TWI700858B - 分支線耦合器 - Google Patents

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TWI700858B TW107143322A TW107143322A TWI700858B TW I700858 B TWI700858 B TW I700858B TW 107143322 A TW107143322 A TW 107143322A TW 107143322 A TW107143322 A TW 107143322A TW I700858 B TWI700858 B TW I700858B
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Abstract

一種分支線耦合器包括第一埠、第二埠、第三埠及第四埠；第一彎折形傳輸線的兩端分別電連接於第一埠與第二埠之間；第三彎折形傳輸線的兩端分別電連接於第三埠與第四埠之間，第三長條形傳輸線的兩端電連接於所述第一埠與所述第四埠之間，第四長條形傳輸線的兩端電連接於所述第二埠與所述第三埠之間。彎折形傳輸線的設計縮小了耦合器的尺寸，且具有良好的性能。

Description

分支線耦合器
本發明涉及一種耦合器，尤其涉及一種3dB分支線耦合器。
眾所周知，在許多微波電路中，通常使用定向耦合器來解決由分配功率引起的相關問題。隨著移動通訊技術和衛星通訊技術的發展，為了便於攜帶和移動，通訊設備的小型化則顯得越來越重要。
分支線耦合器被廣泛應用於微波積體電路以及單片積體電路中。傳統的分支線耦合器，比如3dB分支線耦合器是由四段四分之一波長傳輸線組成。然而，傳統的3dB分支線耦合器佔用了較大的印刷電路板(Printed Circuit Board,PCB)面積。
鑒於以上內容，有必要提供一種分支線耦合器。
一種分支線耦合器，所述分支線耦合器包括：第一埠、第二埠、第三埠及第四埠，分別為所述分支線耦合器的輸入端、直通端、耦合端及隔離端；第一彎折形傳輸線、第二彎折形傳輸線及第一長條形傳輸線，所述第一彎折形傳輸線的第一端及第二端分別電連接於所述第一埠與所述第 二埠，所述第二彎折形傳輸線的一端連接所述第一彎折形傳輸線的第一端，所述第一長條形傳輸線的一端連接所述第一彎折形傳輸線的第二端；第三彎折形傳輸線、第四彎折形傳輸線及第二長條形傳輸線，所述第三彎折形傳輸線的第一端及第二端分別電連接於所述第四埠與所述第三埠，所述第四彎折形傳輸線的一端連接所述第三彎折形傳輸線的第一端，所述第二長條形傳輸線的一端連接所述第三彎折形傳輸線的第二端；第三長條形傳輸線、第一分支傳輸線、第二分支傳輸線及第三分支傳輸線，所述第三長條形傳輸線的兩端電連接於所述第一埠與所述第四埠之間，所述第一分支傳輸線、第二分支傳輸線及第三分支傳輸線均從所述第三長條形傳輸線上延伸而形成；及第四長條形傳輸線、第四分支傳輸線、第五分支傳輸線及第六分支傳輸線，所述第四長條形傳輸線的兩端電連接於所述第二埠與所述第三埠之間，所述第四分支傳輸線、第五分支傳輸線及第六分支傳輸線均從所述第四長條形傳輸線上延伸而形成。
進一步地，所述第一分支傳輸線包括第一連接段及第二連接段，所述第一連接段電連接於所述第一開槽的一側，所述第二連接段垂直連接於所述第一連接段，組成“L”字型形狀。
進一步地，所述第二分支傳輸線包括第三連接段及第四連接段，所述第三連接段電連接於所述第一開槽的另一側，所述第四連接段垂直連接於所述第三連接段，組成“L”字型形狀。
進一步地，所述第三分支傳輸線包括第一延伸段及第二延伸段，所述第一延伸段電連接於所述第一開槽的內側，所述第二延伸段垂直連接於所述第一延伸段，組成“T”字型之倒轉形狀。
進一步地，所述第四分支傳輸線包括第五連接段及第六連接段，所述第五連接段電連接於所述第二開槽的一側，所述第六連接段垂直連接於所述第五連接段，組成“L”字型形狀。
進一步地，所述第五分支傳輸線包括第七連接段及第八連接段，所述第七連接段電連接於所述第二開槽的另一側，所述第八連接段垂直連接於所述第七連接段，組成“L”字型之形狀。
進一步地，所述第六分支傳輸線包括第三延伸段及第四延伸段，所述第三延伸段電連接於所述第二開槽的內側，所述第四延伸段垂直連接於所述第三延伸段，組成“T”字型之倒轉形狀。
進一步地，所述分支線耦合器還包括：第一連接部、第二連接部、第三連接部及第四連接部，分別用於電連接所述第一埠、第二埠、第三埠及第四埠；所述第一連接部用於電連接所述第一埠、第一彎折形傳輸線及第三長條形傳輸線；所述第二連接部用於電連接所述第二埠、第一彎折形傳輸線及第四長條形傳輸線；所述第三連接部用於電連接所述第三埠、第三彎折形傳輸線及第四長條形傳輸線；及所述第四連接部用於電連接所述第四埠、第三彎折形傳輸線及第三長條形傳輸線。
進一步地，所述第一連接部、第二連接部、第三連接部及第四連接部為傳輸線。
進一步地，所述分支線耦合器關於兩邊之中心線分別對稱。
相對於先前技術，本發明的有益效果是明顯的，本發明設計的分支線耦合器，其性能較好且佔用面積較小，非常適合應用於移動通訊的產品中。
100:分支線耦合器
P1:第一埠
P2:第二埠
P3:第三埠
P4:第四埠
T1-T4:彎折形傳輸線
T5-T8:長條形傳輸線
A1-A6:分支傳輸線
A11、A12、A21、A22、A41、A42、A51、A52:連接段
A31、A32、A61、A62:延伸段
J1、J2、J3、J4:連接部
S1、S2:開槽
圖1係本發明分支線耦合器結構示意圖。
圖2係本發明分支線耦合器的S參數模擬曲線圖。
圖3係本發明分支線耦合器兩輸出埠隔離度S參數模擬曲線圖。
圖4係本發明分支線耦合器兩輸出埠輸出相位差異圖。
圖5係本發明分支線耦合器兩輸出端輸出幅值差異圖。
圖6係傳統分支線耦合器的S參數模擬曲線圖。
下面將結合本發明實施例中的附圖，對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例是本發明一部分實施例，而不是全部的實施例。
為了使本發明的目的、技術方案及優點能更加清楚明白，以下將會結合附圖及實施例，以對本發明中的分支線耦合器作進一步詳細的描述及相關說明。
請參考圖1，本發明較佳實施方式提供一種分支線耦合器100，所述分支線耦合器100關於X軸對稱。
所述分支線耦合器100包括第一埠P1、第二埠P2、第三埠P3、第四埠P4、彎折形傳輸線T1-T4、長條形傳輸線T5-T8以及分支傳輸線A1-A6。
所述第一埠P1為輸入埠，用於輸入電磁波訊號。所述第二埠P2為直通端，用於輸出直通電磁波訊號。所述第三埠P3為耦合端，用於輸出耦合 電磁波訊號。所述第四埠P4為隔離端。需要說明的是，此處各個埠的設置並不用於限制本發明。
所述彎折形傳輸線T1的第一端及第二端分別電連接於所述第一埠P1與所述第二埠P2。所述彎折形傳輸線T2的一端連接所述彎折形傳輸線T1的第一端。所述長條形傳輸線T5的一端連接所述彎折形傳輸線T1的第二端。
所述彎折形傳輸線T3的第一端及第二端分別電連接於所述第三埠P3與所述第四埠P4。所述彎折形傳輸線T4的一端電連接所述彎折形傳輸線T3的第一端。所述長條形傳輸線T6的一端連接所述彎折形傳輸線T3的第二端。
進一步地，所述彎折形傳輸線T2與所述所述長條形傳輸線T5平行設置，所述彎折形傳輸線T4與所述長條形傳輸線T6平行設置。所述分支傳輸線A1、所述分支傳輸線A2及所述分支傳輸線A3均從所述長條形傳輸線T7上延伸而形成。所述分支傳輸線A4、所述分支傳輸線A5及所述分支傳輸線A6均從所述長條形傳輸線T8上延伸而形成。
所述長條形傳輸線T7的兩端電連接於所述第一埠P1與所述第四埠P4之間，所述長條形傳輸線T7設有開槽S1，所述分支傳輸線A3收容於所述開槽S1內，所述分支傳輸線A1及分支傳輸線A2分別位於所述分支傳輸線A3的兩側。
所述長條形傳輸線T8的兩端電連接於所述第二埠P2與所述第三埠P3之間，所述長條形傳輸線T8設有開槽S2，所述分支傳輸線A6收容於所述開槽S2內，所述分支傳輸線A4及分支傳輸線A5分別位於所述分支傳輸線A6的兩側。
在一較佳實施方式中，所述分支傳輸線A1及所述分支傳輸線A2為“L”字型結構，所述分支傳輸線A3為“T”字型之倒轉結構。
舉例而言，所述分支傳輸線A1可包括連接段A11及連接段A12，所述分支傳輸線A2可包括連接段A21及連接段A22，所述分支傳輸線A3可包括延伸段A31及延伸段A32。
所述連接段A11電連接於所述開槽S1的一側，所述連接段A12垂直連接於所述連接段A11以組成“L”字型結構。所述連接段A21電連接於所述開槽S1的另一側，所述連接段A22垂直連接於所述連接段A21以組成“L”字型 形狀。所述延伸段A31電連接於所述第一開槽S1的內側，所述延伸段A32垂直連接於所述延伸段A31以組成“T”字型之倒轉形狀。
通過將分支傳輸線A1及分支傳輸線A2均設置成“L”字形結構以及分支傳輸線A3設置成“T”字型之倒轉結構，如此可以減小耦合器的面積。
進一步地，所述分支傳輸線A4及所述分支傳輸線A5為“L”字型結構，所述分支傳輸線A6為“T”字型之倒轉結構。
舉例而言，所述分支傳輸線A4可包括連接段A41及連接段A42，所述分支傳輸線A5可包括連接段A51及連接段A52，所述分支傳輸線A6可包括延伸段A61及延伸段A62。
所述連接段A41電連接於所述開槽S2的一側，所述連接段A42垂直連接於所述連接段A41以組成“L”字型結構。所述連接段A51電連接於所述開槽S2的另一側，所述連接段A52垂直連接於所述連接段A51以組成“L”字型形狀。所述延伸段A61電連接於所述開槽S2的內側，所述延伸段A62垂直連接於所述延伸段A61以組成“T”字型之倒轉形狀。
通過將分支傳輸線A4及分支傳輸線A5均設置成“L”字型結構以及分支傳輸線A6設置成“T”字型之倒轉結構，如此可以減小耦合器的面積。
在一較佳實施方式中，所述分支線耦合器100還可進一步包括連接部J1、連接部J2、連接部J3及連接部J4，分別用於電連接所述第一埠P1、第二埠P2、第三埠P3及第四埠P4。所述連接部J1、連接部J2、連接部J3及連接部J4均為傳輸線。
舉例而言，所述彎折形傳輸線T1通過所述連接部J1與所述第一埠P1電性連接，所述長條形傳輸線T7通過所述連接部J1與所述第一埠P1電性連接。所述彎折形傳輸線T1通過所述連接部J2與所述第二埠P2電性連接，所述長條形傳輸線T8通過所述連接部J2與所述第二埠P2電性連接。所述彎折形傳輸線T3通過所述連接部J3與所述第三埠P3電性連接，所述長條形傳輸線T8通過所述連接部J3與所述第三埠P3電性連接。所述彎折形傳輸線T3通過所述連接部J4與所述第四埠P4電性連接，所述長條形傳輸線T7通過所述連接部J4與所述第四埠P4電性連接。
進一步地，上述傳輸線可為微帶線，也可為其他傳輸線。
在一較佳實施方式中，所述分支線耦合器100的長度L為4.24毫米(mm)，寬度H為6.9毫米(mm)。需要說明的是，此處所述分支線耦合器100的大小是根據所使用之分支線耦合器100之頻率所決定，並不以此限定本發明，本領域技術人員可以根據具體情況選擇不同大小的分支線耦合器以適應不同頻率的要求。
請參考圖2，圖2為本發明分支線耦合器100之S參數模擬曲線圖。由圖2可知，本發明分支線耦合器100之S11衰減大於10dB的頻段大概為4.6Ghz-6.6Ghz，對應中心頻率為5.6Ghz。S12,S13在所述頻段具有3dB功率損耗。第二埠、第三埠及第四埠的參數S22,S33,S44與第一埠的參數S11相似，附圖未列出。
請參閱圖3，圖3為本發明分支線耦合器第二埠P2與第三埠P3隔離度S參數模擬圖，從圖3中可以看出，本發明分支線耦合器兩輸出埠在4.6Ghz-6.6Ghz頻段具有較好的隔離度。
請參閱圖4，圖4中曲線C1為本發明分支線耦合器第二埠P2與第三埠P3輸出相位差異圖。由圖4可知，本發明分支線耦合器第二埠P2與第三埠P3在頻段4.9Ghz-6.2Ghz具有較小的輸出相位差異，具體而言，第二埠P2與第三埠P3輸出相位差小於10°。
請參閱圖5，圖5中曲線C2為本發明分支線耦合器第二埠P2與第三埠P3輸出幅值差異圖。由圖5可知，本發明分支線耦合器第二埠P2與第三埠P3在頻段4.9Ghz-6.2Ghz具有較小的幅值輸出差異，具體而言，第二埠P2與第三埠P3輸出幅值差小於2dB。
圖6為傳統分支線耦合器之S參數模擬曲線圖，如圖6所示，傳統分支線耦合器的參數S11在衰減大於10dB時頻寬為4.6Ghz-6.6Ghz，對應中心頻率為5.6Ghz。S12,S13在所述頻段具有3dB功率損耗。
對比圖2與圖6可知，本發明分支線耦合器100與傳統分支線耦合器實現效果近似。
本發明分支線耦合器100中的彎折形傳輸線之結構設計相較於傳統分支線耦合器中的直線形傳輸線之結構設計，可縮小耦合器的尺寸，並且實現效果近似，另外，本發明分支線耦合器在頻段4.6Ghz-6.6Ghz具有較好的性能，S11衰減大於10dB，且兩輸出埠輸出幅值與相位差異均較小。在克服了現有技 術佔用PCB面積較大的缺點後，又具有較好的特性，非常適合應用於移動通訊產品中。
最後應說明的是，以上實施例僅用以說明本發明的技術方案而非限制，儘管參照較佳實施例對本發明進行了詳細說明。本領域的普通技術人員應當理解，可以對本發明的技術方案進行修改或等同替換，而不脫離本發明技術方案的精神和範圍。並且，基於本發明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都將屬於本發明保護的範圍。
綜上所述，本發明確已符合發明專利之要件，遂依法提出專利申請。惟，以上所述者僅為本發明之較佳實施例，自不能以此限制本案之申請專利範圍。凡熟悉本案技藝之人士爰依本發明之精神所作之等效修飾或變化，皆應涵蓋於以下申請專利範圍內。
100:分支線耦合器
P1:第一埠
P2:第二埠
P3:第三埠
P4:第四埠
T1-T4:彎折形傳輸線
T5-T8:長條形傳輸線
A1-A6:分支傳輸線
A11、A12、A21、A22、A41、A42、A51、A52:連接段
A31、A32、A61、A62:延伸段
J1、J2、J3、J4:連接部
S1、S2:開槽

Claims (10)

  1. 一種分支線耦合器，其中，所述分支線耦合器包括：第一埠、第二埠、第三埠及第四埠，分別為所述分支線耦合器的輸入端、直通端、耦合端及隔離端；第一彎折形傳輸線、第二彎折形傳輸線及第一長條形傳輸線，所述第一彎折形傳輸線的第一端及第二端分別電連接於所述第一埠與所述第二埠，所述第二彎折形傳輸線的一端連接所述第一彎折形傳輸線的第一端，所述第一長條形傳輸線的一端連接所述第一彎折形傳輸線的第二端；第三彎折形傳輸線、第四彎折形傳輸線及第二長條形傳輸線，所述第三彎折形傳輸線的第一端及第二端分別電連接於所述第四埠與所述第三埠，所述第四彎折形傳輸線的一端連接所述第三彎折形傳輸線的第一端，所述第二長條形傳輸線的一端連接所述第三彎折形傳輸線的第二端；第三長條形傳輸線、第一分支傳輸線、第二分支傳輸線及第三分支傳輸線，所述第三長條形傳輸線的兩端電連接於所述第一埠與所述第四埠之間，所述第一分支傳輸線、第二分支傳輸線及第三分支傳輸線均從所述第三長條形傳輸線上延伸而形成；及第四長條形傳輸線、第四分支傳輸線、第五分支傳輸線及第六分支傳輸線，所述第四長條形傳輸線的兩端電連接於所述第二埠與所述第三埠之間，所述第四分支傳輸線、第五分支傳輸線及第六分支傳輸線均從所述第四長條形傳輸線上延伸而形成；其中，所述第三長條形傳輸線設有第一開槽，所述第四長條形傳輸線設有第二開槽，所述第三分支傳輸線收容於所述第一開槽內，所述第六分支傳輸線收容於所述第二開槽內。
  2. 如請求項1所述之分支線耦合器，其中，所述第一分支傳輸線及第二分支傳輸線分別位於所述第三分支傳輸線的兩側，所述第四分支傳輸線及第五分支傳輸線分別位於所述第六分支傳輸線的兩側。
  3. 如請求項1所述之分支線耦合器，其中，所述第一分支傳輸線包括第一連接段及第二連接段，所述第一連接段電連接於所述第一開槽的一側，所述第二連接段垂直連接於所述第一連接段，組成“L”字型形狀。
  4. 如請求項3所述之分支線耦合器，其中，所述第二分支傳輸線包括第三連接段及第四連接段，所述第三連接段電連接於所述第一開槽的另一側，所述第四連接段垂直連接於所述第三連接段，組成“L”字型形狀。
  5. 如請求項4所述之分支線耦合器，其中，所述第三分支傳輸線包括第一延伸段及第二延伸段，所述第一延伸段電連接於所述第一開槽的內側，所述第二延伸段垂直連接於所述第一延伸段，組成“T”字型之倒轉形狀。
  6. 如請求項1所述之分支線耦合器，其中，所述第四分支傳輸線包括第五連接段及第六連接段，所述第五連接段電連接於所述第二開槽的一側，所述第六連接段垂直連接於所述第五連接段，組成“L”字型形狀。
  7. 如請求項6所述之分支線耦合器，其中，所述第五分支傳輸線包括第七連接段及第八連接段，所述第七連接段電連接於所述第二開槽的另一側，所述第八連接段垂直連接於所述第七連接段，組成“L”字型之形狀。
  8. 如請求項7所述之分支線耦合器，其中，所述第六分支傳輸線包括第三延伸段及第四延伸段，所述第三延伸段電連接於所述第二開槽的內側，所述第四延伸段垂直連接於所述第三延伸段，組成“T”字型之倒轉形狀。
  9. 如請求項1所述之分支線耦合器其中，所述分支線耦合器還包括：第一連接部、第二連接部、第三連接部及第四連接部，分別用於電連接所述第一埠、第二埠、第三埠及第四埠；所述第一連接部用於電連接所述第一埠、第一彎折形傳輸線及第三長條形傳輸線；所述第二連接部用於電連接所述第二埠、第一彎折形傳輸線及第四長條形傳輸線； 所述第三連接部用於電連接所述第三埠、第三彎折形傳輸線及第四長條形傳輸線；及所述第四連接部用於電連接所述第四埠、第三彎折形傳輸線及第三長條形傳輸線。
  10. 如請求項9所述之分支線耦合器，其中，所述第一連接部、第二連接部、第三連接部及第四連接部為傳輸線。
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