CN211578938U - 一种超宽带大功率定向耦合器 - Google Patents

Abstract

一种超宽带大功率定向耦合器，针对目前定向耦合器中采用λ/4传输线耦合器所存在的阶数多、功率容量低，无法实现超宽带工作的问题，采用耦合微带线和幅度均衡模块实现，耦合微带线和幅度均衡模块的结构简单，大幅度缩小耦合器的尺寸，而且不需要多级级联即可实现宽频工作，插损和平坦度等参数都得到很大的提升。

Description

一种超宽带大功率定向耦合器

技术领域

本实用新型涉及射频电路设计领域，特别涉及一种超宽带大功率定向耦合器。

背景技术

定向耦合器是一种通用的射频/微波部件，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。

定向耦合器是一种四端口元件，通常由直通线即主线和耦合线即副线组合而成，直通线和耦合线之间通过一定的耦合机制，例如缝隙、孔、耦合线段等把直通线功率的一部分或全部耦合到耦合线中，并且要求功率在耦合线中只传向某一输出端口，另一端口则无功率输出。

现有技术中，通常采用λ/4传输线耦合器，宽频带使用时需要采用多阶级联，例如在VHF/UHF等频段，级联阶数多，容易造成插损差、功率容量低的问题、阶数多还带来尺寸较大、超宽带工作带宽窄。

实用新型内容

本实用新型的目的是针对目前定向耦合器中采用λ/4传输线耦合器所存在的阶数多、功率容量低，无法实现超宽带工作的问题，提出一种超宽带大功率定向耦合器。

本实用新型的技术方案是：

本实用新型提供一种超宽带大功率定向耦合器，该耦合器包括主传输线、耦合线、大功率隔离负载R1和大功率吸收式幅度均衡模块；

所述主传输线的两端分别作为超宽带大功率定向耦合器的输入端和直通输出端，该主传输线与耦合线耦合构成微带耦合；

所述耦合线的一端作为隔离端串接大功率隔离负载R1之后接地，另一端作为耦合端接大功率吸收式幅度均衡模块；

所述大功率吸收式幅度均衡模块包括电阻器R2、R3，电感器L1、L2、L3，以及电容器C1、C2；所述电容器C1、C2分别与对应的电感器L2、L3并联，C1和L2以及C2和L3的一个并联连接点接地，另一个并联连接点串接对应的电阻器R2、R3的一端，电阻器R2、R3的另一端分别接电感器L1的两端，电阻器R3和电感器L1的连接点与耦合线的一端即耦合微带线的耦合端相连，电阻器R2和电感器L1的连接点作为超宽带大功率定向耦合器的耦合输出端。

进一步地，大功率吸收式幅度均衡模块为5个倍频程衰减量25dB的吸收式幅度均衡模块。

进一步地，电阻器R2与电阻器R3的电阻值相同。

进一步地，电容器C1与电容器C2的电容值相同。

进一步地，电感器L2与电感器L3的电感值相同。

本实用新型的有益效果：

本实用新型的定向耦合器，采用耦合微带线和幅度均衡模块实现，耦合微带线和幅度均衡模块的结构简单，大幅度缩小耦合器的尺寸，而且不需要多级级联即可实现宽频工作，插损和平坦度等参数都得到很大的提升

本实用新型的超宽带大功率定向耦合器，采用耦合微带线和大功率吸收式幅度均衡模块实现，大功率吸收式幅度均衡模块采用对称网络结构，具备结构简单，制作成本低。

本实用新型采用大功率吸收式幅度均衡模块实现，大功率电阻器R3和R2的应用，有效吸收耦合端输出的功率信号，提高定向耦合器的耦合信号幅度稳定性。

本实用新型的其它特征和优点将在随后具体实施方式部分予以详细说明。

附图说明

通过结合附图对本实用新型示例性实施方式进行更详细的描述，本实用新型的上述以及其它目的、特征和优势将变得更加明显，其中，在本实用新型示例性实施方式中，相同的参考标号通常代表相同部件。

图1示出了本实用新型的电原理图。

1、传输线；2、耦合线；3、耦合输出端。

具体实施方式

下面将参照附图更详细地描述本实用新型的优选实施方式。虽然附图中显示了本实用新型的优选实施方式，然而应该理解，可以以各种形式实现本实用新型而不应被这里阐述的实施方式所限制。

如图1，一种超宽带大功率定向耦合器，包括主传输线1、耦合线2、大功率隔离负载R1和大功率吸收式幅度均衡模块；所述主传输线1的两个端口分别为所述超宽带大功率定向耦合器的输入端1A、输出端1B。主传输线1与耦合线耦合构成耦合微带线，电阻器R3的输入端R3B与耦合线的耦合端2A和电感器L1的输入端L1B相连，电阻器R3的输出端R3A与电容器C2的输入端C2A和电感器L3的输入端L3B相连，电容器C2的输出端C2B和电感器L3的输出端L3A并联接地，电感器L1的输出端L1A与电阻器R2的输入端R2A相连，作为超宽带大功率定向耦合器的耦合输出端3，电阻器R2的输出端R2B与电容器C1的输入端C1A和电感器L2的输入端L2A相连，电容器C1的输出端C1B和电感器L2的输出端L2B并联接地。

上述的超宽带大功率定向耦合器，采用耦合微带线和大功率吸收式幅度均衡模块，微带线不用多级级联，即可实现宽频工作，且在各个参数上，相对于传统的定向耦合器，插损和平坦度指标得到了极大的提升。

在一实施例中，大功率吸收式幅度均衡模块具有5个倍频程25dB的衰减量，在大功率吸收式幅度均衡模块中，电容器C1和电感器L2、电容器C2和电感器L3构成并联谐振回路，并且电阻器R2与电阻器R3的电阻值相同、电容器C1与电容器C2的电容值相同、电感器L2与电感器L3的电感值相同，在远离谐振中心的频点处，传输特性曲线呈现5个倍频程25dB衰减量的规律变化。

上述的超宽带大功率定向耦合器，适用于VHF/UHF频段，下面给出了一种超宽带大功率定向耦合器的具体示例，具体如下：

其中，电阻器R1取值50Ω，电阻器R2取值50Ω，电阻器R3取值50Ω，电容器C1取值150pF，C2取值150pF，电感器L1取值200nH，L2取值500nH，L3取值500nH，在20MHz～520MHz工作频段范围内，功率容量200W，耦合度为50dB，插损不大于0.1dB，平坦度不大于±0.5dB，方向性大于20dB，定向耦合器的整体结构尺寸仅为53.5mm×46mm×15mm。

如图1所示，当射频信号从端口1A向端口1B传输的方向为正向，射频信号从端口1B向端口1A传输的方向为反向。对于正向单定向耦合器而言，1A为输入端，1B为输出端，电感L1和电阻R2的连接点为耦合端3。

在实际使用中，端口1A与大功率宽带线性射频功放的射频输出口连接，端口1B与天线的射频输入口连接。正向单定向耦合器的采样机理如下：当射频功放输出的大功率射频信号从端口1A输入沿着微带主传输线向端口1B传输时，微带副传输线通过耦合缝隙从微带主传输线耦合出一部分信号能量送至大功率吸收式幅度均衡模块，再经过大功率吸收式幅度均衡模块，从电阻器R2和电感器L1连接的耦合端输出。

以上已经描述了本实用新型的各实施例，上述说明是示例性的，并非穷尽性的，并且也不限于所披露的各实施例。在不偏离所说明的各实施例的范围和精神的情况下，对于本技术领域的普通技术人员来说许多修改和变更都是显而易见的。

Claims (5)

1.一种超宽带大功率定向耦合器，其特征在于，该耦合器包括主传输线(1)、耦合线(2)、大功率隔离负载R1和大功率吸收式幅度均衡模块；

所述主传输线(1)的两端分别作为超宽带大功率定向耦合器的输入端和直通输出端，该主传输线(1)与耦合线(2)耦合构成微带耦合；

所述耦合线(2)的一端作为隔离端串接大功率隔离负载R1之后接地，另一端作为耦合端接大功率吸收式幅度均衡模块；

所述大功率吸收式幅度均衡模块包括电阻器R2、R3，电感器L1、L2、L3，以及电容器C1、C2；所述电容器C1、C2分别与对应的电感器L2、L3并联，C1和L2以及C2和L3的一个并联连接点接地，另一个并联连接点串接对应的电阻器R2、R3的一端，电阻器R2、R3的另一端分别接电感器L1的两端，电阻器R3和电感器L1的连接点与耦合线(2)的一端即耦合微带线的耦合端相连，电阻器R2和电感器L1的连接点作为超宽带大功率定向耦合器的耦合输出端(3)。

2.根据权利要求1所述的超宽带大功率定向耦合器，其特征在于，大功率吸收式幅度均衡模块为5个倍频程衰减量25dB的吸收式幅度均衡模块。

3.根据权利要求1所述的超宽带大功率定向耦合器，其特征在于，电阻器R2与电阻器R3的电阻值相同。

4.根据权利要求1所述的超宽带大功率定向耦合器，其特征在于，电容器C1与电容器C2的电容值相同。

5.根据权利要求1所述的超宽带大功率定向耦合器，其特征在于，电感器L2与电感器L3的电感值相同。

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