高频耦合器或高频功率分配器,尤其是窄带和/或3分贝耦合器或功率分配器制造技术

技术编号:3264979 阅读:368 留言:0更新日期:2012-04-11 18:40
本发明专利技术涉及一种改进的耦合器或功率分配器;尤其是高频耦合器或高频功率分配器,具有以下特征:4个连接线(13a,13b;17a,17b)设置在基片(3)的同一侧(3a)上,两个耦合段(9;25)设置在基片的两个相对的侧面(3a,3b)上,第二个耦合段(25)通过两个穿孔连接(21)与相应的连接线(17a,17b)电路连接,这些连接线位于基片(3)的背对耦合段(25)的侧面(3a)上,在相应耦合段(9,25)的起始端(11a;18a)及相应末端(11b;18b)上的电容器(C-9a,C-9b,C-9c,C-9d;C-25a,C-25b,C-25c,C-25d)分别被构造成交叉指型电容器,并且电容(C-9a,C-9b,C-9c,C-9d;C-25a,C-25b,C-25c,C-25d)分别与地耦合。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】高频耦合器或功率分配器,尤其是窄带和/或3dB耦合器或功率分配器本专利技术涉及如权利要求1前序部分所述的高频耦合器或功率分配 器,尤其是窄带高频耦合器或功率分配器。在高频技术设备中经常需要将一个例如具有功率P的信号分成两 个功率分别为P/2的信号。为此通常采用环形耦合器。这种环形耦合 器例如已由Zinke Brunswig在"Hochfrequenztechnik (高频才支术)" 第6版,2000年(Springer出版社)公开,参见该书笫192页。这种环形耦合器通常通过微带导体技术来实现。此外还已知了下面这种高频耦合器,其中耦合程度通常通过端侧 或纵向侧耦合的导线来调整。对于功率分配器所需的更高耦合度,其 间隔常常很小或者甚至是太小了,以至于不能经济地生产。例如EP 1291959 Al公开了一种有方向性的耦合器,它例如以悬 浮基片工艺来构造。换言之,在一个基片上在其一侧上以微带线工艺 设置一个耦合段,它与基片上的两个同样以微带线工艺构造的第一和 笫二连接端子相连接。然后在相对的一侧上设置笫二个耦合段,它被 引到第三和第四输出端或连接端。在顶视图中这两个耦合段至少部分 地重叠。按照前述公开文献EP 1291959 Al,也可以在两个耦合段的相对 的两端上分别连接电容,这些电容的第二连接端分别接地。由上述公开文献也可有其它的实施例,其中耦合器以共面工艺被 构造。在此情况下两个耦合线及它们的两个连接端分别设置在基片的 同 一侧面上,其中耦合段以尽可能小的间距相互平行地前进。最后,例如EP1014472B1也^^开了一种有方向性的耦合器,它 同样以悬浮基片工艺被构造。这种已知的定向耦合器是一个具有至少 两个级联的耦合段的宽带定向耦合器,这两个耦合段有不同的耦合衰 减,其中具有弱耦合的耦合段由端侧耦合的带状导体构成,具有紧密 耦合的耦合段由宽侧耦合的带状导体构成。在这个实施例中为了实现具有紧密耦合的相应耦合段,在基片中 设置穿孔连接。所有引线被设置在基片的一侧上。现有技术已知的耦合器通常以微带导体工艺来实现。由于微带线 的衰减很高并且对介电常数的波动比较敏感,这种耦合器的缺点在于 有高的空间需求以及相对高的电气损耗和对于优质电路板材料的高成本。悬浮基片工艺的定向耦合器的缺点一方面是对于基片在两个接地 面之间定位有很高的要求(这里问题在于,在水平方向正确定位时还 要精确考虑到盖和底之间的间距)。这些对正确或最佳定位的要求导致 用于机械加工和装配的高成本。另一方面缺点还在于,在设计耦合器 时就规定了外壳的几何尺寸。这对于重复可用性和对于一个耦合器及 对于在其它应用情况下的应用涉及一个所选方案的实现和转换的足够 灵活性来说是有缺点的。此外从电气的角度看,在此工艺中均衡同相波和反相波不同的相 速度是困难的。共面工艺的定向耦合器的主要缺点在于,所要求的纵向侧耦合印 刷线路之间的间距极小,并且耦合系数受到限制。此外耦合系数还在 很大程度上取决于容差(腐蚀容差和基片材料介电常数的波动产生不 利的影响)。此外共面工艺耦合器在电气损耗方面不是最佳的。如上所述,所有这三种类型耦合器的缺点在于它们尤其是在应用 于现代信息技术系统时不具有所需的高频耦合器性能,例如足够的适 当耦合系数、定向性或对称性,或者它们是不可实现的,或者需要很 高的开发费用才能实现。GB 2218853 A公开了 一种高频耦合器或功率分配器,它在基片一 侧上有两个耦合段。这两个耦合段在起始端和末端分别具有连接导体, 它们被引至错开设置的连接端。在两个耦合段之间设置并形成电容器, 用于两个耦合段的耦合。EP 1014472 Bl公开了另一种定向耦合器,与现有技术的不同的 是,这种定向耦合器被如此构造在基片上 一个耦合段被构造在一个 基片侧面上,与其耦合的第二个耦合段被构造在相对的基片侧面上。 其中分别在耦合段的一侧上设置一个穿过基片的穿孔连接,以形成一 个至背面耦合面的连接导线的电路连接。US 4376921公开了一种微波耦合器,它也具有4个连接端和两个 耦合段,其中在两个相对较短的耦合段之间,从起始端到末端设置了 用于在耦合段之间进行耦合的电容器。所有上述类型耦合器的缺点是,它们特别是在应用于现代信息技 术系统时不具有所需的高频耦合器性能,例如足够的耦合系数、足够 的定向性或对称性,或者它们是不可实现的或者需要很高的开发成本 才能实现。因此本专利技术的目的在于给出一种改进的耦合器或功率分配器,尤 其是给出一种窄带耦合器,最好是3分贝耦合器,它在成本上、结构 尺寸上、损耗上和制造公差上都优于传统的方案。上述任务由权利要求1所述特征完成。在从属权利要求中给出了 本专利技术具有优点的实施例。根据本专利技术的高频辆合器或功率分配器具有一系列积极的、传统 方案所没有的优点。根据本专利技术的高频耦合器被构造成窄带的。耦合段本身被构造在一个基片的两个相对的侧面上。但在一个耦合段的两个相对末端上或者在所述耦合段中的一个或两个耦合段的两 个相对末端上设置了一个穿孔连接,通过它可以使所有四个外部连接 导线(在一个连接导线被连接时也是如此)被设置在基片的一个侧面 上。这也使得在基片的一个侧面上(只要需要的话)以通常的焊接工 艺设置并连接电气元件和部件成为可能。此外,根据本专利技术的耦合器或功率分配器在各个耦合段的相对末 端或连接区上具有电容器,就像原理上已由EP 1291959 Al所公开的那样。与上述已知方案不同的是,这里不是采用分立的电抗或电容器, 而是使用所谓的交叉指型电容器。这种电容器至今为止没有被用在这种功率分配器或耦合器中,即使是它的原理在由Rannee Simons的以 下乂>开时也没有提到这种应用,此公开文献为"Coplaner Waveguide Circuits, Components and Systems (共面波导电路、部件和系统)"第 1版,New York, Chichester, Weinheim等,John WHey & Sons出版社, 2001年。通过本专利技术的解决方案实现了具有最小空间要求的功率分配器或 耦合器,其电参数可在宽的范围内相对自由地调节或预选。首先它具 有低的电损耗。此外根据本专利技术的功率分配器或耦合器还具有定向性 很高的特性。根据本专利技术的耦合器或功率分配器对于外壳容差也比较可靠。这 主要反映在不同顶盖间距的选择上。这种对于外壳容差的可靠性使得 单一的设计可以应用于其它应用情况中。此外根据本专利技术的耦合器对 于腐蚀容差及对于基片材料介电常数的波动也比较可靠。此外,原则 上不需要其它的布线或集中元件,虽然原则上在需要时也可以应用它们。最后,所有连线都位于基片的同一侧上,这也是一个优点。下面借助附图所示实施例详细说明本专利技术的其它优点、特征和特 点。附图中图l是本专利技术所述耦合器的第一实施例的简化正视图; 图2是附图说明图1所示根据本专利技术的耦合器的后视图; 图3是沿图1中直线III-III的剖面图; 图4是对应于图1的示图,该实施例相对于图l有微小的改变; 图5是图4所示实施例的后视图。图1示出本专利技术所述耦合器或功率分配器的第一实施例的正视 图,它以印刷线路板的形式构造在基片3上。在基片3上,在图1中可见的上侧面3a上可看到4个表面本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种耦合器或功率分配器,尤其是高频耦合器或高频功率分配器,具有以下特征:-一个基片(3),-在基片(3)上有两个第一连接线(13a,13b),它们引至第一耦合段(9)的起始端(11a)和末端(11b),-设置了一个与第一耦合段(9)相耦合的第二耦合段(25),另外的两个连接线(17a,17b)引至其起始端(27a)和末端(27b),-这4个连接线(13a,13b;17a,17b)从相应的耦合段出发引至相互错开设置的连接端(15a,15b;19a,19b),-这4个连接线(13a,13b;17a,17b)设置在基片(3)的同一侧(3a)上,以及-在这两个耦合段(9;25)的纵向方向上设置了错开的电容器(C),所述电容器最好在这两个耦合段(9;25)的起始端区域(11a;27a)或者最好在它们的末端区域(11b;27b)上,其特征在于以下的其它特征:-这两个耦合段(9;25)被构造在基片的两个相对的侧面(3a,3b)上,-第一耦合段(9)与两个相应的连接线(13a,13b)导电地构造在耦合段(9)所在的同一侧上,-第二耦合段(25)在其起始端区域和末端区域(27a,27b)中分别通过至少一个穿孔连接(21)与相应的连接线(17a,17b)电路连接,这些连接线位于基片(3)的背对耦合段(25)的侧面(3a)上,-在两个耦合段(9;25)的纵向方向上错开位置的电容器(C),最好是在相应耦合段(9;25)的起始端(11a;18a)及相应末端(11b;18b)上的电容器(C-9a,C-9b,C-9c,C-9d;C-25a,C-25b,C-25c,C-25d)分别被构造成交叉指型电容器;以及-电容器(C-9a,C-9b,C-9c,C-9d;C-25a,C-25b,C-25c,C-25d)分别与地耦合。...

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员:弗朗兹罗特莫泽卓奇姆赫罗德
申请(专利权)人:凯瑟雷恩工厂两合公司
类型:发明
国别省市:DE[德国]

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