CN218586314U - 一种射频耦合器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种射频耦合器，包括平行耦合的信号主路和耦合支路，信号主路的一端连接有输入端口，信号主路的另一端连接有直通输出端口，耦合支路的一端连接有耦合输出端口，耦合支路的另一端连接有隔直电容，隔直电容的另一端连接隔离电阻，信号主路与耦合支路之间通过高Q值电感连接，高Q值电感的两端分别连接在信号主路靠近直通输出端口的一侧，以及耦合支路靠近隔直电容的一侧，信号主路、输入端口、直通输出端口、耦合支路及耦合输出端口均导电。本实用新型可以在不影响基础射频功分性能的情况下，实现直流供电系统与室分射频系统的有效兼容，既能保证射频功分目的的达成，又能进行双端口的直流供电输出。

Description

一种射频耦合器

技术领域

本实用新型属于微波器件技术领域，具体涉及一种射频耦合器。

背景技术

常规耦合器是由带状线或微带线设计而成的，作为移动通信室内分布器件应用。移动通信室内信号分布系统中，信号功率的分配主要由同轴电缆、功分器和耦合器等器件来完成。其中耦合器的作用是在主馈线中耦合出一部分合适的射频信号，使其在支路馈线中传输并通过天线辐射出来达到功率分配的目的，耦合器也因此功能在无源室分系统中广泛应用。

随着通感系统的多元化，如WIFI、蓝牙及UWB等部署时对供电系统的需求越来越高，无源室分由于无法提供相应的供电，导致其可兼容性越来越低，重新部署电源系统一方面会使成本增加很多，另一方面重复建设会造成资源浪费。因此，急需一种可有效兼容室分系统与供电系统的耦合器。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种射频耦合器，用以解决现有技术中存在的上述问题。

为了实现上述目的，本实用新型采用以下技术方案：

本实用新型提供一种射频耦合器，包括平行耦合的信号主路和耦合支路，所述信号主路的一端连接有输入端口，信号主路的另一端连接有直通输出端口，所述耦合支路的一端连接有耦合输出端口，耦合支路的另一端连接有隔直电容，所述隔直电容的另一端连接隔离电阻，所述信号主路与耦合支路之间通过高Q值电感连接，所述高Q值电感的两端分别连接在信号主路靠近直通输出端口的一侧，以及耦合支路靠近隔直电容的一侧，所述信号主路、输入端口、直通输出端口、耦合支路及耦合输出端口均导电。

其应用时，通过平行耦合的信号主路和耦合支路可以对输入端口接入的射频信号进行功率分配，使一部分信号经信号主路从直通输出端口输出，一部分耦合后的同相信号经耦合支路从耦合输出端口输出，极少部分耦合后的反相信号经隔直电容被隔离电阻吸收，直通输出端口和耦合输出端口的输出信号功率比由信号主路和耦合支路的传输线特性决定，连接在信号主路和耦合支路之间的高Q值电感不会对功率分配产生影响。在此基础上，当输入端口接入直流电源时，一路电源经信号主路从直通输出端口输出，另一路电源经高Q值电感和耦合支路后从耦合输出端口输出，由于隔直电容的存在，不会造成直流电源对隔离电阻的供电，进而减少不必要的电源损耗，实现直通输出端口和耦合输出端口的两路直流输出供电。本实用新型可以在不影响基础射频功分性能的情况下，实现直流供电系统与室分射频系统的有效兼容，既能保证射频功分目的的达成，又能进行双端口的直流供电输出。

在一个可能的设计中，所述高Q值电感的电感值为1900nH，所述隔直电容的电容值为75nF。其应用时，通过对高Q值电感和隔直电容进行相应的取值选取，可以保证直流供电系统的引入不会对器件的射频功分性能产生影响。

在一个可能的设计中，所述信号主路和耦合支路均为微带线。其应用时，通过采用微带线可以使射频信号传播更快。

在一个可能的设计中，所述信号主路和耦合支路均为带状线。其应用时，通过采用带状线可以提高射频信号传播时的抗干扰性能。

在一个可能的设计中，所述信号主路的长度为108mm，宽度为2mm-3mm，所述耦合支路的长度为122mm，宽度为2.75mm-3.7mm。

在一个可能的设计中，所述信号主路和耦合支路均由铜制成。

在一个可能的设计中，所述输入端口与信号主路之间连接有自恢复保险丝。其应用时，通过在输入端口与信号主路之间连接自恢复保险丝，可以在供电过程出现功率异常时及时从输入端切断电源，保证器件的安全，防止器件损毁。

在一个可能的设计中，所述信号主路和耦合支路均集成于一金属壳体内，所述输入端口、直通输出端口和耦合输出端口均采用同轴连接器，同轴连接器的接线端延伸至金属壳体外，且同轴连接器与金属壳体螺纹连接。其应用时，通过设置金属壳体可以形成金属屏蔽腔体，以对耦合器室分系统形成有效的屏蔽防护。

有益效果：本实用新型通过平行耦合的信号主路和耦合支路可以对输入端口接入的射频信号进行功率分配，使一部分信号经信号主路从直通输出端口输出，一部分耦合后的同相信号经耦合支路从耦合输出端口输出，极少部分耦合后的反相信号经隔直电容被隔离电阻吸收，直通输出端口和耦合输出端口的输出信号功率比由信号主路和耦合支路的传输线特性决定，连接在信号主路和耦合支路之间的高Q值电感不会对功率分配产生影响。在此基础上，当输入端口接入直流电源时，一路电源经信号主路从直通输出端口输出，另一路电源经高Q值电感和耦合支路后从耦合输出端口输出，由于隔直电容的存在，不会造成直流电源对隔离电阻的供电，进而减少不必要的电源损耗，实现直通输出端口和耦合输出端口的两路直流输出供电。本实用新型可以在不影响基础射频功分性能的情况下，实现直流供电系统与室分射频系统的有效兼容，既能保证射频功分目的的达成，又能进行双端口的直流供电输出。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为实施例中射频耦合器的结构示意图；

图2为实施例中耦合器未引入直流供电系统的S参数仿真结果图；

图3为实施例中耦合器引入直流供电系统的S参数仿真结果图。

图中：1、耦合输出端口；2、输入端口；3、直通输出端口；4、信号主路；5、耦合支路；6、高Q值电感；7、隔直电容；8、隔离电阻；9、自恢复保险丝；10、金属壳体。

具体实施方式

在此需要说明的是，对于这些实施例方式的说明用于帮助理解本发明，但并不构成对本发明的限定。本文公开的特定结构和功能细节仅用于描述本发明的示例实施例。然而，可用很多备选的形式来体现本发明，并且不应当理解为本发明限制在本文阐述的实施例中。

应当理解，除非另有明确的规定和限定，术语“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在实施例中的具体含义。

在下面的描述中提供了特定的细节，以便于对示例实施例的完全理解。然而，本领域普通技术人员应当理解可以在没有这些特定细节的情况下实现示例实施例。例如可以在框图中示出系统，以避免用不必要的细节来使得示例不清楚。在其他实施例中，可以不以非必要的细节来示出众所周知的过程、结构和技术，以避免使得实施例不清楚。

实施例：

本实施例提供了一种射频耦合器，如图1所示，包括平行耦合的信号主路4和耦合支路5，所述信号主路4的一端连接有输入端口2，信号主路4的另一端连接有直通输出端口3，所述耦合支路5的一端连接有耦合输出端口1，耦合支路5的另一端连接有隔直电容7，所述隔直电容7的另一端连接隔离电阻8，所述信号主路4与耦合支路5之间通过高Q值电感6连接，所述高Q值电感6的两端分别连接在信号主路4靠近直通输出端口3的一侧，以及耦合支路5靠近隔直电容7的一侧，所述信号主路4、输入端口2、直通输出端口3、耦合支路5及耦合输出端口1均导电。

具体实施时，通过平行耦合的信号主路4和耦合支路5可以对输入端口2接入的射频信号进行功率分配，使一部分信号经信号主路4从直通输出端口3输出，一部分耦合后的同相信号经耦合支路5从耦合输出端口1输出，极少部分耦合后的反相信号经隔直电容7被隔离电阻8吸收，直通输出端口3和耦合输出端口1的输出信号功率比由信号主路4和耦合支路5的传输线特性决定，连接在信号主路4和耦合支路5之间的高Q值电感6不会对功率分配产生影响。在此基础上，当输入端口2接入直流电源时，一路电源经信号主路4从直通输出端口3输出，另一路电源经高Q值电感6和耦合支路5后从耦合输出端口1输出，由于隔直电容7的存在，不会造成直流电源对隔离电阻8的供电，进而减少不必要的电源损耗，实现直通输出端口3和耦合输出端口1的两路直流输出供电。本实用新型可以在不影响基础射频功分性能的情况下，实现直流供电系统与室分射频系统的有效兼容，既能保证射频功分目的的达成，又能进行双端口的直流供电输出。

进一步地，所述高Q值电感6的电感值为1900nH，所述隔直电容7的电容值为75nF。具体实施时，通过对高Q值电感6和隔直电容7进行相应的取值选取，可以保证直流供电系统的引入不会对器件的射频功分性能产生影响。

进一步地，所述信号主路4和耦合支路5均为微带线，或者所述信号主路4和耦合支路5均为带状线。具体实施时，微带线是由支在介质基片上的单一导体带构成的微波传输线，是一根带状导线(信号线)，与地平面之间用一种电介质隔离开，如果线的厚度、宽度以及与地平面之间的距离是可控制的，则它的特性阻抗也是可以控制的。带状线是介于两个接地层之间的印制导线，它是一条置于两层导电平面之间的电介质中间的铜带线，它的特性阻抗和印制导线的宽度、厚度、电介质的介电常数以及两个接层的距离有关，如果线的厚度和宽度、介质的介电常数以及两层导电平面间的距离是可控的，那么线的特性阻抗也是可控的。微带线速度快，抗干扰能力稍弱，而带状线速度慢些，抗干扰能力强些，因此可以根据实际情况进行选择设计。在信号主路4和耦合支路5的规格设计上，示例性的，信号主路4的长度可设为108mm，宽度可设为2mm-3mm，耦合支路5的长度可设为122mm，宽度可设为2.75mm-3.7mm，具体应用时可根据实际情况进行选取设计。所述信号主路4和耦合支路5均由铜制成，铜是良导体，且相对于金银更便宜。

进一步地，所述输入端口2与信号主路4之间连接有自恢复保险丝9。具体实施时，通过在输入端口2与信号主路4之间连接自恢复保险丝9，可以在供电过程出现功率异常时及时从输入端切断电源，保证器件的安全，防止器件损毁。

进一步地，所述信号主路4和耦合支路5均集成于一金属壳体10内，所述输入端口2、直通输出端口3和耦合输出端口1均采用同轴连接器，同轴连接器的接线端延伸至金属壳体10外，且同轴连接器与金属壳体10螺纹连接。具体实施时，通过设置金属壳体10可以形成金属屏蔽腔体，以对耦合器室分系统形成有效的屏蔽防护。

为验证器件室分射频系统与直流供电系统的兼容性，可将如图2所示耦合器未加入高Q值电感6、隔直电容7及自恢复保险丝时的S参数仿真结果，与如图3所示加入高Q值电感6、隔直电容7及自恢复保险丝时的S参数仿真结果进行对比，从对比结果可以看出，直流供电系统的引入对室分射频系统的射频性能几乎无影响，该耦合器可以实现直流供电系统与室分射频系统的有效兼容。

最后应说明的是：以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制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，所作的任何修改、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)

1.一种射频耦合器，其特征在于，包括平行耦合的信号主路(4)和耦合支路(5)，所述信号主路(4)的一端连接有输入端口(2)，信号主路(4)的另一端连接有直通输出端口(3)，所述耦合支路(5)的一端连接有耦合输出端口(1)，耦合支路(5)的另一端连接有隔直电容(7)，所述隔直电容(7)的另一端连接隔离电阻(8)，所述信号主路(4)与耦合支路(5)之间通过高Q值电感(6)连接，所述高Q值电感(6)的两端分别连接在信号主路(4)靠近直通输出端口(3)的一侧，以及耦合支路(5)靠近隔直电容(7)的一侧，所述信号主路(4)、输入端口(2)、直通输出端口(3)、耦合支路(5)及耦合输出端口(1)均导电。

2.根据权利要求1所述的一种射频耦合器，其特征在于，所述高Q值电感(6)的电感值为1900nH，所述隔直电容(7)的电容值为75nF。

3.根据权利要求1所述的一种射频耦合器，其特征在于，所述信号主路(4)和耦合支路(5)均为微带线。

4.根据权利要求1所述的一种射频耦合器，其特征在于，所述信号主路(4)和耦合支路(5)均为带状线。

5.根据权利要求3或4所述的一种射频耦合器，其特征在于，所述信号主路(4)的长度为108mm，宽度为2mm-3mm，所述耦合支路(5)的长度为122mm，宽度为2.75mm-3.7mm。

6.根据权利要求3或4所述的一种射频耦合器，其特征在于，所述信号主路(4)和耦合支路(5)均由铜制成。

7.根据权利要求1所述的一种射频耦合器，其特征在于，所述输入端口(2)与信号主路(4)之间连接有自恢复保险丝(9)。

8.根据权利要求1所述的一种射频耦合器，其特征在于，所述信号主路(4)和耦合支路(5)均集成于一金属壳体(10)内，所述输入端口(2)、直通输出端口(3)和耦合输出端口(1)均采用同轴连接器，同轴连接器的接线端延伸至金属壳体(10)外，且同轴连接器与金属壳体(10)螺纹连接。

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