CN219759943U - 3dB90度耦合器及功率放大器 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供了一种3dB90度耦合器及功率放大器，通过盖板、第一PCB板、第二PCB板、第三PCB板、底座及两个镀银带线构成，以及第一PCB板、一个镀银带线、第二PCB板、另一个镀银带线和第三PCB板依次排列并设置于盖板及底座之间。本实用新型的3dB90度耦合器，一方面，由于镀银带线中上耦合线、中段耦合线和下耦合线的长度为21‑25mm，中段耦合线的宽度为2.2‑2.8mm，上耦合线和下耦合线的宽度均为4.5‑6.5mm，整体尺寸较小，形成小型化耦合器，有利于集成。另一方面，由于镀银带线属于多段耦合设计结构以及采用PCB板，在满足上述尺寸后可以适用于PCB板级的微带接口形式的L、S波段（950MHz～2750MHz）超宽带和1200瓦大功率，即满足更多使用场景。
Description
技术领域
本实用新型涉及微波技术领域，具体涉及一种3dB90度耦合器及功率放大器。
背景技术
目前，L、S波段的射频大功率放大器设计主要采用3dB 90°耦合器来实现多管功率合成，但对于合成千瓦级的功率放大器来说，市面上能买到的3dB 90°耦合器体积巨大，无法满足目前功率放大器的集成设计要求，即存在体积过大，不易集成的技术问题。另外，大多数3dB 90°耦合器由于器件尺寸过大，存在组装困难的技术问题。同时，大多数3dB 90°耦合器基于成本限制，无法适用于1200瓦大功率的使用场景。
因此，现有技术有待于改善。
实用新型内容
本实用新型的主要目的在于提出一种3dB90度耦合器及功率放大器，以至少解决相关技术中3dB90度耦合器存在的不易集成的技术问题。
本实用新型的第一方面，提供了一种3dB90度耦合器，所述3dB90度耦合器包括盖板、第一PCB板、第二PCB板、第三PCB板、底座及两个镀银带线；所述第一PCB板、一个镀银带线、第二PCB板、另一个镀银带线和第三PCB板依次排列并设置于所述盖板及所述底座之间；其中，所述镀银带线包括上耦合线、中段耦合线及下耦合线，所述中段耦合线连接于所述上耦合线和下耦合线之间，所述上耦合线、中段耦合线和下耦合线的长度为21-25mm，所述中段耦合线的宽度为2.2-2.8mm，所述上耦合线和所述下耦合线的宽度均为4.5-6.5mm。
本实用新型的第二方面，提供了一种功率放大器，包括放大器及第一方面的所述3dB90度耦合器，所述放大器与所述3dB90度耦合器电连接。
本实用新型提供的3dB90度耦合器及功率放大器，通过盖板、第一PCB板、第二PCB板、第三PCB板、底座及两个镀银带线构成，以及第一PCB板、一个镀银带线、第二PCB板、另一个镀银带线和第三PCB板依次排列并设置于盖板及底座之间。本实用新型的3dB90度耦合器，一方面，由于镀银带线中上耦合线、中段耦合线和下耦合线的长度为21-25mm，中段耦合线的宽度为2.2-2.8mm，上耦合线和下耦合线的宽度均为4.5-6.5mm，整体尺寸较小，形成小型化耦合器，有利于集成。另一方面，由于镀银带线属于多段耦合设计结构以及采用PCB板，在满足每节耦合线的长度为21-25mm，中段耦合线的宽度为2.2-2.8mm及上下耦合线的宽度为4.5-6.5mm时，可以适用于PCB板级的微带接口形式的L、S波段（950MHz～2750MHz）超宽带和1200瓦大功率，即满足更多使用场景。另外，在装拆方面，由于整体器件数量少，达到成本低、便于装拆的目的。
附图说明
为了更清楚地说明本申请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申请中记载的一些实施例，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为本实用新型一实施例中3dB90度耦合器的爆炸示意图；
图2为本实用新型一实施例中3dB90度耦合器的三维示意图；
图3为本实用新型一实施例中镀银带线中部分结构的尺寸示意图。
本实用新型目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。
具体实施方式
应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。
需要注意的是，相关术语如“第一”、“第二”等可以用于描述各种组件，但是这些术语并不限制该组件。这些术语仅用于区分一个组件和另一组件。例如，不脱离本实用新型的范围，第一组件可以被称为第二组件，并且第二组件类似地也可以被称为第一组件。术语“和/或”是指相关项和描述项的任何一个或多个的组合。
请参阅图1至图2，本实施例提供了一种3dB90度耦合器，其具体包括盖板10、第一PCB板20、第二PCB板40、第三PCB板50、底座60及两个结构、尺寸相同的镀银带线（30A表示一个镀银带线，30B表示另一个镀银带线）。
各器件的连接关系如下：第一PCB板20、一个镀银带线、第二PCB板40、另一个镀银带线和第三PCB板50依次排列并设置于盖板10及底座60之间，即盖板10作为顶部的结构，底座60作为底部的结构，在盖板10、底座60之间依次排列有第一PCB板20、一个镀银带线、第二PCB板40、另一个镀银带线和第三PCB板50，从而盖板10和底座60将第一PCB板20、一个镀银带线、第二PCB板40、另一个镀银带线和第三PCB板50进行容纳。其中，第一PCB板20、第二PCB板40、第三PCB板50是指无源PCB板，即不需要供电的板件。以及第一PCB板20、第二PCB板40及第三PCB板50的长度、宽度均分别相同，则有利于三个PCB板的堆叠稳定性。
本实用新型的3dB90度耦合器，一方面，由于镀银带线中上耦合线、中段耦合线和下耦合线的长度为21-25mm，中段耦合线的宽度为2.2-2.8mm，上耦合线和下耦合线的宽度均为4.5-6.5mm，整体尺寸较小，形成小型化耦合器，有利于集成。另一方面，由于镀银带线属于多段耦合设计结构以及采用PCB板，在满足每节耦合线的长度为21-25mm，中段耦合线的宽度为2.2-2.8mm及上下耦合线的宽度为4.5-6.5mm时，可以适用于PCB板级的微带接口形式的L、S波段（950MHz～2750MHz）超宽带和1200瓦大功率，即满足更多使用场景。其中，mm表示毫米。
下面对于上述镀银带线中耦合线的长度、宽度的限定所具备的有益效果（频率、功率）进行阐述：
在本实施例中，为满足L、S波段千瓦级功率放大器集成设计需要，也即适用于PCB板级的微带接口形式的L、S波段（950MHz～2750MHz）超宽带1200瓦大功率，也即为了使得耦合器达到的频率为950MHz～2750MHz，以及相应的功率可以达到1200W，采用以下计算步骤：
其中，计算耦合线长度采用的公式如下：
式中，ε为介质的有效介电常数，λ为波长。为了实现宽带耦合，在设计上采用多节耦合理论，根据中心频率1850MHz，介电常数ε=2.5，得到每节耦合线的长度为23.7mm。
其中，计算耦合线宽度可以根据带宽比B=ƒ2/ƒ1=2.895，相对带宽△=（ƒ2-ƒ1）/ ƒo =0.973，查切比雪夫定向耦合器的归一化偶模阻抗表可知，采用3节对称耦合设计可以满足带宽要求，根据表中的奇偶模阻抗很容易计算耦合线的宽度，中心耦合段的线宽为2.3mm，两边对称耦合线宽为5.5mm。
如此，镀银带线采用三节耦合线，分别为上耦合线、中段耦合线及下耦合线，中段耦合线连接于上耦合线和下耦合线之间；上耦合线、中段耦合线及下耦合线的长度为23.7mm，以及上耦合线和下耦合线的宽度为5.5mm，中段耦合线的宽度为2.3mm。通过上述限定，可以满足频率为950MHz～2750MHz，以及相应的功率可以达到1200W，形成超宽带、大功率的耦合器，以适应于更多使用场景。
在本实施例的可选实施方式中，一个镀银带线上相对的第一端及第二端分别抵触第一PCB板20、第二PCB板40的一侧，另一个镀银带线上相对的第一端及第二端分别抵触第二PCB板40的另一侧、第三PCB板50，即一个镀银带线用于隔离第一PCB板20和第二PCB板40，以及另一个镀银带线用于隔离第二PCB板20和第三PCB板50，避免PCB板之间的直接接触。
在本实施例的可选实施方式中，底座60形成有内腔及位于内腔周边的边缘部，内腔用于放置第一PCB板20、一个镀银带线、第二PCB板40、另一个镀银带线和第三PCB板50，边缘部用于与盖板10固定。如此，在进行装配时，先将底座60铺平，然后依次将第三PCB板50放置于底座60的内腔中，以及将其中一个镀银带线置于第三PCB板50上，铺设第二PCB板40，再将另外一个镀银带线置于第二PCB板40上，并将第一PCB板20铺设于一个镀银带线上，最后将盖板10固定，则完成了装配（如图2所示）。
在本实施例的可选实施方式中，3dB90度耦合器还包括紧固件（图中未示），边缘部上开设有螺纹孔，盖板上开设有与螺纹孔位置对应的通孔，紧固件穿过通孔后与螺纹孔连接。即盖板10和底座60形成螺纹连接方式，这种可拆卸连接方式便于装拆，且保证一定牢固性。
在本实施例的可选实施方式中，边缘部包括第一边缘部分、第二边缘部分、第三边缘部分及第四边缘部分，所述第一边缘部分、第二边缘部分、第三边缘部分及第四边缘部分分别位于相对内腔的四侧，如此通过四个边缘部分实现整个耦合器的四周固定，提高各个位置的固定稳定性。
本实用新型还提供了一种功率放大器，其包括放大器及第一方面的3dB90度耦合器，放大器与3dB90度耦合器电连接。具体的，由于镀银带线中上耦合线、中段耦合线和下耦合线的长度为21-25mm，中段耦合线的宽度为2.2-2.8mm，上耦合线和下耦合线的宽度均为4.5-6.5mm，整体尺寸较小，形成小型化耦合器，有利于集成。以及由于镀银带线属于多段耦合设计结构以及采用PCB板，在满足每节耦合线的长度为21-25mm，中段耦合线的宽度为2.2-2.8mm及上下耦合线的宽度为4.5-6.5mm时，可以适用于PCB板级的微带接口形式的L、S波段（950MHz～2750MHz）超宽带和1200瓦大功率，即满足更多使用场景，则相应功率放大器的功率放大效率更高。
以上仅为本实用新型的优选实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本实用新型的专利保护范围内。
Claims (10)
1.一种3dB90度耦合器，其特征在于，所述3dB90度耦合器包括盖板、第一PCB板、第二PCB板、第三PCB板、底座及两个镀银带线；
所述第一PCB板、一个镀银带线、第二PCB板、另一个镀银带线和第三PCB板依次排列并设置于所述盖板及所述底座之间；
其中，所述镀银带线包括上耦合线、中段耦合线及下耦合线，所述中段耦合线连接于所述上耦合线和下耦合线之间，所述上耦合线、中段耦合线和下耦合线的长度为21-25mm，所述中段耦合线的宽度为2.2-2.8mm，所述上耦合线和所述下耦合线的宽度均为4.5-6.5mm。
2.如权利要求1所述3dB90度耦合器，其特征在于，所述上耦合线、中段耦合线及下耦合线的长度均为23.7mm。
3.如权利要求2所述3dB90度耦合器，其特征在于，所述上耦合线和所述下耦合线的宽度均为5.5mm，所述中段耦合线的宽度为2.3mm。
4.如权利要求1所述3dB90度耦合器，其特征在于，一个所述镀银带线上相对的第一端及第二端分别抵触所述第一PCB板、所述第二PCB板的一侧，另一个所述镀银带线上相对的第一端及第二端分别抵触所述第二PCB板的另一侧、所述第三PCB板；
一个所述镀银带线用于隔离所述第一PCB板和所述第二PCB板，另一个所述镀银带线用于隔离所述第二PCB板和所述第三PCB板。
5.如权利要求1所述3dB90度耦合器，其特征在于，所述底座形成有内腔及位于所述内腔周边的边缘部；
所述内腔用于放置所述第一PCB板、一个镀银带线、第二PCB板、另一个镀银带线和第三PCB板，所述边缘部用于与所述盖板固定。
6.如权利要求5所述3dB90度耦合器，其特征在于，所述3dB90度耦合器还包括紧固件；
所述边缘部上开设有螺纹孔，所述盖板上开设有与所述螺纹孔位置对应的通孔，所述紧固件穿过所述通孔后与所述螺纹孔连接。
7.如权利要求5所述3dB90度耦合器，其特征在于，所述边缘部包括第一边缘部分、第二边缘部分、第三边缘部分及第四边缘部分，所述第一边缘部分、第二边缘部分、第三边缘部分及第四边缘部分分别位于相对所述内腔的四侧。
8.如权利要求1所述3dB90度耦合器，其特征在于，所述第一PCB板、第二PCB板及第三PCB板的长度均相同，所述第一PCB板、第二PCB板和第三PCB板的宽度均相同。
9.如权利要求1所述3dB90度耦合器，其特征在于，所述第一PCB板、第二PCB板及第三PCB板均为无源PCB板。
10.一种功率放大器，其特征在于，包括放大器及如权利要求1至8中任一项所述3dB90度耦合器，所述放大器与所述3dB90度耦合器电连接。
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