一种耦合器电路及包含该电路的耦合器制造技术

本实用新型专利技术公开了一种耦合器电路及包含该电路的耦合器。一种耦合器电路，包含有主传输线、耦合单元、衰减单元和隔离单元；主传输线内芯的两端分别连接有第一端口和第二端口；耦合单元包含有第一电阻和第二电阻，第一电阻的第一端与第一端口连接，第一电阻的第二端与第二电阻的第一端和衰减单元的输入端相连接，衰减单元的输出端与第三端口连接，第二电阻的第二端接地；隔离单元的输入端与第二端口连接，隔离单元的输出端与第四端口连接；主传输线外表面连接有匹配负载单元，主传输线的外表面经匹配负载单元接地，主传输线的外表面设置有抗干扰单元。一种耦合器，包含有上述任一耦合器电路。实现了方向性的提高和低频段性能改善。实现了方向性的提高和低频段性能改善。实现了方向性的提高和低频段性能改善。

【技术实现步骤摘要】
一种耦合器电路及包含该电路的耦合器


[0001]本技术属于耦合器
，具体涉及一种耦合器电路及包含该电路的耦合器。

技术介绍

[0002]耦合器作为一种无源器件，已广泛使用于各种通信系统中。目前在通信系统的各种发射机和接收机上大多采用微带线耦合器，通信系统设计中常选用工作频段在300KHz
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6GHz的射频宽带耦合器，但是大部分的耦合器在低频段的性能不理想，尤其是接近300KHz的频段。同时耦合器的方向性指标是否能正确的与整个通信系统相匹配非常重要，而现有的微带线耦合器方向性经常达不到系统的要求，并且耦合平坦度不够。因此急需对现有耦合器的低频性能以及方向性等进行改善。

技术实现思路

[0003]本技术的目的在于克服现有技术的不足，提供一种耦合器电路及包含该电路的耦合器。
[0004]本技术的目的是通过以下技术方案来实现的：
[0005]一种耦合器电路，包含有主传输线、耦合单元、衰减单元和隔离单元；所述主传输线内芯的两端分别连接有第一端口和第二端口；所述耦合单元包含有第一电阻和第二电阻，所述第一电阻的第一端与第一端口连接，第一电阻的第二端与第二电阻的第一端和衰减单元的输入端相连接，所述衰减单元的输出端与第三端口连接，所述第二电阻的第二端接地；所述隔离单元的输入端与第二端口连接，隔离单元的输出端与第四端口连接；所述主传输线的外表面连接有用于抑制杂散信号的匹配负载单元，所述主传输线的外表面经匹配负载单元接地，且主传输线的外表面还设置有抗干扰单元。
[0006]进一步改进地，所述耦合单元包含有第一电容，所述第一电容的第一端与第一电阻的第二端连接，第一电容的第二端与第二电阻的第一端和衰减单元的输入端相连接。
[0007]进一步改进地，所述主传输线为钢缆；所述钢缆外表面连接的匹配负载单元包含有：对称分布在钢缆中部垂直线两侧的子电阻单元；所述子电阻单元含有的电阻数量至少一个，且子电阻单元内的电阻的第一端分别依序连接在所述钢缆外表面的不同位置，所述子电阻单元内的电阻的第二端均接地。
[0008]进一步改进地，所述衰减单元包含有第一衰减器和第二衰减器，第一衰减器的第一端经第二电阻接地，所述第一衰减器的第二端与第二衰减器的第一端连接，第二衰减器的第二端与第三端口连接。
[0009]进一步改进地，所述隔离单元包含有第三电阻、第二电容、第四电阻和第三衰减器，第三电阻阻值同第一电阻，第二电容容值同第一电容，第四电阻阻值同第二电阻；所述第三电阻的第一端与第二端口连接，所述第三电阻的第二端与第二电容的第一端连接，第二电容的第二端经第四电阻接地且与第三衰减器的第一端连接，第三衰减器的第二端与第
四端口连接。
[0010]进一步改进地，所述抗干扰单元设置为磁环。
[0011]进一步改进地，所述磁环的数量至少一个。
[0012]本技术还包含一种耦合器，是通过以下技术方案实现的：包含有上述任一耦合器电路。
[0013]本技术的有益效果是：
[0014]因为耦合器具有对称互易的网络特性，以下通过设定第一端口为射频信号输入端口，第二端口为射频信号直通输出端口，第三端口为耦合端口，第四端口为隔离端口来阐述本技术的技术效果。本方案中采用的耦合单元包含有第一电阻和第二电阻，射频信号经第一端口直接流向第一条支路：由耦合单元和衰减单元构成，通过调节第一电阻和第二电阻的阻值，并配合衰减单元，将耦合度调整到所需的目标值。射频信号也经第一端口流向第二支路：钢缆。通过钢缆外表面连接的多个电阻，将从钢缆内芯耦合滋生的杂散信号泄放到地，减少了杂散信号对主电路信号的影响，尤其改善了300KHz
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6GHz频带内低频处的方向性指标。钢缆外表面包裹的磁环可以是高低频磁环组合使用，减少了系统对耦合器主电路的各种高低频干扰，也同钢缆外表面连接的电阻一起共同确保了耦合器在300KHz
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6GHz工作频段内的性能稳定性。射频信号从钢缆流出后，直接流向第二端口，经第二端口输出。但仍不可避免的产生从第一端口流向第四端口的反射信号，反射信号流入隔离单元，通过隔离单元内部设置的第三电阻和第四电阻，且第四电阻接地，将反射信号吸收，减少了反射信号对主电路的干扰，提高了隔离度，进而提高了方向性。
[0015]本技术方案改善了耦合器的方向性以及低频处的性能，也从整体上具有了良好的耦合平坦度，据此达到了适应更多通信应用场景的目的。在外部结构完全一致的情况下，采用该电路结构制成的耦合器尺寸有所减小，更能适应目前整个通信系统对器件的轻型化和小型化的需求。
附图说明
[0016]图1为耦合器电路原理图；
[0017]图2为实施例对应的耦合度X1测试图；
[0018]图3为实施例对应的隔离度X2测试图；
[0019]图4为实施例对应的方向性X3测试图。
具体实施方式
[0020]下面将结合实施例，对本技术的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域技术人员在没有付出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。
[0021]本技术提供一种耦合器电路，如图1所示，设定第一端口为射频信号输入端口RFin，第二端口为射频信号直通输出端口RFout，第三端口为耦合端口C，第四端口为隔离端口I。整个电路为H型结构，左上端口为第一端口，左下端口为第三端口，右上端口为第二端口，右下端口为第四端口。
[0022]电路结构划分为主传输线、耦合单元、衰减单元和隔离单元，共四个单元。其中本实施例中主传输线采用50欧姆的钢缆，长度50mm，外径1.25mm。钢缆的内芯连接在第一端口RFin和第二端口RFout之间。
[0023]耦合单元包含有第一电阻R1和第二电阻R2。第一电阻R1的第一端连接钢缆内芯的左端，第一电阻R1的第二端与第二电阻R2的第一端和第一衰减器ATT1的第一端均连接，第二电阻R2的第二端接地，第一衰减器ATT1的第二端与第二衰减器ATT2的第一端连接，第二衰减器ATT2的第二端与第三端口C连接。第一衰减器ATT1和第二衰减器ATT2对经耦合单元耦合的射频信号进行衰减，以匹配第三端口C外部的负载。
[0024]优化地，在第一电阻R1和第二电阻R2之间设置第一电容C1，第一电容C1滤除射频信号内混入的直流或者电源纹波等，一般选择100
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1000pF，第一电容C1也可设置在第一电阻R1的前端，即滤波后再接入耦合单元。通过调整第一电阻R1与第二电阻R2的阻值将耦合度X1调节到电路设计时需求的目标值。矢量网络分析仪的测试结果参见图2。
[0025]隔离单元为与隔离端口I（第四端口）连接的链路。为实现耦合器的对称互易特性，采用与耦合单元对称的电路元件：第三电阻R3、第二电容C2和第四电阻R4，第三电阻R3与第一电阻R1阻值相同，第四本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种耦合器电路，其特征在于：包含有主传输线、耦合单元、衰减单元和隔离单元；所述主传输线内芯的两端分别连接有第一端口和第二端口；所述耦合单元包含有第一电阻和第二电阻，所述第一电阻的第一端与第一端口连接，第一电阻的第二端与第二电阻的第一端和衰减单元的输入端相连接，所述衰减单元的输出端与第三端口连接，所述第二电阻的第二端接地；所述隔离单元的输入端与第二端口连接，隔离单元的输出端与第四端口连接；所述主传输线的外表面连接有用于抑制杂散信号的匹配负载单元，所述主传输线的外表面经匹配负载单元接地，且主传输线的外表面还设置有抗干扰单元。2.根据权利要求1所述的一种耦合器电路，其特征在于：所述耦合单元包含有第一电容，所述第一电容的第一端与第一电阻的第二端连接，第一电容的第二端与第二电阻的第一端和衰减单元的输入端相连接。3.根据权利要求1所述的一种耦合器电路，其特征在于：所述主传输线为钢缆；所述钢缆外表面连接的匹配负载单元包含有：对称分布在钢缆中部垂直线两侧的子电阻单元；所述子电阻单元含有的电阻数量至少一个，且子电阻单元内的电阻的第一端分别依序...

【专利技术属性】
技术研发人员：郑兆祥，郑晓风，
申请(专利权)人：成都天大仪器股份有限公司，
类型：新型
国别省市：