CN213816389U - 一种小型化微带线耦合器和pcb电路板 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种小型化微带线耦合器和PCB电路板，涉及微波射频技术领域，解决了现有微波系统体积过大、重量过重已不能满足发展需要的问题，其技术方案要点是：包括主线路和耦合线路，主线路的两端分别为输入端口、直通端口，耦合线路的两端分别为耦合端口、隔离端口，主线路和耦合线路之间部分线路相互靠拢构成一阶耦合器；耦合线路串联有位于耦合端口、一阶耦合器之间的电感，电感两端的连接点均通过电容接地形成单一高频线路。在耦合端引入一个由电容和电感构成的π型调试结构，在保证微带线耦合器的耦合度平坦、工作频带宽、方向性好、隔离度高的同时，在同种工作频带内面积缩小了60％，设计较为简便，可满足微波射频通信小型化需要。

Description

一种小型化微带线耦合器和PCB电路板

技术领域

本实用新型涉及微波射频技术领域，更具体地说，它涉及一种小型化微带线耦合器和PCB电路板。

背景技术

通信技术一直持续不断的在更新，人们也开始逐渐增大对系统的需求，狭窄、低速的传输信道已远不能满足目前人类渴望可以装载更多、传输更快的通信。而微波不仅频率高、频带宽而且可以大容量的传输信息，因此其可被多种无线系统使用，比如卫星通信、微波中继通信以及移动通信等。随着现代无线移动通信的快速发展，小型化、高性能的T/R组件对微波射频通信的性能起到决定性的作用，尤其是航空航天、民航等微波通信系统而言，小型化、高性能的T/R组件的重要性更为突出。

在微波系统中，往往需将一路微波功率按比例分成几路，这就是功率分配问题。实现这一功能的元件称为功率分配元器件即耦合器，主要包括:定向耦合器、功率分配器以及各种微波分支器件。随着对系统小型化的要求越来越高，原有的微波系统由于其体积过大、重量过重已不能满足发展的需要。

因此，如何研究设计一种小型化微带线耦合器和PCB电路板是我们目前急需解决的问题。

实用新型内容

为解决现有技术中的不足，本实用新型的目的是提供一种小型化微带线耦合器和PCB电路板。

本实用新型的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：

第一方面，提供了一种小型化微带线耦合器，包括主线路和耦合线路，主线路的两端分别为输入端口、直通端口，耦合线路的两端分别为耦合端口、隔离端口，主线路和耦合线路之间部分线路相互靠拢构成一阶耦合器；耦合线路串联有位于耦合端口、一阶耦合器之间的电感，电感两端的连接点均通过电容接地形成单一高频线路。

进一步的，所述电容为高Q值电容。

进一步的，所述电感为高Q值电感。

第二方面，提供了一种PCB电路板，包括印刷板，所述印刷板设有如第一方面中任意一项所述的一种小型化微带线耦合器。

进一步的，所述主线路为直线路，耦合线路为L型线路，耦合线路的水平线路与主线路平行设置，耦合线路的竖直线路背离主线路设置；印刷板设有接地板，电感安装在竖直线路上，两个电容位于接地板、竖直线路之间，且两个电容分布在电感两侧。

进一步的，所述接地板位于竖直线路背向水平线路一侧。

进一步的，两所述电容平行设置，且两个电容均与竖直线路垂直。

进一步的，所述输入端口、直通端口、耦合端口、隔离端口均位于印刷板的侧边缘处。

与现有技术相比，本实用新型具有以下有益效果：

1、本实用新型在微带线耦合器的耦合端引入一个由电容和电感构成的π型调试结构，在保证微带线耦合器的耦合度平坦、工作频带宽、方向性好、隔离度高的同时，在同种工作频带内面积缩小了60％，设计较为简便，可满足微波射频通信小型化的设计需要；

2、本实用新型通过采用高Q值电容、高Q值电感，能够减小封装带来的寄生效应；

3、本实用新型提供的微带线耦合器在整个0.6GHz到3GHz的频段范围内，耦合度为40±0.3dB，隔离度＞14dB，能够满足大多数的应用，应用范围广，且长度仅仅8.8mm，可极大减小耦合器的尺寸。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本实用新型实施例的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本实用新型实施例的限定。在附图中：

图1是本实用新型实施例中的工作原理图；

图2是本实用新型实施例中PCB电路板的分布示意图；

图3是本实用新型实施例中的耦合度测试图；

图4是本实用新型实施例中的隔离度测试图。

附图中标记及对应的零部件名称：

1、输入端口；2、一阶耦合器；3、直通端口；4、耦合端口；5、电容；6、电感；7、隔离端口；8、印刷板；9、接地板；10、主线路；11、耦合线路；12、水平线路；13、竖直线路。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施例和附图，对本实用新型作进一步的详细说明，本实用新型的示意性实施方式及其说明仅用于解释本实用新型，并不作为对本实用新型的限定。

需说明的是，当部件被称为“固定于”或“设置于”另一个部件，它可以直接在另一个部件上或者间接在该另一个部件上。当一个部件被称为是“连接于”另一个部件，它可以是直接或者间接连接至该另一个部件上。

需要理解的是，术语“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，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实用新型的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

实施例1：一种小型化微带线耦合器，如图1所示，包括主线路10和耦合线路11，主线路10的两端分别为输入端口1、直通端口3，耦合线路11的两端分别为耦合端口4、隔离端口7，主线路10和耦合线路11之间部分线路相互靠拢构成一阶耦合器2；耦合线路11串联有位于耦合端口4、一阶耦合器2之间的电感6，电感6两端的连接点均通过电容5接地形成单一高频线路。

在本实施例中，电容5为高Q值电容5，能够减小封装带来的寄生效应。

在本实施例中，电感6为高Q值电感6，能够减小封装带来的寄生效应。

实施例2：一种PCB电路板，如图1与图2所示，包括印刷板8，印刷板8 设有如实施例中记载的一种小型化微带线耦合器。主线路10为直线路，耦合线路11为L型线路，耦合线路11的水平线路12与主线路10平行设置，耦合线路 11的竖直线路13背离主线路10设置；印刷板8设有接地板9，电感6安装在竖直线路13上，两个电容5位于接地板9、竖直线路13之间，且两个电容5分布在电感6两侧。接地板9位于竖直线路13背向水平线路12一侧。两电容5平行设置，且两个电容5均与竖直线路13垂直。输入端口1、直通端口3、耦合端口 4、隔离端口7均位于印刷板8的侧边缘处。

常规方法采用多节非对称或者对称结构来实现宽频带耦合器，但是尺寸较大。根据耦合器的理论要实现以上指标，若采用常规方法设计需要3节，采用 RT/duroids5880板材，在中心频率1.8GHZ处的四分之一波长的电长度为30.5mm, 三节的总长度为91.5mm；尺寸较大，没法满足航天航空的小型化需求。

通过实验验证，其结果如图3与图4所示，本实施例所提供的一种小型化微带线耦合器具有尺寸小、带内耦合度平坦、隔离度大等特点，在同种工作频带内面积缩小了60％，设计较为简便，可满足微波射频通信小型化的设计需要；微带线耦合器在整个0.6GHz到3GHz的频段范围内，耦合度为40±0.3dB，隔离度＞ 14dB，能够满足大多数的应用，应用范围广，且长度仅仅8.8mm，可极大减小耦合器的尺寸。

以上的具体实施方式，对本实用新型的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上仅为本实用新型的具体实施方式而已，并不用于限定本实用新型的保护范围，凡在本实用新型的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种小型化微带线耦合器，其特征是，包括主线路(10)和耦合线路(11)，主线路(10)的两端分别为输入端口(1)、直通端口(3)，耦合线路(11)的两端分别为耦合端口(4)、隔离端口(7)，主线路(10)和耦合线路(11)之间部分线路相互靠拢构成一阶耦合器(2)；耦合线路(11)串联有位于耦合端口(4)、一阶耦合器(2)之间的电感(6)，电感(6)两端的连接点均通过电容(5)接地形成单一高频线路。

2.根据权利要求1所述的一种小型化微带线耦合器，其特征是，所述电容(5)为高Q值电容(5)。

3.根据权利要求1所述的一种小型化微带线耦合器，其特征是，所述电感(6)为高Q值电感(6)。

4.一种PCB电路板，包括印刷板(8)，其特征是，所述印刷板(8)设有如权利要求1-3任意一项所述的一种小型化微带线耦合器。

5.根据权利要求4所述的一种PCB电路板，其特征是，所述主线路(10)为直线路，耦合线路(11)为L型线路，耦合线路(11)的水平线路(12)与主线路(10)平行设置，耦合线路(11)的竖直线路(13)背离主线路(10)设置；印刷板(8)设有接地板(9)，电感(6)安装在竖直线路(13)上，两个电容(5)位于接地板(9)、竖直线路(13)之间，且两个电容(5)分布在电感(6)两侧。

6.根据权利要求5所述的一种PCB电路板，其特征是，所述接地板(9)位于竖直线路(13)背向水平线路(12)一侧。

7.根据权利要求6所述的一种PCB电路板，其特征是，两所述电容(5)平行设置，且两个电容(5)均与竖直线路(13)垂直。

8.根据权利要求4所述的一种PCB电路板，其特征是，所述输入端口(1)、直通端口(3)、耦合端口(4)、隔离端口(7)均位于印刷板(8)的侧边缘处。

Images