渐变的S形微带线沿着所述双层小型化低成本定向分支耦合器的由中心向边缘的方向长度逐渐增大，所述S形共面波导传输线沿着所述双层小型化低成本定向分支耦合器的由中心向边缘的方向长度逐渐增大；所述长度渐变的S形微带线和所述S形共面波导传输线构成渐变性S形微带—共面波导传输线组。

其中，在沿着垂直于所述介质板的端面的方向上所述长度渐变的S形微带线和所述S形共面波导传输线相互平行。

其中，纵向排列的所述长度渐变的S形微带线的宽度为k1，横向排列的所述长度渐变的S形微带线的宽度为k2；所述k1：k2为

其中，横向排列的所述S形共面波导传输线的线宽为w1，纵向排列的所述S形共面波导传输线的线宽为w2；横向排列的所述S形共面波导传输线与所述金属底板之间的缝隙为g1，纵向排列的所述S形共面波导传输线与所述金属底板之间的缝隙为g2；所述w1为2.4毫米，所述w2为2.3毫米，所述g1为0.1毫米，所述g2为0.15毫米。

其中，所述介质板的厚度为0.5毫米；所述介质板是由F4B制成的介质板。

本实用新型的优点在于：

本实用新型的双层小型化低成本定向分支耦合器，包括介质板，还包括设置于所述介质板的一侧的长度渐变的S形微带线、电连接于所述长度渐变的S形微带线的端部的第一信号传输线、电连接于所述长度渐变的S形微带线的端部的第二信号传输线、电连接于所述长度渐变的S形微带线的端部的第三信号传输线、电连接于所述长度渐变的S形微带线的端部的第四信号传输线、设置于所述介质板的另一侧的金属底板、设置于所述介质板的远离所述长度渐变的S形微带线的一侧且嵌设于所述金属底板内的S形共面波导传输线和穿设于所述介质板内且一端和所述长度渐变的S形微带线电连接另一端和所述S形共面波导传输线电连接的导电过孔；所述长度渐变的S形微带线和所述S形共面波导传输线通过所述导电过孔首尾相连的构成去向电路和返向电路；实用新型的双层小型化低成本定向分支耦合器尺寸小、结构简单、便于加工、成本低廉、相对带宽较宽，插入损耗低。

附图说明

图1是本实用新型的双层小型化低成本定向分支耦合器的主视图。

图2是本实用新型的双层小型化低成本定向分支耦合器的俯视图。

图3是本实用新型的双层小型化低成本定向分支耦合器的仰视图。

1-长度渐变的S形微带线；2-S形共面波导传输线；3-金属底板；4-导电过孔；51-第一信号传输线；52-第二信号传输线；53-第三信号传输线；54-第四信号传输线；6-介质板。

具体实施方式

为了使本实用新型实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合图示与具体实施例，进一步阐述本实用新型。

结合图1至图3对本实用新型的双层小型化低成本定向分支耦合器进行详细说明。

本实用新型的双层小型化低成本定向分支耦合器，包括介质板6，还包括设置于所述介质板6的一侧的长度渐变的S形微带线1、电连接于所述长度渐变的S形微带线1的端部的第一信号传输线51、电连接于所述长度渐变的S形微带线1的端部的第二信号传输线52、电连接于所述长度渐变的S形微带线1的端部的第三信号传输线53、电连接于所述长度渐变的S形微带线1的端部的第四信号传输线54、设置于所述介质板6的另一侧的金属底板3、设置于所述介质板6的远离所述长度渐变的S形微带线1的一侧且嵌设于所述金属底板3内的S形共面波导传输线2和穿设于所述介质板6内且一端和所述长度渐变的S形微带线1电连接另一端和所述S形共面波导传输线2电连接的导电过孔4；所述长度渐变的S形微带线1和所述S形共面波导传输线2通过所述导电过孔4首尾相连的构成去向电路和返向电路。

所述金属底板3为接地金属板。

所述长度渐变的S形微带线1沿着所述双层小型化低成本定向分支耦合器的由中心向边缘的方向长度逐渐增大，所述S形共面波导传输线2沿着所述双层小型化低成本定向分支耦合器的由中心向边缘的方向长度逐渐增大；所述长度渐变的S形微带线1和所述S形共面波导传输线2构成渐变性S形微带—共面波导传输线组。

在沿着垂直于所述介质板6的端面的方向上所述长度渐变的S形微带线1和所述S形共面波导传输线2相互平行。

纵向排列的所述长度渐变的S形微带线1的宽度为k1，横向排列的所述长度渐变的S形微带线1的宽度为k2；所述k1：k2为

横向排列的所述S形共面波导传输线2的线宽为w1，纵向排列的所述S形共面波导传输线2的线宽为w2；横向排列的所述S形共面波导传输线2与所述金属底板3之间的缝隙为g1，纵向排列的所述S形共面波导传输线2与所述金属底板3之间的缝隙为g2；所述w1为2.4毫米，所述w2为2.3毫米，所述g1为0.1毫米，所述g2为0.15毫米。

所述介质板6的厚度为0.5毫米；所述介质板6是由F4B制成的介质板。

本实用新型超小型化定向分支耦合器与传统定向分支耦合器设计原理相似，都采用50Ω同轴连接器连接输入、输出信号。一般的，对定向分支耦合器电性能的要求为：当第一信号传输线51为输入端口，第二信号传输线52、第三信号传输线53为输出端口，第三信号传输线54为隔离端口时，在工作频段内，第一信号传输线51、第三信号传输线54的隔离度大于+15dB，第二信号传输线52、第三信号传输线53输出信号幅度相等，相位相差90°。

本实用新型超小型化定向分支耦合器基于厚度为0.5mm的矩形F4B介质，采用双层金属片布局。顶层与底层布置长度渐变的S形微带线1与S形共面波导传输线2，并有导电过孔4连接。

以上显示和描述了本实用新型的基本原理、主要特征和本实用新型的优点。本行业的技术人员应该了解，本实用新型不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本实用新型的原理，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下本实用新型还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型范围内。本实用新型要求保护范围由所附的权利要求书及其等同物界定。

Claims (7)

1.一种双层小型化低成本定向分支耦合器，包括介质板(6)，其特征在于：还包括设置于所述介质板(6)的一侧的长度渐变的S形微带线(1)、电连接于所述长度渐变的S形微带线(1)的端部的第一信号传输线(51)、电连接于所述长度渐变的S形微带线(1)的端部的第二信号传输线(52)、电连接于所述长度渐变的S形微带线(1)的端部的第三信号传输线(53)、电连接于所述长度渐变的S形微带线(1)的端部的第四信号传输线(54)、设置于所述介质板(6)的另一侧的金属底板(3)、设置于所述介质板(6)的远离所述长度渐变的S形微带线(1)的一侧且嵌设于所述金属底板(3)内的S形共面波导传输线(2)和穿设于所述介质板(6)内且一端和所述长度渐变的S形微带线(1)电连接另一端和所述S形共面波导传输线(2)电连接的导电过孔(4)；所述长度渐变的S形微带线(1)和所述S形共面波导传输线(2)通过所述导电过孔(4)首尾相连的构成去向电路和返向电路。

2.根据权利要求1所述的一种双层小型化低成本定向分支耦合器，其特征在于：所述金属底板(3)为接地金属板。

3.根据权利要求2所述的一种双层小型化低成本定向分支耦合器，其特征在于：所述长度渐变的S形微带线(1)沿着所述双层小型化低成本定向分支耦合器的由中心向边缘的方向长度逐渐增大，所述S形共面波导传输线(2)沿着所述双层小型化低成本定向分支耦合器的由中心向边缘的方向长度逐渐增大；所述长度渐变的S形微带线(1)和所述S形共面波导传输线(2)构成渐变性S形微带—共面波导传输线组。

4.根据权利要求3所述的一种双层小型化低成本定向分支耦合器，其特征在于：在沿着垂直于所述介质板(6)的端面的方向上所述长度渐变的S形微带线(1)和所述S形共面波导传输线(2)相互平行。

5.根据权利要求4所述的一种双层小型化低成本定向分支耦合器，其特征在于：纵向排列的所述长度渐变的S形微带线(1)的宽度为k1，横向排列的所述长度渐变的S形微带线(1)的宽度为k2；所述k1：k2为

6.根据权利要求5所述的一种双层小型化低成本定向分支耦合器，其特征在于：横向排列的所述S形共面波导传输线(2)的线宽为w1，纵向排列的所述S形共面波导传输线(2)的线宽为w2；横向排列的所述S形共面波导传输线(2)与所述金属底板(3)之间的缝隙为g1，纵向排列的所述S形共面波导传输线(2)与所述金属底板(3)之间的缝隙为g2；所述w1为2.4毫米，所述w2为2.3毫米，所述g1为0.1毫米，所述g2为0.15毫米。

7.根据权利要求6所述的一种双层小型化低成本定向分支耦合器，其特征在于：所述介质板(6)的厚度为0.5毫米；所述介质板(6)是由F4B制成的介质板。