TWM349635U - Loop direction coupler - Google Patents

Description

M349635 八、新型說明： 【新型所屬之技術領域】 本創作係在提供—種迴路方向麵合器，具有—導波管， 特別是—巾空導管、—平科管或—_導管，該迴路方向 麵合器係呈半個迴路天線狀形，該半個迴路天線具有一第一

天線臂與-第二天線臂，以無接觸方式將—導波管上行進過 去的«波a與同-導波f上行進回來的訊號波匕退雜。 【先前技術】 ，一般常使用所謂的方向搞合器，來確定行進過去a及行 進回來b的細龍電流波，並予时離，以及奴雜上 電U。方向轉合器是高頻電路與微波電路上最常使 用的讀，它是-種對等的四埠元件(π咖酿ϋ财t component) ’較佳地，若所有連接淳都關閉沒有反射，使其 中兩琿彼此紐合。例如，若第—埠是輸人—訊號的輸入蜂 i所有連鱗__线反射，㈣辦即域料，沒有 ‘讀入功率會與純合，另外兩個連接埠齡別稱為 埠及耦合埠。 描述方向輕合器品質的一個重要要素是其方向明確度( 方向轉合）或方向衰減。方_確度是指，在所有連接埠又都 關閉沒有反崎況下，柄合料率與絕緣埠功率之間的關係 。若感餘合係數與電容餘之__，與各單-線路波 M349635 阻的乘績相同，根據K. w. Wagnerl914年刊登於電機雜誌第 35冊第639-643頁、第677-680頁、第705-708頁，「相鄰線路 内行進波的感應效果」一文，由兩個耦合線路組成的方向耦 合器達到其最理想的方向衰減。 方向耦合器經常被應用在測量系統，用以各別確定行進 過去與回來的波。在電路技術領域，方向耦合器作為非耦合 的功率分配器，被使用於衰減器、移相器、混合器及放大器 。其中，方向耦合器例如是由同軸導管、中空導管或平面導 波管組成。 迴路方向熬合器是分離來回行進波的一種可能轉合結 構，下列兩篇文章介紹了迴路方向耦合器：作者：ρ· p

Lombardini’ R· F. Schwartz，P. J·. Kelly，「L波段之迴 路方向耦合If設計鮮」，刪會刊，主題：微波理論與技 術，第4冊第4號’第咖-239頁，年1〇月出版；以及作 者：B. Maher，「L波段迴路型耦合器」，IEEE會刊，主題： 微波理論與技術，第9冊第鐵，第362_363頁，觸年7月出 版。迴路方向搞合器係由一導體迴路(conductor loop)組成 ，該導體迴路係定位於一導波管上方或在其内。該導波管可 為中空導管、平面迴路導管或_導管。迴路方_合器的 應用很多樣化’例如F. DeGr〇〇te、j. Verspecht、C.

Ts⑽nis、D，Barataud及j. _p. 了哪也巧人所撰「測 量時間領域負餘移之改善私找」，域：歐洲微波會 M349635 議，第1冊第4頁以下，2005年10月出版；以及K. Yhland，J.

Stenarson所合撰「微帶電路上電力之非接觸式測量」，出處 :第65屆ARFTG，第201-205頁，2006年6月出版，以上二文 應用迴路方向耦合器作為非接觸式測量系統内的元件。 一般要確定具有非接觸式測量系統（大部分是向量測量 系統）的測試物件（DUT-gevice Under Jest)散射參數 (scattering parameter)時，係應用感應式或電容式耦合 結構。藉由這類耦合結構可確定與該測試物件連接的訊號線 之電流或電壓。另外，也對該訊號線上來回行進的波進行測 置，其中方向叙合器被作為耗合結構，用來分離來回的兩種 波二利用方向輕合器奴來回行進的波之未校準與校準過的 、、里系、先其準確度與耗合器的方向衰減息息相關。例如使 迴路以及蝴目對於訊號線 度’還有藉由改變迴路幾何，使方向衰減達到最佳化， 經由多個八度音。cta_^ ::需:， 的迴路=精：可以大幅度提高方向輕合器術 失，乃加=本創作人有鑑於存在有如上述之缺 【新型内容】A 遂得以首先創作出本創作。 本訇作之料目的，在 第一天線臂與第W 敗路方向耦合器，其 ，稱的第-人π接連，第二天線臂與第一 M349635 網路的第二人口接連，該第—網路於其第-人Π上設有―一 一=分配器’在第二入口上設有一第二功率分配:弟 功率分剛輸恤_喊；对 : :加法電路和-第-減法電路，該第—加法電路係將: ;革刀配g的訊號相加在並將得出之 傳侧—，亂為鱗方向細 的笔谷搞合係數，而該第—減法電路係將第-與第二功率i :嫩號相減，並將得出之訊輪)傳送到第一網‘ =-出口’喝迴路方向_的感餘合係數 弟二網路，該第三網路具右 具有帛—人口與―第二人口，該第 m網路的第一出口連接，該第二入口與第-網路 ^二出口連接，且該第三網路於第一入口上設有一第二功 刀配益，第二入口上設有一第四功率分配器，此二功率分 =用於分配各靠近第三網路人口的訊號，該第三網路呈有 ^加法電路和—第二減法電路，該第二加法電路係經由 有複數傳輸係數Di的第-電容訊號路徑，接收第三功率 p器的訊號，並經由—具有複數傳輸係他的第—輕 rr接收第四功率分配器的訊號，然後將該等訊^加 在—起，亚將因此產生的訊號傳送到第三網路的第一出口， 而該第二減法電路係經由-具錢數傳輪係數D3的第二電容 P路徑，接收第三功率分配器的訊號，並經由—具有複數 傳輪係數_二感應訊號路徑，接收第四功率分配器的訊 M349635 號，然後將該等訊號械，並將因此產生的訊號傳送到第三 網路的第二出口。在該第一網路與第三網路之間的至少—個 訊號路徑上，或在該等神分配器與第二加法電路及第二減 法電路之間的至少-個訊號路徑上，設有至少，合倾適 應裝置，可改變各訊舰徑上訊號的數目或相位，使第二加 法電路與第二減法電路上存在具有數目與相位上相同之輕 合係數L、K2的訊號，提供相加或相減之用。 | ±述結構的優點是’使用的方向轉合器，其搞合係數可 以進行頻率各別適應，因此產生的電容及感應耗合係數幾乎 相同’雖然它們與由麵訊號的幾何形成、配置與頻率而產 生的電容及感絲合紐不同。如此—來，不級變迴路方 向麵合器的幾何情況，即可達到改善方向衰減之目的。 根據-較佳實施方式，設有—第二網路，該第二網路具 有一第一入口、一第二入口、一第一出口與第二出口，該第 _ in與第—網路的第__出σ連接，該第二人口與第一網路 的第二出口連接，該第一出口與第三網路的第一入口連接， 該第二出口與第三網路的第二入口連接，其中該第二網路具 有至少-麵合係數適應裝置，可改變第二網路第一入口或第 -網路第二入口上訊號之數目或相位，使第二加法電路與第 -減法電路上存在具有數目與相位上相同之麵合係數Μ的 ，提供相加或相減之用。 在此，例如Kf Krf，且較佳地該耦合係數適應裝置的 10 M349635 結構設計，使其能將第二網路第—入 數F,或第-喊楚—_ ⑸械興弟-稷數係 /一，鹏第—入口的訊號與第二複數係數 該第-複數係抓或第二複數 / ’ 一個等式成立奴擇使下列其中 K = K.p,n 'D'~4，¥K.FrDi:Ki々D^ c I '-KrD2=Kc.FrD^KrD成 K = KC-D, -F2-D2=Kc .D,=Ki .p2. ^ 為了平衡及確定所料魏絲，進邮使電容及感應 虚^網2應’根據—實施方式中，在第二網路第-出口 第第^料-人口之間設有—第—轉換開關，在第二網路 出口與第三網路第二入口之間設有-第二轉換開關，梦 轉換開_擇性將來自第二網路的第-及第二出口的㈣ ’遙擇性地分別放在第三網路的第—人口 u 第三網路轉轉送。 祕繞過 :據另—實施方式，在第二網路的第—出口以及第三網 路的弟-人口之間’設有-第五辨分㈣，縣五功率分 配為將來自第二網路的第—出口的訊號放到第三網路的第一 入口及-第三轉換開關；且在第二網路的第二出口以及 網路的第二人Π之間，設有—第六功率分配器，該第六功; :配器將來自第二網路的第二出口的訊號放到第三網路的第 二入口及-第四轉換開關，該等轉換開關的設置，使其能將 來自各功率分配n的訊號選擇性地傳蝴—接收器或― 阻抗。 M349635 根據再一其他實施方式，在該第三網路的第-及第二電 容訊號路徑或該第-及第二感應訊號路徑，分別設有一耗合 係數適縣置，軸合絲軸裝置料1魏號路徑I 將訊號與概健㈣乘，在第—感應訊购t上將訊號與 複麟數姆’在帛二電容域祕上將訊麟複數係數 h相乘’在第二感應訊齡徑上將峨與複數係數&相乘， 該等複數係數F3、F4、F5、F6經過選擇，若第三網路的所有 > 訊號路徑上設有—齡餘軸裝置，則下解式成立：

Kc*Dl*F3 = Ki*_2 = Κι 以及 L*D3*F5 = Ki*_4 = K2 ，或者若第三_只有第—及第二錢峨路徑上各設有一 耦合係數適應裝置，則下列等式成立：

Kc*Dl = Ki*FH κλ3 = Κ綱4 = Κ2 ’或者右第二_只有第-及第二電容訊號路徑上各設有-麵合係數適應跋置，則下列等式成立： > _邶3 = Ki*D2 = L ; L*D3*F5 = IG*D4 = κ2 或者右第二網路〇8)第一及第二電容訊號路徑（120，124) 以及第—感應訊號路徑（122)上各設有一耦合係數適應裝置 ，則下列等式成立：

Kc*lW3 = Ki*F4*D2 = & 以及 _兆=K *D4 = κ2 或者右第三網路(38)第一及第二電容訊號路徑（120，124) 以及第一感應訊號路徑（126)上各設有一耦合係數適應裝置 ，則下列等式成立： 12 M349635

Kc木Dl*F3 = Ki*F4*D2 = Κι 以及 Kc木D3 = Ki*F6*D4 = Κ2 ’或者若第三網路(38)第一及第二感應容訊號路徑（122,126) 以及第二電容訊號路徑（124)上各設有一耦合係數適應裝置 (112.114) ，則下列等式成立：

Kc*Dl == Ki*F4*D2 = Κι 以及 L*D3*F5 = Ki*F6*D4 = Κ2 ，或者若第三網路(38)第一及第二感應容訊號路徑（122,126) 以及第一電容訊號路徑（12〇)上各設有一耦合係數適應裝置 (112.114) ，則下列等式成立： 【吼吼=Ki*F4*D2 = L 以及 L*D3 = Ki*F6*D4 = K2 藉由在第一天線臂與第一網路第二入口之間，第二天線臂與 第一網路第一入口之間分別設置資混合器及一濾波器，可在 一預定中間頻率（intermediate frequency)上使該等功率分 配器、加法電路、減法電路及該耦合係數適應裝置達到最佳 運作功效(optimize)，並相對地降低成本。其中，該混合器 及/慮波將來自的天線臂的訊號轉換成一預定的中間頻率 (intermediate frequency) ’為此該混合器係與一可變化的 頻率震盪器（VF0)接連，該頻率震盪器將混合器訊號傳送到各 混合器，將之與來自天線臂的訊號混合。較佳地，該頻率震 盡器為具有本地震盪器（local 0SCi丨lat〇r)或基準震堡器 (reference oscillator)的相位調節迴路。藉由將頻率震盪 器（VF0)與一耦合係數適應裝置的控制裝置連接，可獲得每個 13 M349635 適應受顺善紅作醉之各職數健。_合 赌控制裝置係根據傳送到該等混合器之混合器 笼=而奴複數係數F及複數係數Fi、F2、m Fs或F6 _自’接收麵綱數適應 :、控繼置相連接，較佳地，該接收器驅控該麵合係數

適裝置__，嫩她t編糊裝置輸入 係數到雜合絲適顧肋，因為所述餘使縣合係數 適應裝置改變第二網路第—人卩或第二網路第二人口的訊號 =或相位進而使第二網路的兩個出口存在相同的執合係 另外’也可使該接收H驅控軸合健適應裝置的控制 裝置’使麵合魏適縣置的控姆置輸人紐到該轉合係 數適應4肋’ g騎魏毅縣合健赫裝置改變第 ，罔路第人口或第二網路第二入口的訊號數目或相位，進 而使第二加法電路的入口存在第一輕合係數L，且 電路的入吨在第二私魏K2。 仏 為了使導波管在與無反射或反射很小的阻抗隔絕時能控 制該耗合係數適應裝置’或者設定搞合係數卜至仏，在至少 -轉合係數適應裝置與第二加法電路或第二減法電路之間， 或在第二加法電路及第二減法電路其中至少一個入口 、月1J ’ 分別設有一個與向量接收器連接的轉換開關或功率分配器。 本創作之主要特徵係在：第一天線臂（12)與第—網路 14 M349635 (18)的第-人口⑽)接連，第二天線臂（⑷與第—網路⑽ 的第一入口（22)接連，該第一網路（ι8)於其第一入口（2〇) 上a又有一第一功率分配器（56)，在第二入口（22)上設有一 第二功率分配11(58) ’此二功率分配、58)用於分配 各靠近天線臂（12、14)的訊號；該第一網路(⑻具有一第 -加法電路⑽)和-第-減法電路⑽，該第—加法電路 (60)係將第-與第二功率分配器（56、58)的訊號相加在一 起，並將得出之訊號L(a+b)傳送到第一網路（⑻的第一出 口（24) ’該K。為迴路方向柄合||的電容搞合係數，而該第一 減法電路(62)係將第-與第二功率分配器（56、58)的訊號 相減’並將得出之訊^(a-b)傳送到第一網路(⑻的第二 出口(26) ’該L為迴路方向耦合器的感應耦合係數； 一第三網路(38)，該第三網路⑽具有-第-入口（40) 與第一入口（42)，該第一入口（42)與第一網路(⑻的第 -出口⑽連接’該第二人口⑽與第—網路⑽的第二 出口（26)連接’且該第三網路⑽於[人口⑽上設有 -第三功率分配H⑽，第二人口（42)上設有—第四功率 分配器（68) ’此二功率分配細、咖於分配各靠近第 —、.周路(38)入口（40、42)的訊號，該第三網路(38)具有一 第二加法電路(70)和一第二減法電路⑽，該第二加法電 路(70)係、、結具有複數傳輸係職的第—電容訊號路徑 (120)接收第三功率分配器⑽的訊號，並經由—具有複數 15 M349635 傳輸係數D2的第一感應訊號路徑（12 2)接收第四功率分配器 (68)的訊號，然後將該等訊號相加在一起，並將產生的訊 號傳送到第三網路(38)的第一出口（44)，而該第二減法電 - 路(72)係經由一具有複數傳輸係數Da的第二電容訊號路徑 ' (124)接收第三功率分配器（66)的訊號，並經由一具有複數 傳輸係數C>4的第二感應訊號路徑（12 6)接收第四功率分配器 (68)的號’然後將該等訊號相減，並將產生的訊號傳送 • 到第三網路(38)的第二出口（46); 該第一網路（18)與第三網路(38)之間的至少—個訊號 路徑（128、130)上，或在該等功率分配器（66、68)與第二 加法電路(70)及第二減法電路(72)之間的至少一個訊號路 徑(120、122、124、126)上，設有至少—搞合係數適應裝 置（64、112、114)，可改變各訊號路徑（12〇、122、124、 126、128、130)上訊號的數目或相位，使第二加法電路⑽ • #第二減法電路(72)上存在具有數目與相位相同之耗合係 數L的訊號，提供相加或相減之用。 【實施方式】 有關本創作為達上述之使用目的與功效，所採用之技 術手段，兹舉出較佳可行之實施例，並配合圖式所干，詳 述如下： 叮不评 ’言月參閱第-圖所示’本創作主要係將 源13與測試物件⑽Τ) 151間行進過去 本創作實施例 在導波管11上訊號 16 M349635 的波&與行進回來的波b退耦，本實施方式包含半個耦合迴 路天線10，其具有一個第一天線臂12及—第二天線臂丨 兀件符號17表示一基準面。兩個天線臂12、14均與一可組 - 態網路16相連接。 - 可組態之網路16設有一第一網路18，其具有一第—入 口20、一第二入口22、一第一出口24、一第二出口邡；— 第二網路28，其具有一第一入口3〇、一第二入口犯、—第 一出口34、一第二出口36 ;以及一第三網路38，其具有— 第一入口40、一第二入口42、一第一出口44、一第二出口 46。該第二網路28在第一網路18的出口24、26與第三網路 38的入口40、42之間形成訊號路徑128、130。 該第一天線臂12經由第一混合器48與第一濾波器5〇， 與第一網路18的第一入口20連接，該第二天線臂14經由第 二混合器52與第二濾波器54，與第一網路18的第二入口 連接。 • 第一網路丨8在第一入口 20端設有一第一功率分配器56 ，在第二入口22端設有一第二功率分配器58。進一步，第 一網路18設有一第一加法電路6〇和第一減法電路62，該第 一加法電路60將第一、第二功率分配器56、58訊號相加， 並將其結果傳送至第一網路18的第一出口24 ;該第—減去 電路62將第-、第二功率分配器56、58訊號相減，並將其 結果傳送至第一網路18的第二出口26。藉此，可在第一網 路18在第一出口24獲得訊號Kc*(a+b)，其中L是迴路方向耦 合器的電容耦合係數，且可在第一網路18在第二出口邡獐 17 M349635 得訊號Ki*(a-b) ’其中Ki是迴路方向耦合器的感應耦合係數 ，在此Kc # L。 第二網路28中，耦合係數適應裝置64將訊號Ki*(a-b) 與複數係數(complex fact〇r)F相乘’該複數係數F改變訊 號Ki*(a-b)的數目與相位。複數係數ρ係根據等式 L = K4F = K而選出，因此產生的訊號Ki*F*(a_b)則由耦合 係數適應裝置64傳送到第二網路28第二出口 36。訊號 Kc*(a+b)由第二網路28在迴路内送到（i〇op in; loop through)第二網路28的第二出口34。必須強調的是，此二 摩禺合係數L及L的數目與相位適應僅是例子，在其他實施方 式中也可僅將Kc*(a+b)與複數係數F相乘，而形成 L木F = Ki = K ;或者，1枰*(3_1))與1((；*(蚪1;))分別與複數係 數F!相乘’而得出Fl*L*(a+b)與，而形成 K :Fl5iCKe = F2*Ki。重要的是，在所有情況，訊號p(a+b) 在第-網路38的第-入口4〇，訊號K*(a_b)在第一網路洲的 第二入口42，亦即相同的耦合係數。 第三網路38在第一入口 40端設有一第三功率分配器66 ，在第一入口42端設有一第四功率分配器68。進一步，第 f網路38設有—第二加法電路70和第二減法電職，該第 =加法電路7〇將第三、第四功率分配祕、⑽訊號相加， 亚將其結果傳送至第三網路38的第—出口44 ;該第二減法 電路72將第-、第三功率分配脑、號相減，並將其 結果傳送至第三網路38的第二出口46。藉此，可在第三網 路38在第-.44獲得輯2Κι%，及可在第三網路％在第 18 M349635 二出口46獲得訊號2K#b，其中1是第二加法電路7〇的兩個 入口的耦合係數，&是第二減法電路72的兩個入口的耦合係 數。依此所產生的行進過去的波8與行進回來的波b的耦合 係數是相同的，也就是K。第三網路38具有一從第三功率分 配器66到第二加法電路70的第一電容訊號路徑12〇，一從第 四功率分配H68到第二加法電路7()的第二電容訊號路徑 124以及一從第四功率分配器68到第二加法電路7〇的第二 感應訊號路徑126。 混合器48、52及遽波器5〇、54係用於將來自天線臂12 、14的訊號轉換為預定的中間頻率，使接下來的組件僅需 隶佳化成該預定中間頻率。此外，可變化頻率震盪器 或相位調節迴路74設有一本地震盪器或一基準震盪器，該 本地震盪H或鱗震盪ϋ將—械應的基準峨或混合訊 號76傳送到混合關、52，該混合雜、52龍訊號職 天線臂12、Η的各別輸ώ訊號混合。進—步，該相位調節 迴路74與㉖合係數適應裝置64的控織置78相連接，並將 基準動虎76的最新頻率轉傳給控制裝置78。控制裝置78 隨著最新解80變麵選擇各辦_的複㈣射或複 數係數F1:FZ，並將該（等）係數轉傳到第二網路狀或第二網 路28上_合雜適雜麵。為了操控可變化頻率震盪 m»(VFO)，將一中間頻率訊號丨1〇轉送到相位調節迴路％， 该中間頻率訊號1〗0不是在第一網路〗8第一入口 2〇就是在 第二入口 22之前取出。 可組態之電四埠網路丨6首先與如回波耦合器般作用的 19 M349635 迴路天線_絕緣槔相接，再則與其麵合蜂相接，藉由使 用該可組態之電四埠網路16，可在不改變每個頻率的位置 或幾何情況下’使方向衰減達到最佳化。當迴路天線獅 — 纟賴6配合時，再使胁—種峨導管，例如同軸導線或 -微帶導線’可在不改變迴路幾何與相對於訊號導線^設置 的情況下，達到最佳化的迴路方向耦合器。 可組態之網路16由三個局部網路18、狀、％組成，該 • f 一網路18與第三網路38可以是相同的，不-定要將混人 器48、52及濾波器50、54整合到網路16。 、，口 接下來請參考第-圖所示，其係說明網路16的功能， 半，導體迴路天線10以感應及電容方式，將例如在訊號導 波管11的-部份退搞。若是導體迴路天線1〇相對於電訊號 的波長而言是小型的話，在第一天線臂12上透過感應及電 容方式感應的電流會相加，在第二天線臂14的電流則因為 180的相位差異而相減。 首先假定混合器48、52及滤波器50、54不是網路胸 組成部分，接著利用第-網路18將透過感應及電容方式耗 合的天線臂12、14分離，使得首先在第一網路18端部只有 對應訊號線11上電流的感應訊號，再則有對應訊號線以 電虔的％谷況號。第一網路18包含兩個功率分配器％、58( 例如是兩個3dB耦合器）以及一個加法網路6〇和一個減法網 路62。加法網路60例如是一個「轉動後」的3诎耦合器 (combiner) ’減法網路62例如是一個對稱件(Balun)。 第一網路28上利用一路徑的訊號相乘，而將耦合係數 20 M349635 與複數係數F相適應’以使K=F1Ki= L。如此可獲得極佳的 方向哀減。可以利職A||或阻尼件，配合移相器（細e shifter)，改魏號的數目與她。雛地，係使用可電 子控制的tl件，這樣一來可以在測試組態時，利用電子控 * 觀號快速、簡單地調整複數值係數F。其中乘法運算單位 及搞合係數適應裝置64的位置可以隨意安排。如第一圖所 示可”在條路控上進行乘法運算，至於是使用兩條路 φ 仏中那一條並不重要。此外’亦可在兩個路徑上設置可控 制組件’或者在—路徑僅對相位控制，在另—路徑上僅控 制蓼目。如此-來，不需改變簡單導體迴路天線⑺的初步 (raw)方向阻尼或初步麵合阻尼，利用第二網路财僅可以 設定方向衰減還可設定耦合阻尼。 若叙合係數【與L-樣被轉換成κ，訊號會透過第三網 路38再度被結合n以鱗_合係數κ變化，在出口 44”會產生打進過去的波a，且在另一出口仙只會產生行進 1 回來的波匕。為了達到這樣的效果，網路上各路徑都是完全 相同的。 在實際實施時出現-個問題，即必要的組件，如減法 電路62、72(Balun)以及功率分配·、58、66、68，只有 在限制的頻率運作，如此會與寬頻使用該系統產生矛盾， 補救辦法是，該系統選擇性地擴增一個或多個外差式混合 階段，此階段包含混合器48、52和遽波器5〇、54。迴路1〇 =會在一個低的、固定的(預定的）中間頻率與基準 喊76混合。透過使用固定的中間頻率，可以將可組態網 M349635 路16作為電路整合，因為對單一組件的頻帶寬要求大為降 低、。另外’可以將針對任何訊號帶寬將該系統最佳化。例 似、要的基準訊號76，是透過—調節迴路和本地震盪器/基 準震盪器74產生。 ' ㈣來看’網路16係可為迴賴騎硬體校準，以提 高方向阻尼效果。 接下來，將說明如何對網路16進行控制與校準。對網 • 路16進行組態與對第二網路28進行控制同樣重要，其目的 在於先確定複數係·，然後職第二網·的組件，使其 對應係數F。設定正確的係數以寺，基準抓作細τ(測試 物件），連接有-反射小（理想情況是無反射）的終端。理 想情況是在訊號線11上只有行進過去的波a，如此一來第— 網路16的兩個出口上，行進過去的波a首先是與電容轉合係 數L*a相乘亚測量，再者是與感輪合係數㈣相乘並測量 。現在設定第二網路28的參數（數目與相位），使第二網路 籲 28的輸出訊號在其出口 34、36上的數目與相位是相同的， 而形成等式K—F* L = K。為測量第二網路烈的輸出訊號， 必須切斷第二網路28與第三網路38之間的連線，以便第二 網路28可以直接與向量概器相連。由於事實上不存該 反射的終端，因此必須使用反射小的終端進行係數？的設^ 。終端的反射越小，细整體結構可獲得的方向阻尼的數 值會越大。此外’方向阻尼的高度，和第三網路38路徑傳 輸功能是否相同有關。傳輸功能差異愈大，所得到的方向 阻尼的數值會越小。為了獲得很大的方向阻尼數值，鮮 22 M349635 望招=裝置聽設在加法電_及減法電路72之前，希 一艮據Kl = κ他合係數相稱(請參閱第四圖所 &網路38路徑傳輸魏瓜、DeP、DiM息）因為測 里數目:、相位等而已知，並儲存在儲存器内。接著可以利 用耦合係數適應裝置64，根據K=Dc/J)i* 合係數，這樣-感應輕 減法電路7〇。 ； 1…K。便適用在加法電路70及 第中顯示本創作迴路方向轉合器的第二較佳實施 第^_ ==的部分都以相同的元件符號標示，如 L= 明請參閱之前關於第-圖之說明。 38之⑽較佳貫施方式，在第二網路28與第三網路 3=間額外設置兩個開關，例如電子開嶋、那，以及在 苐-網路38上方設置兩朗職、90， 控制裂置92、94作動。這些開_ ^ 的校準作業。第二網路28以及開：上= 、_控制裝置78可以手動或全自動。另外，可 8 相同的耦合器替代開關84、86、88、9〇。 > 為了轉近沒__寬，物_方向效果， 在本創作-制較佳的結構中，每個辭 係數F，或者將設定保存在儲存器内。 ^、子 第::中顯示本創作迴路方向轉合器 方式，其中功能相同的部分都以相貝包 ί-圖所示’有關其說明請參見之前關於第：:明如 弟二圖中的第三較佳實施方式’第二網路28第-出口 34與 23 M349635 第二網路38第一入口 40之間額外設置一第五功率分配器96 ，該第五功率分配器96將訊號傳送到第三網路38第一入口 40以及第一開關98。第二網路28第二出口36與第三網路38 第二入口42之間設有一第六功率分配器1〇〇，該第六功率分 配器100將訊號傳送到第三網路38第二入口 42以及第二開 關102。兩個開關98、102將訊號不是傳送到反射小的終端 104、106，就是接收器1〇8。 接收器10 8根據校準時接收到的訊號，驅控該控制裝置 78 ’使控制裝置78將改變數目與相位的相對參數轉傳到第 二網路28，藉由耦合係數適應裝置64以上述方式，使耦合 係數彼此相稱。 由於事實上，尤其是第三網路38 ’無法達到完全相同 的訊號路徑120、122、124、126，使得加法電路70或減法 電路72上的耦合係數f，視情況不會完全相同。為 了在上述誤差相關的應用上解決這個問題，在加法電路7〇 及減法電路72前另設抽合係數適應裝置112、114，如第 四圖所示，其巾顯示本創作迴路方姑合H的細較佳實 施方式，其魏相_部分都以相_元件符號標示，如 第圖至第二圖所示’有關其說明請參見之前關於第一圖 至第一圖之4明。與第—圖至第三圖前三個實施方式不同 的是，第四實施方式沒有設置第二2_路，且訊號路徑128 、130直接將第—瓣18和第三網路38連接在，直接在 加法電路70及減法電路72祕通_合係數適應裝置ιΐ2 、114，除了進行第三網路四個路徑上的阻尼與移相外，視 24 M349635 情況也將數目與相位上不同的耦合係數K4〇Kc；彼此相稱，然 後可以放棄第-圖至第三圖所示第一至第三較佳實施方式 的麵合係數適應裝置64，如第四圖所示，麵合係數適應裝 置112在第三網路38的一個感應路徑上，將耦合係數Ki* d2( 具有傳輸功能的搞合係數)與係數F4相乘，搞合係數適應裝 置114在第三網路38的另一個感應路徑上，將耦合係數 D4(具有傳輸功能的轉合係數)與係抓相乘，藉此方式 ’將具有各別係數眺=L以及L*眺=K2的兩個訊號 加到加法電路70進行相加，並將[祁3 = &以及=心 的兩個訊號加職法f職進行相減。只要第二加法電路 70兩個入口上的搞合係數心與第二減法電路兩個入口上 的耗合係數L分別才目同’即可將行進過去的波a與行進回來 的波b分離，其中該耦合係數【，κ2不一定要相同，但是可 以相同，也就疋說Κ =【=L，第-出口 44上結果是2¾¾ ，出口 46上的結果是2¾¾。 如之前提到的，由於第三網路38的各個路徑，在實施 上亚不相同’因此可翻的方向阻 向阻尼達縣尬，·下觸種方法：為使將方 〜例如彻測量技術’確定第三網賴各觀號路徑、 或第二網路28出口34、36與加法電路7G與減法電路72之間 路徑、或第一網路财口24、_加法電職與減法電路 72之間路徑等的傳輸功能（阻尼和移相）。若該 等傳輸功能已知，則透過第二網路28_合係數彼此相S ’使加法電路70與減法電路72入口的訊號的複數振幅相同 25 M349635 步如上所述，第二網的組態可以不-樣。第一 適轉到方式’例如各只有—軸合係數 〜、置641 δ到感應路徑，針對這樣的組態

—’κΤ=1成立··Μ =【她，她=嶋I 一「電，It二網路28的喊，_合係數適顧置整合到 下膝式成立：ΚΜι侧叫腸 4 ，若在第二網路28的兩個路徑上，耦合儀數κ.

及【彼此達到相稱，則下列等式成立：K_D1=Kl^D2:K 及跡柳撕λ -- K只要傳輸路徑的條件Di=Da ^ 成立，即可實現上述六個等式。 如^^例如係藉由第二、三_轉設定細與 2八中另外仔考慮傳輸係數])晶，其步驟如下：首先， 使用-個反射小的終端作為騰，絲_向量接收 測量第二網賴出π上的兩個訊號振幅(牌1;挪），或 利用第二、三圖中的組態進行測量。設定正媒的輕合係數 F!，或F2 ’必須從儲存器中擷取出已知的傳輸係數⑽雜 D,’將這些傳輸與接收訊號相乘⑽⑽“ κ娜邮或1^满 麵〇 ’然後將耦合係數匕及/姑改變直到振幅相同：’ 心衹二 L*F2*D2 = Κ 及 L*D3 = Ki*F2*D4 = κ或 【卻他== κ及挪抑3 = _4 = Κ或 Kc吼*Dl = K娜趣=Κ及Κ神趣=Κι船D4 = k 請參閱第四圖，若是傳輸係數的條件㈣3及純不成 立，則在第三網路38設置耦合係數適應裝置112、114取代 第二網路28_合係數適應裝频。在考慮路徑阻尼以妙 26 M349635 Z ’輕合係數適應裝置112、m可提高方向阻尼。第三網 ，38所有則轉徑，最何峨置四她合絲適應裝置 有四種紐態可以考慮’即在兩個電容或感應路徑上使用 應S係數適應裝置112、114 ’或設置四個|馬合係數適 *、、置刀社在第二網路38每個路徑各一個，或使用三個 耦合係數適應裝置。 心凡第四圖係顯示其中一種設置可能性，即在感應α㈠路 傻設置兩個耦合係數適應裝置112、114，此二裝置112、114 將複數係數^、!75祕與訊號振幅相乘。利用向量接收器 ’例如在使用反射小的雨時’利用開關或功率分配器/轉 合器（與第二、三圖類似）’控制/校準加法電路7〇與減法 電路72前的訊號’使振幅相同。使用四個耗合係數適應裝 置時，相法與相減前產生訊號，其路徑為： 加法路徑-:L_F3 = Κι，加法路徑二：㈣2吼_ κ 減法路徑一：l*d3吼=κ2，減法路徑二：Ki*D4*Fe = Κ2 使用三_合係數適隸置時，係根據在哪三個路徑設 置該三個耦合係數適應裝置，而相法與相減前產生訊號 路徑又下列幾種可能： ^ ’、 當第三網路38的第-、第二電容訊號路徑12〇、敗及 第一感應訊號路徑122各設有一個耦合係數適應襞置時其 路徑為： ' 加法路徑一 ：KC_F3 = L，加法路徑二：⑽洗—心 減法路徑一：L*D3*F5 = K2，減法路徑二：κ.如—τ, K2, 27 M349635 當第三網路38的第一、第二電容訊號路徑120、124 及第二感應訊號路徑126各設有一個耦合係數適應裝置時 ，其路徑為： 加法路徑一：K4DAF3 -Κι, 加法路徑二：Ki礼>2卻4 : =Κι 減法路徑一：L*D3 = Κ2, 減法路徑二：Ki*D4*F6 = :κ2, 當第三網路38的第一、第二感應訊號路徑122、126及 第二電容訊號路徑124各設有一個耦合係數適應裝置112 、114時，其路徑為：

加法路徑一 ：K>Di = L， 加法路徑二：L*D2*F4 = L 減法路徑一 ：Kc:*D3*F5 = K2，減法路徑二：Ki*D4*F6 = K2， 當第三網路38的第一、第二感應訊號路徑122、126 及第一電容訊號路徑120各設有一個耦合係數適應裝置112 、114時，其路徑為： 加法路徑一：L*Di*F3 = K加法路徑二：Ki*D2*F4 = Κι 減法路徑一：L*D3 = Κ2，減法路徑二：L*D4*F6 = Κ2， 如第四圖所示，在感應路徑設置兩個耦合係數適應裝置 112、114的組態結果是：

Kc*Di = Ki*F4*D2 = K ； Kc*Da = Ki*Fe*D4 = K 第四圖中的實施方式，可以如第二、三圖所示的類似方 式予以延伸，第四圖中系統也可以在耦合係數適應裝置112 28 M349635 -、第一加法電路7〇及第二減法電路π之間，設置開 關或功率分配11，_校準或確定雜，該開關或功 率刀配盗各與（向量）接收器出口接連。 根據另—實施方（網路16也可以包含第三網路昶上 的兩個、二個甚至四顺合餘適應裝置112、1H、以及第 罔路28上的一個或兩個耦合係數適應裝置料。 综上所述，本創作衍已達到所職之使用目的與功效 ，且更較習知者為之理想、實用，惟，上述實施例僅係針對 〗乍車乂佳實施例進行具體說明而已，此實施例並非用以限 定本創作之申料·圍，軌其它未_本_所揭示之 、丁手#又下所元成之均等變化與修飾，均應包含於本創作所 涵蓋之申請專利範圍中。 【圖式簡單說明】 第一圖所示係為本創作之電路示意圖（一）。 f二圖所示係為本創作之電路示意圖（二）。 f三圖所示係為本創作之電路示意圖（三）。 第四圖所示係為本創作之電路示意圖（四）。 29 M349635 104、106 終端 108接收器 110中間頻率訊號 112、114耦合係數補償裝置120、122第一電容訊號路徑 124、126第二電容訊號路徑128、130訊號路徑 【主要元件符號說明】 10 迴路天線 12第一天線臂 14第二天線臂 16 網路 18第一網路 22、32、42 第二入口 26、36、46 第二出口 38第三網路 50第一濾波器 54第二濾波器 58第二功率分配器 62第一減法電路 66第三功率分配器 70第二加法電路 74相位調節迴路 78控制裝置 84、86電子開關 92、94控制裝置 98 第一開關 102第二開關 11導波管 13訊號源 15 測試物件 17基準面 20、30、40 第一入口 24、34、44 第一出口 28 第二網路 48第一混合器 52第二混合器 56第一功率分配器 60第一加法電路 64耦合係數適應裝置 68第四功率分配器 72第二減法電路 76 基準訊號 80 最新頻率 88、90開關 96 第五功率分配器 100 第六功率分配器 30

Claims (1)

1. M349635 九、申請專利範圍·· ^一種迴路方_合器，具有-導波管，特別是一中 工導g平面導管或—_導管，該迴路方向轉合器係 呈半個迴路天線⑽形狀，該半個迴路天線⑽具有一第 天線#(12)與-第二天線臂⑽，以無接觸方式將一導 波s上灯進過去的訊號波⑷朗—導波管上行進回來的 訊號波(b)退耦； 1 频徵在於：第—天線臂（⑵與第-網路⑽的第一 入口⑽)接連’第二天線臂（⑷與第—網路⑽的第二入 口（22)接連，該第一網路⑽於其第一入口⑽上設有一 第-功率分配器⑽，在第二入口（22)上設有一第二功率 分配器（58) ’此二功率分配器⑽，58)用於分配各靠近天 線臂（12、14)的訊號；該第一網路⑽具有一第一加法電 路(60)和-第-減法電路⑽，該第一加法電路⑽係將 丨 與第二功率分配器（56、58)的訊號相加在—起，並將 得出之訊號L(a+b)傳送到第一網路（18)的第一出口（24)， 該L為迴路方_合糾電容齡係數，而該第-減法電路 (62)係將第-與第二功率分配器（56、58)的訊號相減，並 將得出之訊號Ki (a-b)傳送到第一網路（丨8)的第二出口 (26)，該Ki為迴路方向耦合器的感應耦合係數； 一第三網路(38)，該第三網路(38)具有一第一入口（4〇) 與一第二入口（42)，該第一入口（42)與第一網路（18)的第 31 M349635 一出口（24)連接，該第二人口（42)與第-網路(18)的第二 )連接，且該第三網路(38)於第一入口（4〇)上設有 二第=功率分配器⑽），第二人口⑽上設有—第四功率 刀配器（68) ’此二功率分配器⑽、⑻用於分配各靠近第 一’罔路(38)入口（4〇、42)的訊號，該第三網路（38)具有— 第-加法電路(7〇)和一第二減法電路⑽，該第二加法電 路(70)係經由—具有複數傳輸係數&的第—電容訊號路經 (120)接收第三功率分配器⑽的訊號，並經由—具有複數 傳輸係數d2的第—感應訊號路徑(122)接收第四功率分配器 (68)的訊號，然後將該等訊號相加在—起，並將產生的訊 號傳送到第三網路⑽的第—出〇(44)，而該第二減法電 路(72)係經由一具有複數傳輪係數匕的第二電容訊號路徑 (124)接收第三功率分配器（66)的訊號，並經由一具有複數 傳輸係數IX的第二感應訊號路徑（丨26 )接收第四功率分配器 (68)的訊號，然後將該等訊號相減，並將產生的訊號傳送 到第三網路(38)的第二出口（46); 該第一網路（18)與第三網路(38)之間的至少一個訊號 路徑（128、130)上，或在該等功率分配器（6β、β8)與第二 加法電路（70)及第二減法電路（72)之間的至少一個訊號路 徑（120、122、124、126)上，設有至少一耦合係數適應裝 置（64、112、114)，可改變各訊號路徑（120、122、124、 126、128、130)上訊號的數目或相位，使第二加法電路(70) 32 M349635 與第二減法電路⑽上存在具植目麵位 數K!，_訊號，提供相加或滅之用。 之K糸 2.如專利申請範_項所述_種迴路方向輪人器，其 ::第=(32)、一第一，^ ° Q)與第—網路⑽的第—出口（24)連接，該

   第二入口（32)與第—網路⑽的第：出口⑽連接，該第 一出口（34)與第三_⑽的第-人口⑽)連接，該第二 出口(36)與第三網路⑽的第二入口(42)連接，其中： 二網路(28)具有至少―揭合係數適餘置⑽，可改變第 或第二網路(28)第二人口（32)上 訊號之數目或相位，使第二加法電路⑽與第二減法電路 (72)上存在具有數目與她上_之轉合係數κ ι的訊 號，提供相加或相減之用。 3’如專射5冑軸第2項所述-種迴路方向輕合器，其 中等式Kl=Krf成立’且該搞合係數適應裝置（64)的結構設 計’使其能將第：網路⑽第-人口⑽的訊號與第-複 數係數Fl或第二網物）第二入口⑽的訊號與第二複數 二數相乘„亥第—複數係抓或第二複數係她經過選 擇，使下列其中—鱗式成立： 火-wA ^ 乌=wA或 33 M349635 .女專利申明乾圍第2或3項所述一種迴路方向I馬合 器其中在第二網路(28)第一出口（34)與第三網路(38)第 入口 W0)之間設有一第一轉換開關（84)，在第二網路(28) 第二出口（36)與第三網路(38)第二入口（42)之間設有一第 二轉換開關（86) ’該等轉換開關（84、86)選擇性將來自第 -網路(28)的第-及第二出σ(34、36)的訊號，選擇性地 刀別放在苐二網路(38)的第一及第二入口（仙' 42),或者 繞過第三網路(38)轉而傳送。 5. 如專利申請範圍第2或3項所述一種迴路方向耦合 器，其中在第二網路(28)的第一出口（34)以及第三網路(38) 的第一入口（40)之間設有一第五功率分配器（96)，該第五 功率为配器（96)將來自第二網路(28)的第一出口（34)的訊 號放到第三網路（38)的第一入口（4〇)及一第三轉換開關 (98)，且在第二網路(28)的第二出口（36)以及第三網路(38) 的第二入口（42)之間，設有一第六功率分配器（ι〇〇),該第 六功率分配器（100)將來自第二網路(28)的第二出口（36) 的訊號放到第三網路(38)的第二入口（42)及一第四轉換開 關（102)，該等轉換開關（98、102)的設置，使其能將來自 各功率分配器（96、100)的訊號選擇性地傳送到一接收哭 (108)或一終端阻抗（104、106)。 6. 如專利申請範圍第1項所述一種迴路方向耗合器， 34 M349635 其中在第一及第二電容訊號路徑（120、124)或該第一及第 二感應訊號路徑⑽、126)，分有—_合係數適應裝 置（112、114)，該叙合係數適應裝置⑽)在第一電容訊號 路徑（120)上將簡*與複祕數㈣乘，在帛—錢訊號路 徑（122)上將訊號與複數係數I?4相乘，在第二電容訊號路徑 (124)上將訊號與複數係數Fa相乘，在第二感應訊號路徑 (126)上將訊號與複數係數Fe相乘，該等複數係數卩3、ρ4、 Fs、Fe經過選擇’若第三網路(38)的所有訊號路徑（120、 122、124、126)上設有一编合係數適應裝置，則下列等式 成立：L*Dl*F3 = Ki*F4*D2 = Kl 以及 L*D3*Fs = Ki*Fe*D4 = K2 ’或者若第三網路(38)只有第一及第二感應訊號路徑（i 22 、126)上各設有一耦合係數適應裝置（112、114)，則下列 等式成立：L*Di = Ki*F4*D2 = Κι 以及 L*D3 = L*Fe*D4 = L ，或者若第三網路(38)只有第一及第二電容訊號路徑（！ 2〇 、124)上各設有一麵合係數適應裝置，則下列等式成立： Kc*Dl*F3 = Ki*D2 = Kl 以及 L*D3*F5 = Ki*D4 = K2，或者若第 三網路(38)第一及第二電容訊號路徑（120、124)以及第一 感應訊號路徑（122)上各設有一耦合係數適應裝置，則下 列等式成立：Kc*Dl*F3 = Ki*F4*D2 = K!以及 Kc*D3*F5 = Ki*D4 = K2，或者若第三網路(38)第一及第二電 容訊號路徑（120、124)以及第二感應訊號路徑（126)上各 35 M349635 設有一轉合係數適應裝置，則下列等式成立： Kc*D!*F3 ：= Ki*F4*D2 = L 以及 L*D3 = Ki*Fe*D4 = L，或者若 第三網路(38)第一及第二感應容訊號路徑（122、126)以及 '第一電各訊號路徑（124)上各設有一耦合係數適應裝置（112、 114)，則下列等式成立： = κ^4*Ι)2 = L 以及 = L*F6*D4 = L，或者若 鲁 帛二網路(38)第一及第二感應容訊號路徑(122、126)以及第 电谷讯號路彳空（12〇)上各設有一耦合係數適應裝置（112、 114) ’則下列等式成立：K31W3 = L*F4*D2 = L以及 L*D3 = Ki*F6*D4 = K2。 •如專利申叫範圍第1項所述一種迴路方向轉合器，其 • 中在第一天線臂（12)與第-網路(18)第-入口（2〇)之間，第 二天線臂（14)與第—網路⑽第二人口⑽之間分別設置混 合器（48、52)及-遽波器（5〇、54)，該混合器（48、52)及一 ;慮波器（50 54)的結構設計使其能將來自天線臂（I〗、⑷的 (intermediate frequency)0 8. 士專利巾π範圍第7項所述—種迴路方向$合器，其 中U(48、52)與—可變化的頻率震盈器（VF〇)⑽接 36 M349635 連’該頻率震盪器（VF0)(74)將混合器訊號（76)傳送到各混 合器（48、52) ’將之與來自天線臂02，14)的訊號混合。 9.如專利申請範圍第8項所述一種迴路方向耦合器，其 中該該頻率震盪器（觸)(74)為具有本地震盪H或基準震盤器 的相位調節迴路。 1〇·如專利申請範圍第8或9項所述一種迴路方向耦合器 ，其中該頻率震盈器⑽)(74)與柄合係數適應裝置(64、112 、1⑷之控織置⑽連接，控職置⑽隨著傳送到混合器 (48、52)的最新頻率⑽變化而設定複數係數？ _數係數^ 、F2、F3、F4、Fs 或 F6。

   η.如專利中請範圍第5或1G項所述—種迴路方向輕合 器，其中該接收11(108)麵合係數適應裝置⑽、I〗〗、⑽ 之控制裝置（78)連接。 器 12·如專利申請翻第n項所述—種迴路方向柄合 其中該接收器⑽)驅控_合係數適縣置（⑷的控制裳置 (W ’使細錄適練置⑽的控制裝置(78)輸入係數到 該耗合雜舰較⑽内，因·輸概使_合係數適 應裝置⑽改變第二網路⑽第—心⑽）或第二網路⑽ 37 M349635 第二入口（32)的訊號數目或相位，進而使第二網路(28)的兩 個出口（34，36)存在相同的耦合係數K。 13. 如專利申請範圍第11項所述一種迴路方向耦合器， 其中使該接收器（108)驅控該耦合係數適應裝置（64)的控制 裝置(78)，使耦合係數適應裝置(64)的控制裝置(78)輸入係 數到該耦合係數適應裝置（64)内，因為所述係數使得耦合係 數適應裝置⑽改變第二網路⑽）第-人σ⑽或第二網路 (28)第二人口⑽的訊號數目_位’進而使第二加法電路 (70)的入口存在第—耗合係數[_第二減法電路(π)的入 口存在第二耦合係數Κ2。 14. 如專利申晴範圍第！項所述一種迴路方向麵合器，其 中在至少—輕合係數適缝置(112、114)與第二加法電路⑽ 或第二減法電路(72)之間，或在第二加法電路⑽及第二減法 包路(72)其中至個入σ之前，分別設有—個與向量接收器 連接的轉換開關或功率分配器。 38