CN2653713Y

CN2653713Y - 定向耦合器

Info

Publication number: CN2653713Y
Application number: CNU032384459U
Authority: CN
Inventors: 库梅尔·伯恩哈德; 克劳斯·雷纳
Original assignee: Catherine Factory Co ltd
Current assignee: Catherine Factory Co ltd
Priority date: 2002-06-27
Filing date: 2003-04-11
Publication date: 2004-11-03
Anticipated expiration: 2013-04-11
Also published as: US20040005814A1; CN1554135A; BR0305208A; DE10228851A1; CA2460153C; CN1274057C; EP1407508A1; WO2004004062A1; ATE294453T1; DE10228851B4; AU2003242635A1; EP1407508B1; US6882243B2; DE50300483D1; AU2003242635B2; CA2460153A1

Abstract

本实用新型涉及一种改进的定向耦合器，其特征如下：－在耦合器基片(19′)上与两个耦合线端(25)相邻地各连接一衰减电路(27)，或与其中一个耦合线端(25)相邻地连接一衰减电路(27)，而与另一个耦合线端(25)相邻地连接一终端电阻(49)；在耦合器基片(19′)上设一电的电平计算装置(33)；以及在耦合器基片(19′)上设一接口装置(35)用于连接必要时未屏蔽的电缆(41)，或将必要时未屏蔽的电缆(41)连接在电平计算电路装置上或在其下游连接在耦合器基片(19′)上，由此可进一步传输通过耦合线段(23)获得的形式上为模拟NF信号的HF信号。

Description

定向耦合器

技术领域

本实用新型涉及一种按权利要求1前序部分所述的定向耦合器。

背景技术

例如由DE 23 20 458 C2已知一种定向耦合器。它由不对称的带状线和同轴线组成，其中带状线与同轴的内导体耦合。在这里，此带状导体在耦合区配合在同轴线外导体露天的槽内，其中，带状线的地线同时构成同轴线被槽断开的屏蔽装置。

由DE 199 28 943 A1还已知一种在一定程度上与此先有技术类似的定向耦合器。为了在这种定向耦合器中也能调整电感耦合，按此先公开的文件建议，将底板设计为圆形基片，它装在一个相应的圆柱形铣孔内。因此，基片可与耦合段一起角位移。

因此，通过耦合线在同轴电缆电磁场内旋转，可以补偿定向耦合器。当然在这里这种补偿仅限于耦合衰减。达到在实际工作中有重要意义的高的方向性锐度在此方案中不起作用。

在所说明的先有技术中获取的定向耦合的信号量，众所周知输入一在外部的计算装置内，确切地说经由同轴电缆。因为高频信号输出耦合，所以必须采用高质量和昂贵的同轴电缆，当然同样还必须使用高质量和昂贵的同轴线接插件。因此应保证即使就波阻抗而言也能实现高质量的连接并因而能达到良好的方向性锐度。

尽管如此，借助这些已知的定向耦合器只能达到比较差的方向性锐度值。

实用新型内容

因此本实用新型的目的是，从此类型的先有技术出发创造一种改善的定向耦合器，它允许在总体上低成本结构的同时达到更好的信号值。

按本实用新型，此目的按权利要求1中所述的特征达到。在从属权利要求中说明本实用新型有利的设计。

与所有的先有技术不同，现在本实用新型建议，在定向耦合器的底板上，与耦合段两个端部相邻地各设一衰减电路，或与耦合段一个端部相邻地设一衰减电路和与耦合段另一端部相邻地设终端电阻。若在耦合段的一个端部设一终端电阻，则涉及一种所谓单臂式定向耦合器，其中，第二耦合臂通过终端电阻终止。

但尤其在定向耦合器本身上，亦即优选在底板上，设一电子电平计算装置。此外安装一接口装置，当然，由于在定向耦合器本身进行高频信号处理，所以在接口装置上只能连接未屏蔽的电缆。也就是说，优选地在此接口装置上连接一扁平电缆，与高质量的同轴电缆接线相比它显然能便宜得多。

采用按本实用新型的结构，与传统的方案相比不仅获得十分明显的成本优势，而且提供显著改善的方向性锐度值。

按本实用新型的一种优选的实施形式，衰减器是在采用适当的电阻时的一种已知的∏电路或例如T电路。这些电路装置尤其能顺利地装在底板上亦即定向耦合器上。

此外，在定向耦合器的各个臂上还可以安装滤波功能块。

业已证明特别有利的是，在定向耦合器上，亦即具体而言在底板上，再安装一电平检测器。

最后，按本实用新型的一项进一步发展规定，在定向耦合器上附加地设一非短效的EEPROM存储功能块，其中储存至少一个，优选地两个，包括电子计算装置在内的耦合臂的传递函数。由此保证在要求的HF电平值与产生的检测器电压之间一种单值的关系。定向耦合器和电子计算装置的全部元器件误差在一个共同的组件中综合和储存。由此还大大简化了仪器内各组件的更换。因为在迄今已知的耦合系统内，当更换各组件后，或必须在整台仪器上实施麻烦的调谐，或必须使用公差很小质量很高的元器件，它们应不加平衡地相互调谐。

附图说明

下面借助附图进一步说明本实用新型。附图中具体表示：

图1 有定向耦合器连接区的同轴导线示意透视图；

图2 通过定向耦合器底板和同轴导线的垂直剖面示意图；

图3 按图2视图的示意俯视图；

图4 在定向耦合器的包括耦合段及电子组件和部件的底板连同扩展段上方看的放大详图；

图5 示意表示在底板上的电子装置示意的电路布置图；以及

图6 与图5不同的单臂式定向耦合器的电路布置，其中，定向耦合器的一个出口通过终端电阻终止，而在另一个出口不是设∏形的衰减器，而是设一T形衰减器。

具体实施方式

在图1及以下几个图中表示了定向耦合器，它包括一个连续的同轴线段1，同轴线段1有一个在图1中用透视图表示的和设计为比较粗的外导体3和有一个内导体5。

外导体3有一个在图示的实施例中为正方形或矩形的外形。通过设计一个在外导体3内部的空心圆柱形空腔7，在图示的实施例内为圆柱形的内导体5与外导体3电隔离地连续设置。

尤其可由图1看出，在外导体3上设一支座或优选地形式上为凹穴或铣孔的安装段11。在一个如此设计的耦合区13内，在外导体3的壁中设一露天的槽15，亦即窗口15。

因此，耦合器19通过耦合器基片19′，例如借助多个侧向相对于露天的槽15错开地设置的螺钉16，牢固安装在此耦合区13内，其中，在耦合器基片19′的下侧上设一耦合线段23。在这里，耦合线的长度优选＜λ/4，尤其＞λ/16，首先约λ/8。为此，在安装螺钉16的位置上，在外导体3的壁中加工相应的螺纹孔，这些孔与耦合器基片19′内相应的孔18对齐，以便旋入相应的螺钉16。

耦合线段23可按预先规定的定位设在耦合器基片19′上，确切地说按这样的方式，即，按经验能获得对耦合衰减为有利的值。

耦合线段23可例如由带状线组成。但同样可以使用跨接线或布线元件(电阻)。

耦合器基片19′设计成多层的形式，它通过屏蔽表面提供良好的屏蔽并由此造成一种总体上抗干扰辐射的耦合器。因此，采用多层结构19′，使同轴线被露天的槽15中断的屏蔽重新完全封闭。

通过层间连接，在涉及的电磁场内耦合线段23上截取的信号传到电子元器件所在的耦合器上侧，这些元器件将输出耦合的HF信号直接转换成模拟的NF电压用于进一步处理。

为此，与耦合线端25直接相邻地设恰当尺寸的衰减器或衰减电路27，它们起耦合线两端强制匹配的作用，并因而基本上共同决定了耦合器的方向性。

在图5所示的实施例中，衰减电路27设计为∏电路的形式，其中第一电阻R1分别连接在信号线29内，以及在电阻R1的前和后连接另一个接地或加反电势的电阻R2或R3。

如借助图6还表示的那样，可以采用一种T形衰减电路取代这种∏形衰减电路27，其中，两个电阻R4和R5串联地连接在信号线29内，以及在它们之间连接一个接地的或加反电势的电阻R6。

但原则上也可实现别的衰减电路(例如固定衰减器(Festdmpfungsglieder))。

由图5所示的实施例可见，在耦合器上侧的电子HF元件，对两个耦合臂选择为一致的并对称布置。因为可能的干扰因素如失调、元件误差和温度漂移在两个耦合臂上作用相同，所以这些影响彼此抵消。

由图5的俯视图还可看出，在两个耦合臂A、B内衰减电路27的下游，还可安装一个滤波器31以及例如一个电平检测器33和一个EEPROM37，其中，优选地在EEPROM存储功能块内储存包括电子计算装置在内的两个耦合臂的传递函数。

整个装置可在耦合器基片19′上安装包括一个的接口装置35。若耦合器基片19′的中央段19a对于电子构件还不够大，则耦合器基片19′可以在直接处于同轴线段1外导体3露天的槽15上方的中央段19a旁，再包括另一个侧向伸出的延伸段19b(图4)。

现在，在已提及的接口装置35上，为了截取模拟信号可连接一个有未屏蔽电缆例如未屏蔽的扁电缆41的对应的插接装置或接触装置36，扁电缆41通向一个装在外部的微处理器功能块43。

在图示的实施例中，耦合器基片19′设计为4层式的多层，由此可在唯一的一个紧凑的组件上实现HF定向耦合器与电子计算装置的组合。在这里存在两个内层，其中在下面的那个内层起耦合线段基准接地的作用。但耦合器基片的这种层状结构也可以设计成不同的，例如有不同的基片厚度或层数。印刷电路板基片对每一层可以不同，并因而也有不同的质量等级和价格等级。

由图6首先可以看出，衰减器27也可设计为已提及的T电路的形式。此外借助图6还表示了一种设计为单臂式的定向耦合器。在这种情况下在耦合器基片19′上的其中一个耦合臂通过终端电阻49终止。

作为已说明的实施例的补充，应指出，耦合线段的长度和宽度都可以改变，以及它可以安装成不同的相对位置，亦即安装成相对于在其下面的内导体的旋转位置。在这里，耦合线段不一定要设计为带状线。确切地说它也可以设计为跨接线或布线元件的形式(电阻)。

如已说明的那样，耦合器基片的层和结构可以设计为与图示的实施例不同。例如可以采用不同的基片厚度，或采用有与图示实施例不同层数的耦合器基片。

最后，印刷电路板基片可有不同质量等级和价格等级。

尤其参见图4和5可知，电气和电子元器件既可以安置在耦合器上侧，亦即耦合器基片19′上侧，也可以安置在下侧。最后，所说明的组件还可包括一些用于温度补偿的元件，它们允许例如适于软件或适于硬件的温度补偿。

此外，在耦合器基片上的组件除绝对电平信息外还可提供两个耦合臂之间电平和相位的差值。这些信号也可以进行相应的计算并通过扁平电缆供下游的微处理器使用。

最后，这两个耦合臂A和B可通过分开的或共同的电子路径29评估。在评估路径内为了抑制干扰频率可置入频率确定的元件，如带通滤波器31或带阻滤波器。

最后，在组件上还可以设附加电路或微处理器，它计算获得的检测器电压，并由此导出一些参数，例如反射系数、反射衰耗或电压驻波比(VSWR)。在需要时也许必须将耦合器基片设计得更大些，或耦合器基片有一较大的耦合器延伸段19b。

Claims

1.一种定向耦合器，包括至少一个耦合线段(23)，它与同轴线段(1)的同轴内导体(5)耦合，为此将耦合线段(23)设在耦合器基片(19′)上，耦合器基片(19′)装在一个处于外导体(3)内的一个槽(15)区域内的同轴线段(1)外导体(3)的支承或安装段(11)上，并由此将耦合线段(23)固定在内导体与外导体(5、3)之间的空间内，其特征在于以下其他特征：

-在耦合器基片(19′)上与两个耦合线端(25)相邻地各连接一衰减电路(27)，或与其中一个耦合线端(25)相邻地连接一衰减电路(27)，而与另一个耦合线端(25)相邻地连接一终端电阻(49)；

-在耦合器基片(19′)上设一电的电平计算装置(33)；以及

-在耦合器基片(19′)上设一接口装置(35)用于连接必要时未屏蔽的电缆(41)，或将必要时未屏蔽的电缆(41)连接在电平计算电路装置上或在其下游连接在耦合器基片(19′)上，由此可进一步传输通过耦合线段(23)获得的形式上为模拟NF信号的HF信号。

2.按照权利要求1所述的定向耦合器，其特征为：衰减电路(27)由一∏电路(R1、R2、R3)组成。

3.按照权利要求1所述的定向耦合器，其特征为：衰减电路(27)由一T电路(R4、R5、R6)组成。

4.按照权利要求1至3之一所述的定向耦合器，其特征为：在耦合器基片(19′)上，优选与两个耦合线端(25)的每一个邻接地或连接在其下游地设一电平检测器(33)。

5.按照权利要求1至4之一所述的定向耦合器，其特征为：此外，在耦合器基片(19′)上设优选地形式上为一EEPROM存储功能块(37)的存储功能块(37)，其中储存至少一个，优选地两个，包括电子计算装置在内的耦合臂的传递函数。

6.按照权利要求1至5之一所述的定向耦合器，其特征为：耦合器基片(19′)有一种多层结构。

7.按照权利要求1至6之一所述的定向耦合器，其特征为：耦合器基片(19′)在同轴线段(1)中外导体(3)露天的槽(15)区域内包括一中央段(19a)；以及，从此中央段(19a)出发沿至少一个侧向设一附加的延伸段(19b)，用于安装其他电气或电子部件。

8.按照权利要求1至7之一所述的定向耦合器，其特征为：耦合线段(23)设计为带状线、跨接线或优选地形式上为一电阻的布线元件。

9.按照权利要求1至8之一所述的定向耦合器，其特征为：电子元件装在或设在耦合器基片(19′)上侧和/或耦合器基片(19′)下侧。

10.按照权利要求1至9之一所述的定向耦合器，其特征为：在耦合器基片(19′)上还设一些用于温度补偿的元件。

11.按照权利要求1至10之一所述的定向耦合器，其特征为：定向耦合器除了用于检测绝对电平信息的组件外，还包括一些用于检测两个耦合臂(A、B)之间电平及相位差值的组件。

12.按照权利要求1至11之一所述的定向耦合器，其特征为：在至少一个耦合臂(A、B)内，优选在两个耦合臂(A、B)内，设主要用于抑制干扰频率的频率确定的元件，尤其带通滤波器(31)或带阻滤波器。

13.按照权利要求1至12之一所述的定向耦合器，其特征为：定向耦合器优选地在耦合器基片(19′)上还包括一微处理器(43)。