WO2019052096A1 - 包覆式同向定向耦合器 - Google Patents

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WO2019052096A1
WO2019052096A1 PCT/CN2018/072590 CN2018072590W WO2019052096A1 WO 2019052096 A1 WO2019052096 A1 WO 2019052096A1 CN 2018072590 W CN2018072590 W CN 2018072590W WO 2019052096 A1 WO2019052096 A1 WO 2019052096A1
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structural body
coupling
groove
directional
directional coupler
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Inventor
王杰
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叶健聪
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    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01P—WAVEGUIDES; RESONATORS, LINES, OR OTHER DEVICES OF THE WAVEGUIDE TYPE
    • H01P5/00—Coupling devices of the waveguide type
    • H01P5/04—Coupling devices of the waveguide type with variable factor of coupling

Definitions

  • the present invention relates to a wrapped co-directional directional coupler.
  • a directional coupler is a general-purpose microwave or millimeter wave component for distributing input signals according to a certain power proportional relationship.
  • a directional coupler is widely used in various microwave circuits and can be used as a power splitter. For signal isolation, separation and mixing. When a transmission signal is input from one end of the main line to the main line, part of the power is output from the other end of the main line, and the power portion transmitted in the main line can be coupled to the sub line due to mutual coupling between the main line and the sub line.
  • the power is propagated in the secondary line to have directionality, that is, one end of the secondary line, that is, the coupled end has power output, and the other end, that is, the isolated end, has no signal output, thereby completing the allocation of the input signal according to a certain power proportional relationship.
  • a specific embodiment of the present invention is as follows: including a metal shielded outer case, and a directional coupling structure disposed in the metal shielded outer case;
  • the directional coupling structure includes a first coupling structure and a second coupling structure
  • one end face isolation rod of the first coupling mechanism, and the other end surface is provided with a feed plate, one end of the feed plate is electrically connected to the other end surface of the first coupling mechanism, and the other end of the feed plate is opposite to the isolation rod.
  • the direction extends out of the coupling rod, and the coupling rod is located in the second coupling mechanism;
  • the first coupling structure includes a first structural body having a rectangular parallelepiped shape, the first structural body, the center of the first structural body is provided with a rectangular cavity gap cavity; and the two sides of the first structural body a rectangular first groove is formed in the inner recess, the inner bottom of the first groove is concavely disposed with a second rectangular groove, and the inner bottom of the second groove is concavely disposed with a rectangular third groove; a thickness direction of the structural body is a longitudinal direction, a longitudinal width of the first groove is greater than a second groove, and a longitudinal width of the second groove is greater than a third groove, and a longitudinal width of the third groove is the same as a thickness of the gap cavity; A center of the top surface and the bottom surface of the structural body are upwardly convex with a cylindrical adjusting boss, and the top surface of the adjusting boss has a main adjusting hole, and the main adjusting hole, and the main adjusting
  • the second coupling structure includes a second structural body having a cross-section in a racetrack shape, the second structural body is a tubular second structural body, and the top surface and the bottom surface of the second structural body are respectively provided with a first pupil.
  • the first bore is for receiving the coupling unit; the top surface and the bottom surface of the second mechanism body are each provided with a plurality of second bores, and the second bore is for receiving the adjustment dial.
  • the insulating pad is disposed between the first gutter opening of the first structural body and the second structural body, for making the first structural body and the first The relative positions between the two structural bodies are fixed.
  • the first structural body and the adjustment boss are integrally formed.
  • the width of the first groove be a
  • the width of the second groove be b
  • the thickness of the gap cavity be w, then a+b ⁇ 5w.
  • FIG. 1 is a perspective view of the present invention
  • FIG. 2 is a perspective view of a directional coupling structure
  • FIG. 3 is a top plan view of a directional coupling structure
  • FIG. 5 is a front elevational view of the directional coupling structure
  • FIG. 6 is a perspective view of a directional coupling structure
  • FIG. 7 is a perspective view of the first coupling structure
  • Figure 8 is a perspective view of the coupling wing
  • FIG. 9 is a front view of the directional coupling structure (tossing the coupling rod).
  • FIGS. 1 to 9 illustrate:
  • the metal shielded outer casing 6 and the directional coupling structure disposed in the metal shielded outer casing 6 are included in the embodiment;
  • the directional coupling structure includes a first coupling structure and a second coupling structure
  • One end face isolation rod 13 of the first coupling mechanism, and the other end surface is provided with a feed plate 53.
  • One end of the feed plate 53 is electrically connected to the other end surface of the first coupling mechanism, and the other end of the feed plate 53 Extending the coupling rod 12 in the direction of the isolation rod 13, the coupling rod 12 is located in the second coupling mechanism;
  • One end surface of the second coupling mechanism is provided with a signal input rod 23.
  • the first coupling structure includes a first structural body 1 having a rectangular parallelepiped shape, a first structural body 1, and a center of the first structural body 1 a rectangular cavity-shaped gap cavity 11 is provided; the two sides of the first structure body 1 are recessed inwardly and provided with a rectangular first groove 15 , and the inner surface of the first groove 15 is concavely disposed with a rectangular second groove a groove 16 , the inner bottom of the second groove 16 is recessed inwardly and provided with a rectangular third groove 17; the thickness direction of the first structure body 1 is longitudinal, and the longitudinal width of the first groove 15 is greater than the second groove 16 The longitudinal width of the second groove 16 is larger than that of the third groove 17, and the longitudinal width of the third groove 17 is the same as the thickness of the gap cavity 11; the center of the top surface and the bottom surface of the first structural body 1 are both convex upwardly and cylindrically Adjusting the boss 18, the top surface of the adjusting boss 18 has a
  • the second coupling structure includes a second structural body 2 having a cross-section in a racetrack shape, the second structural body 2 is a tubular second structural body 2, and the top surface and the bottom surface of the second structural body 2 are provided with a first a first hole 21 for accommodating the coupling unit; a top surface and a bottom surface of the second mechanism body are respectively provided with a plurality of second holes 22, and the second hole 22 is for accommodating the adjusting wheel .
  • the inner wall of the gap cavity 11 is coated with an insulating coating.
  • the invention has the following advantages through reasonable structure setting:
  • the assembly is very convenient, because the structure is reasonable, and the assembly is easier to assemble; the maintenance is very easy to maintain, and the maintenance is convenient; since the setting of the coupling portion is reasonable, the adjustment is It is also very convenient, only need to rotate the coupling wing 52, the rotation of the coupling wings 52 on both sides makes it easy to adjust the coupling degree and other electrical performance parameters.
  • the most important is that the present invention has a wide-spectrum bandwidth coupling degree of 3.4 GHz to 8 GHz due to an optimized structural design, and a coupling coefficient of 2.00 WB to 2.205 dB, which is excellent in performance.
  • its stability is very good, and it is superior to other directional couplers under seismic test.
  • the invention adopts a U-shaped coupling rod design, and the coupling rod, the isolation rod and the signal input rod are arranged in the same direction, which is more convenient to use and route. Moreover, through simulation and actual testing, the electrical performance of the three is still very good and meets the requirements.
  • the structure of the gap cavity 11 can effectively balance the coupling on both sides and improve the isolation of the port. Moreover, it cooperates with the rotating coupling wing 52 to effectively increase the coupling coefficient by 10%-15 ⁇ 3 ⁇ 4.
  • the rotary wing coupling method of the present invention can maximize the coupling coefficient, reduce interference, and reduce the standing wave ratio.
  • a coated co-directional directional coupler according to the embodiment further includes an insulating pad having a semicircular cross section.
  • the insulating pad 3 is disposed between the first groove 15 of the first structural body 1 and the second structural body 2 for fixing the relative positions between the first structural body 1 and the second structural body 2.
  • a coated co-directional directional coupler further includes a first elongated fixing pad 4 disposed on two sides of the top surface and the bottom surface of the first structural body 1 A second elongated fixing pad corresponding to the inner wall of the second structural body 2 and the first elongated fixing pad 4.
  • a coated co-directional directional coupler, the first structural body 1 and the adjustment boss 18 are integrally formed. It is assumed that the width of the first groove 15 is a, the width of the second groove 16 is b, and the thickness of the gap cavity 11 is w, then a+b ⁇ 5w, the parameter is set, and other properties are more stable, and the ports are Reflection coefficient is lower than -2

Abstract

本发明公开了包覆式同向定向耦合器,包括有金属屏蔽外盒，以及设于金属屏蔽外盒内的定向耦合结构；所述定向耦合结构包括有第一耦合结构和第二耦合结构；第一耦合机构的一个端面隔离杆，另一个端面设有馈电板，馈电板的一端与第一耦合机构的另一个端面电性连接，馈电板的另一端向隔离杆的方向延伸出耦合杆，在组装的时候更加容易装配；其十分容易维护，且其检修方便；由于，偶合部的设置合理，其调节也十分方便，只需要旋转耦合翼，两侧耦合翼的旋转使其能够轻易调节耦合度和其他电性能参数，在抗震测试下，均优异于其他定向耦合器；本发明通过U形的耦合杆设计，将耦合杆和隔离杆、信号输入杆三者同向设置，更加方便使用和布线。

Description

包覆式同向定向耦合器
技术领域
[0001] 本发明涉及一种包覆式同向定向耦合器。
背景技术
[0002] 定向耦合器是一种通用的微波或毫米波部件， 用于将输入信号按照一定的功率 比例关系进行分配； 定向耦合器被广泛用于各种微波电路当中， 可以用作功率 分配器， 用于信号的隔离、 分离和混合等。 在有传输信号从所述主线的一端输 入所述主线吋， 部分功率从所述主线的另一端输出， 由于主线和副线之间的相 互耦合， 可以将主线中传输的功率部分耦合到副线， 并且使功率在副线中传播 具有定向性， 即使得所述副线的一端即耦合端有功率输出， 另一端即隔离端无 信号输出， 从而完成将输入信号按照一定的功率比例关系进行分配。
[0003] 现有定向耦合器， 除带状线的定向耦合器外， 其余定向耦合器的结构大部分是 封闭的， 其制作难度大， 而且由于大部分定向耦合器为一次成型， 导致调节困 难， 而且装配后稳定性差。 另外， 定向耦合器也需要更好的电性能。
技术问题
问题的解决方案
技术解决方案
[0004] 本发明的目的在于克服以上所述的缺点， 提供一种包覆式同向定向耦合器。
[0005] 为实现上述目的， 本发明的具体方案如下： 包括有金属屏蔽外盒， 以及设于金 属屏蔽外盒内的定向耦合结构；
[0006] 所述定向耦合结构包括有第一耦合结构和第二耦合结构；
[0007] 第一耦合机构的一个端面隔离杆， 另一个端面设有馈电板， 馈电板的一端与第 一耦合机构的另一个端面电性连接， 馈电板的另一端向隔离杆的方向延伸出耦 合杆， 耦合杆位于第二耦合机构内；
[0008] 第二耦合机构的一个端面设有信号输入杆。 [0009] 其中， 所述第一耦合结构包括有长方体形的第一结构本体， 第一结构本体， 第 一结构本体的中心设有长方体形的间隙空腔； 所述第一结构本体的两侧向内凹 陷设有矩形的第一幵槽， 第一幵槽内底面向内凹陷设有矩形的第二幵槽， 第二 幵槽内底面向内凹陷设有矩形的第三幵槽； 设第一结构本体的厚度方向为纵向 ， 第一幵槽的纵向宽度大于第二幵槽， 第二幵槽的纵向宽度大于第三幵槽， 第 三幵槽的纵向宽度与间隙空腔厚度相同； 第一结构本体的顶面和底面的中心均 向上凸起有圆柱形调节凸台， 调节凸台上顶面幵有主调节孔， 主调节孔贯穿调 节凸台间隙空腔相通； 还包括有安装在调节凸台上的耦合单元， 所述耦合单元 包括有耦合圆盘以及从耦合圆盘向外延伸出的扇形的耦合翼； 耦合单元与主调 节孔通过一个旋转轴连接在一起； 所述第一结构本体的顶面和底面分别设有多 个次调节孔， 每个次调节孔上安装有调节旋盘；
[0010] 所述第二耦合结构包括有截面成跑道形的第二结构本体， 第二结构本体为管状 的第二结构本体， 第二结构本体的顶面和底面均设有第一幵孔， 第一幵孔用于 容纳耦合单元； 所述第二机构本体的顶面和底面均设有多个第二幵孔， 第二幵 孔用于容纳调节旋盘。
[0011] 其中， 还包括有截面成半圆形的绝缘垫， 绝缘垫设于第一结构本体的第一幵槽 幵口处与第二结构本体之间， 用于使得第一结构本体和第二结构本体之间相对 位置固定。
[0012] 其中， 还包括有设于第一结构本体顶面和底面的两侧的第一长条形固定垫， 所 述第二结构本体的内壁与第一长条形固定垫对应的第二长条形固定垫。
[0013] 其中， 所述间隙空腔的内壁上涂有绝缘涂层。
[0014] 其中， 第一结构本体和调节凸台为一体成型。 设第一幵槽的宽度为 a， 第二幵 槽的宽度为 b， 间隙空腔的厚度为 w， 则 a+b≥5w。
发明的有益效果
有益效果
[0015] 在组装的吋候更加容易装配； 其十分容易维护， 且其检修方便； 由于， 偶合部 的设置合理， 其调节也十分方便， 只需要旋转耦合翼， 两侧耦合翼的旋转使其 能够轻易调节耦合度和其他电性能参数。 其中， 最主要的是， 其稳定性非常好 ， 在抗震测试下， 均优异于其他定向耦合器； 本发明通过 U形的耦合杆设计， 将 耦合杆和隔离杆、 信号输入杆三者同向设置， 更加方便使用和布线。
对附图的简要说明
附图说明
[0016] 图 1是本发明的立体图；
[0017] 图 2是定向耦合结构的立体图；
[0018] 图 3是定向耦合结构的俯视图；
[0019] 图 4是定向耦合结构的爆炸图；
[0020] 图 5是定向耦合结构的前视图；
[0021] 图 6是定向耦合结构的立体图；
[0022] 图 7是第一耦合结构的立体图；
[0023] 图 8是耦合翼的立体图；
[0024] 图 9是定向耦合结构的前视图 （抛去耦合杆） ；
[0025] 图 1至图 9中的附图标记说明：
[0026] 1-第一结构本体； 11-间隙空腔； 12-耦合杆； 13-隔离杆； 14-次调节孔； 15-第 一幵槽； 16-第二幵槽； 17-第三幵槽； 18-调节凸台； 19-旋转轴； 2-第二结构本 体； 21-第一幵孔； 22-第二幵孔； 23-信号输入杆； 3-绝缘垫； 4-第一长条形固定 垫； 51-耦合圆盘； 52-耦合翼； 53-馈电板； 6-金属屏蔽外盒。
本发明的实施方式
[0027] 下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步详细的说明， 并不是把本发明的 实施范围局限于此。
[0028] 如图 1至图 9所示， 本实施例所述的包括有金属屏蔽外盒 6， 以及设于金属屏蔽 外盒 6内的定向耦合结构；
[0029] 所述定向耦合结构包括有第一耦合结构和第二耦合结构；
[0030] 第一耦合机构的一个端面隔离杆 13， 另一个端面设有馈电板 53， 馈电板 53的一 端与第一耦合机构的另一个端面电性连接， 馈电板 53的另一端向隔离杆 13的方 向延伸出耦合杆 12， 耦合杆 12位于第二耦合机构内； [0031] 第二耦合机构的一个端面设有信号输入杆 23。
[0032] 本实施例所述的一种包覆式同向定向耦合器， 所述第一耦合结构包括有长方体 形的第一结构本体 1， 第一结构本体 1， 第一结构本体 1的中心设有长方体形的间 隙空腔 11 ; 所述第一结构本体 1的两侧向内凹陷设有矩形的第一幵槽 15， 第一幵 槽 15内底面向内凹陷设有矩形的第二幵槽 16， 第二幵槽 16内底面向内凹陷设有 矩形的第三幵槽 17; 设第一结构本体 1的厚度方向为纵向， 第一幵槽 15的纵向宽 度大于第二幵槽 16， 第二幵槽 16的纵向宽度大于第三幵槽 17， 第三幵槽 17的纵 向宽度与间隙空腔 11厚度相同； 第一结构本体 1的顶面和底面的中心均向上凸起 有圆柱形调节凸台 18， 调节凸台 18上顶面幵有主调节孔， 主调节孔贯穿调节凸 台 18间隙空腔 11相通； 还包括有安装在调节凸台 18上的耦合单元， 所述耦合单 元包括有耦合圆盘 51以及从耦合圆盘 51向外延伸出的扇形的耦合翼 52; 耦合单 元与主调节孔通过一个旋转轴 19连接在一起； 所述第一结构本体 1的顶面和底面 分别设有多个次调节孔 14， 每个次调节孔 14上安装有调节旋盘；
[0033] 所述第二耦合结构包括有截面成跑道形的第二结构本体 2， 第二结构本体 2为管 状的第二结构本体 2， 第二结构本体 2的顶面和底面均设有第一幵孔 21， 第一幵 孔 21用于容纳耦合单元； 所述第二机构本体的顶面和底面均设有多个第二幵孔 2 2， 第二幵孔 22用于容纳调节旋盘。 本实施例所述的一种包覆式同向定向耦合器 ， 所述间隙空腔 11的内壁上涂有绝缘涂层。 本发明有通过合理的结构设置有以 下优点： 组装十分方便， 因为其结构合理， 在组装的吋候更加容易装配； 其十 分容易维护， 且其检修方便； 由于， 偶合部的设置合理， 其调节也十分方便， 只需要旋转耦合翼 52， 两侧耦合翼 52的旋转使其能够轻易调节耦合度和其他电 性能参数。 其中， 最主要的是， 本发明由于优化的结构设计， 其具有 3.4GHz到 8 GHz的广谱带宽耦合度， 耦合系数为 2.00WB到 2.205dB之间， 性能非常优异。 另 夕卜， 其稳定性非常好， 在抗震测试下， 均优异于其他定向耦合器。 本发明通过 U 形的耦合杆设计， 将耦合杆和隔离杆、 信号输入杆三者同向设置， 更加方便使 用和布线。 而且， 通过仿真和实际测试， 三者同向吋的电性能依然非常好， 符 合要求。
[0034] 本发明中， 间隙空腔 11的结构能够有效平衡双面的耦合， 提高端口的隔离度。 而且其与旋转的耦合翼 52配合， 能够有效将耦合系数提高 10%-15<¾。 尤其， 本 发明的旋转翼耦合方式， 其能够最大限度的提高耦合系数的同吋， 降低干扰， 降低驻波比值。
[0035] 本实施例所述的一种包覆式同向定向耦合器， 还包括有截面成半圆形的绝缘垫
3， 绝缘垫 3设于第一结构本体 1的第一幵槽 15幵口处与第二结构本体 2之间， 用 于使得第一结构本体 1和第二结构本体 2之间相对位置固定。
[0036] 本实施例所述的一种包覆式同向定向耦合器， 还包括有设于第一结构本体 1顶 面和底面的两侧的第一长条形固定垫 4， 所述第二结构本体 2的内壁与第一长条 形固定垫 4对应的第二长条形固定垫。
[0037] 本实施例所述的一种包覆式同向定向耦合器， 第一结构本体 1和调节凸台 18为 一体成型。 设第一幵槽 15的宽度为 a， 第二幵槽 16的宽度为 b， 间隙空腔 11的厚度 为 w， 则 a+b≥5w， 设置该参数， 其其他性能更加稳定， 各端口的反射系数低于 -2
OdB,隔离度高于 18.65dB。
[0038] 以上所述仅是本发明的一个较佳实施例， 故凡依本发明专利申请范围所述的构 造、 特征及原理所做的等效变化或修饰， 包含在本发明专利申请的保护范围内

Claims

权利要求书
[权利要求 1] 一种包覆式同向定向耦合器， 其特征在于： 其特征在于： 包括有金属 屏蔽外盒 （6) ， 以及设于金属屏蔽外盒 （6) 内的定向耦合结构； 所 述定向耦合结构包括有第一耦合结构和第二耦合结构； 第一耦合机构 的一个端面隔离杆 （13) ， 另一个端面设有馈电板 （53) ， 馈电板 （ 53) 的一端与第一耦合机构的另一个端面电性连接， 馈电板 （53) 的 另一端向隔离杆 （13) 的方向延伸出耦合杆 （12) ， 耦合杆 （12) 位 于第二耦合机构内； 第二耦合机构的一个端面设有信号输入杆 （23) ； 所述第一耦合结构包括有长方体形的第一结构本体 （1) ， 第一结 构本体 （1) ， 第一结构本体 （ 的中心设有长方体形的间隙空腔 （
11) ； 所述第一结构本体 （1) 的两侧向内凹陷设有矩形的第一幵槽 (15) ， 第一幵槽 （15) 内底面向内凹陷设有矩形的第二幵槽 （16) ， 第二幵槽 （16) 内底面向内凹陷设有矩形的第三幵槽 （17) ； 设第 一结构本体 （1) 的厚度方向为纵向， 第一幵槽 （15) 的纵向宽度大 于第二幵槽 （16) ， 第二幵槽 （16) 的纵向宽度大于第三幵槽 （17) ， 第三幵槽 （17) 的纵向宽度与间隙空腔 （11) 厚度相同； 第一结构 本体 （1) 的顶面和底面的中心均向上凸起有圆柱形调节凸台 （18) ， 调节凸台 （18) 上顶面幵有主调节孔， 主调节孔贯穿调节凸台 （18 ) 间隙空腔 （11) 相通； 还包括有安装在调节凸台 （18) 上的耦合单 元， 所述耦合单元包括有耦合圆盘 （51) 以及从耦合圆盘 （51) 向外 延伸出的扇形的耦合翼 （52) ； 耦合单元与主调节孔通过一个旋转轴
(19) 连接在一起； 所述第一结构本体 （1) 的顶面和底面分别设有 多个次调节孔 （14) ， 每个次调节孔 （14) 上安装有调节旋盘； 所述 第二耦合结构包括有截面成跑道形的第二结构本体 （2) ， 第二结构 本体 （2) 为管状的第二结构本体 （2) ， 第二结构本体 （2) 的顶面 和底面均设有第一幵孔 （21) ， 第一幵孔 （21) 用于容纳耦合单元； 所述第二机构本体的顶面和底面均设有多个第二幵孔 （22) ， 第二幵 孔 (22) 用于容纳调节旋盘。 根据权利要求 1所述的一种包覆式同向定向耦合器， 其特征在于： 还 包括有截面成半圆形的绝缘垫 （3) ， 绝缘垫 （3) 设于第一结构本体 ( 1) 的第一幵槽 （15) 幵口处与第二结构本体 （2) 之间， 用于使得 第一结构本体 （1) 和第二结构本体 （2) 之间相对位置固定。
根据权利要求 1所述的一种包覆式同向定向耦合器， 其特征在于： 还 包括有设于第一结构本体 （1) 顶面和底面的两侧的第一长条形固定 垫 （4) ， 所述第二结构本体 （2) 的内壁与第一长条形固定垫 （4) 对应的第二长条形固定垫。
根据权利要求 1所述的一种包覆式同向定向耦合器， 其特征在于： 所 述间隙空腔 （11) 的内壁上涂有绝缘涂层。
根据权利要求 1所述的一种包覆式同向定向耦合器， 其特征在于： 第 一结构本体 （1) 和调节凸台 （18) 为一体成型。
根据权利要求 1所述的一种包覆式同向定向耦合器， 其特征在于： 设 第一幵槽 （15) 的宽度为 a， 第二幵槽 （16) 的宽度为 b， 间隙空腔 ( 11) 的厚度为 w， 则 a+b≥5w。
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