具有非耦合段的耦合器制造技术

一种对称或非对称的耦合器，包括第一和第二导线，其至少形成第一和第二耦合段以及在第一和第二耦合段之间的延迟段。该耦合器可包括多个交替的延迟段和耦合段。延迟段可包括在两个导线中形成的延迟弯曲部分。一个导线可为另一个导线的镜像。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及耦合器，特别涉及具有由延迟段分隔的耦合段的耦合器。一对导线在这种情况下是耦合的，即它们隔开，但是相互相隔得足够接近，使得在一个导线中流动的能量能够在另一个中感应。在导线之间流动的能量的数量与导体位于其中的电介质以及导线之间的间隔相关。虽然导线周围的电磁场理论上是无限的，但是根据耦合的相对数量，导线通常被称作接近或紧密耦合、松散耦合、或者非耦合。耦合器是形成为利用耦合线的电磁器件，可具有四个端口，两个耦合线的两端各对应一个端口。干线具有直接或间接连接至输入端口的输入。另一端连接至直接输出端口(direct port)。另一个线或辅助线在耦合端口和隔离端口之间延伸。耦合器可倒转，这时，隔离端口成为输入端口，而输入端口成为隔离端口。同样地，耦合端口和直接输出端口可倒转指定。定向耦合器是四端口的网络，可在所有端口处同时阻抗匹配。能量可从一个或另一个输入端口流向一对输出端口，如果输出端口适当地终止，那么输入端口对是隔离的。混合耦合器(hybrid)通常假定为在两个输出之间平等地划分其输出功率，而作为更一般术语的定向耦合器可具有不相等的输出。通常，耦合器到耦合输出具有非常微弱的耦合，这使得从输入到干线输出的插入损耗最小化。对定向耦合器的品质的一种度量是其定向性(directivity)、期望的耦合输出与隔离端口输出的比率。相邻的并行传输线电耦合而且磁耦合。这种耦合固有地与频率成比例，如果磁耦合和电耦合相等，则定向性可能较高。较长的耦合区域增加了导线之间的耦合，直到递增的耦合的矢量和不再增加，而耦合将以正弦方式随着增加的电长度减小。在许多应用中，在较大波段上具有恒定的耦合是理想的。对称耦合器在耦合输出端口之间固有地表现出90度的相位差，而非对称耦合器具有接近于0度或180度的相位差。除非使用铁氧体或其它高磁导率材料，否则在较高频率时通常通过级联耦合器得到大于倍频程的带宽。在一致的长耦合器中，当长度超过波长的四分之一时，耦合将衰减，对于+/-0.3dB耦合纹波来说只有倍频程带宽是实用的。如果三个相等长度的耦合器连接成为一个长耦合器，并且两个外部段的耦合相等且大大弱于中心耦合，则形成了宽带设计。在低频时，三个耦合相加。在较高频率时，三个段可组合，以在中心频率处得到减小的耦合，这里，每个耦合器为波长的四分之一。这一设计可扩展到许多段，以得到非常大的带宽。级联耦合器方法产生了两个问题。其一是耦合器变得非常长而且有损耗，这是因为在最低带缘处，其组合长度大于波长的四分之一的长度。另外，中心段的耦合变得非常紧密，尤其对于3dB的多倍频耦合器来说。X∶1带宽的级联耦合器在其范围的高端具有波长的四分之X的长度。作为一种选择，已经提出使用集总的但是通常损耗较高的元件。在耦合区域的端部突然终止的具有连续增加耦合的非对称耦合器与对称耦合器具有不同运行方式。在输出端口之间可得到接近于0或180度的相位差，而不是恒定的90度相位差。如果只有耦合的量很重要，则这种耦合器对于给定的带宽可能比对称耦合器短(在长度上也许为三分之二或四分之三)。这些耦合器(除了集总元件方案外)使用分级阻抗耦合器和变压器之间的相似性来设计。因此，耦合器在分级部分中制造，并通常具有几个段的长度，每个分级部分具有中心设计频率处的波长的四分之一的长度。耦合器部分可组合为平稳变化的耦合器。这一设计理论上提高了高频截止，但不会减小耦合器的长度。
技术实现思路
本专利技术提供一种具有减小的长度、并且根据这一设计具有较低损耗的耦合器。可通过这样的耦合器来实现本专利技术，该耦合器包括第一和第二导线，其至少形成第一和第二耦合段和在第一和第二耦合段之间的延迟段。这一结构的其它实施方案可包括附加的交替的延迟段和耦合段，或者具有不等长度的耦合段。延迟段可由一个或两个导线中的延迟弯曲部分形成。一个导线可为另一个导线的镜像。另外，该耦合器可设计为对称的或非对称的。包括耦合段和相邻延迟段的耦合器单元具有这样的有效电长度，该有效电长度等于两个导线在耦合段中的电长度与导线在延迟段中的长度之和。电长度定义为导线长度除以工作频率处的波长。在耦合器中只有一个导线具有延迟弯曲部分的情况下，延迟段具有的长度等于耦合段之间区域的长度加上延迟弯曲部分的长度。每个耦合器单元等价于传统的四分之一波长耦合器，其中，补偿耦合器单元的导线长度之和等于工作频率(例如工作频率的波段的中心频率)处波长的一半。可以看到，这一新颖的耦合器可具有非常短的电长度，这是因为耦合段可以非常短，但却紧密耦合，而延迟段相对较长，但却比波长的一半短很多。还应该理解，特别地，当本专利技术的耦合器仅在辅助线或第二导线中配置有延迟弯曲部分时，干线具有非常低的损耗。由于存在延迟弯曲部分而使得辅助线中的损耗较大。附图的简要说明附图说明图1是根据本专利技术制造的简单非对称定向耦合器的一个实施方案的顶视图；图2是根据本专利技术制造的正交混合对称定向耦合器的顶视图；图3是根据本专利技术制造的非对称定向耦合器的一个实施方案的顶部放大图；图4是沿图3的线4-4得到的剖面图。详细描述本专利技术一般性地提供一种耦合器，其具有大于耦合线组合长度的有效电长度。已经发现，当两个非常短的耦合器串联时，所产生的耦合是两个单独耦合的矢量和。当两个耦合器由线路长度分隔时，该线路的电长度增加到耦合器长度中，并且其频率响应与长耦合器的频率响应相对应。图1中示出了根据本专利技术制造的这种耦合器的一个实施例。一般性地表示为10的耦合器包括第一和第二导线12和14，它们形成第一和第二分隔的耦合段16和18以及延迟段20。导线12和14可形成为在电介质基底22的表面22a上的共面导体。在传统的微带结构中，接地平面24形成于基底的背面。也可使用其它的结构，例如侧面耦合线、共面波导、槽线以及同轴线。在这一实施例中，第一传导干线12是直线形的，从输入端或端口12a向输出端或直接输出端口12b延伸。第二传导辅助线14具有起到耦合端口作用的端部14a以及起到隔离端口作用的另一端部14b。应该理解，这些导线的形状可改变，只要第一和第二导线之间在第一和第二耦合段中具有耦合即可。延迟段20包括形成在导线14中的开放式延迟弯曲部分(loop)26以及导线12中的跨越耦合段之间的空间的直线部分28。在延迟弯曲部分26的底部的突起(例如突起29)是补偿耦合段和延迟弯曲部分之间的转换处所产生的电感的电容器。延迟段的主要功能是在与导线12没有明显耦合的情况下增加耦合器的电长度，从而使得耦合器的总长比传统的耦合器短。如果导线分隔的距离小于导线和接地平面之间的距离，则它们可被视为耦合。耦合器10的电长度是耦合段16的长度L1的两倍、加上与延迟弯曲部分26相对的非耦合部分28的长度L2，再加上延迟弯曲部分26的长度L3。这与输入信号在耦合段18的输入端反射时，反射回到耦合端口14a的输入信号的路径相对应。当两个非常短的耦合段16和18由约为四分之一波长(实际上，50电角度)的长度(由长度L2加L3表示)的延迟段分隔时，耦合器的耦合为最大值。当延迟段为波长的一半的长度时，耦合降低直到为零。理想地，为了产生较高耦合，长度L2可以非常短，延迟弯曲部分的长度可为约四分之一波长的长度，而耦合段16可为约八分之一波长的长度。耦合器10是非对称定向耦本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种耦合器，包括：　　　　第一导线和第二导线，至少具有长度不等的第一耦合段和第二耦合段以及在所述第一耦合段和所述第二耦合段之间的延迟段。

【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：艾伦F波德尔，
申请(专利权)人：韦拉托内有限公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]