表面安装的板侧定向耦合器制造技术

一种定向耦合器，其有一个垂直于母电路板（２４）表面的耦合器电路板（２２）。第一和第二上轨道放置在所述耦合器电路板（２２）相对的表面上。上导电轨道之间的耦合决定奇模阻抗。第一和第二下轨道也放置在相对的表面上并接地。如此放置上下轨道以便由第一上轨道和第二下轨道之间的耦合和第二上轨道和第一下轨道之间的耦合来决定偶模阻抗。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种TEM模式的四分之一波长定向耦合器，特别地，涉及这样一种有耦合线元件的耦合器，其中线元件放置在电路板的相对侧，并独立于放置该耦合器的母电路板以及组成该电路板的材料来决定耦合器的奇偶模阻抗。
技术介绍
定向耦合器是四端口设备，用作电磁波传输的功率分配器或合成器。把这四个端口分别叫做端口1、端口2、端口3和端口4。当向端口1输入信号时，该信号耦合到端口2和3，但不耦合到端口4。相似地，输入端口4的信号耦合到端口2和3但不耦合到端口1。因为在端口1和4之间没有耦合，这些端口被叫做相对于对方的非耦合或独立端口。信号可以输入，或者由于反射，进入端口2和3。输入端口2的信号耦合到端口1和4，但不耦合到端口3，而输入端口3的信号耦合到端口1和4，但不耦合到端口2。因此，端口2和3是相互独立的端口。在美国专利5,539,362中公开了Michael J.Culling的定向耦合器，其被转让给本申请相同的受让人。该耦合器包含一个耦合器电电介质板，其直立在母电路板的上表面。有方形交指型齿的上下导电元件放置在耦合器电介质板的每一面。导线放置在母电路板的上表面并连接到每侧的上导电元件的两端。下导电元件接地。定向耦合器中的奇模阻抗是两个上导电元件之间耦合的函数。与奇模阻抗有关的大部分电场穿过耦合器电介质板。偶模阻抗是耦合器电介质板同侧的上下导电元件之间耦合的函数。因此，与偶模阻抗有关的电场的主要部分穿过板周围的空气。电介质板和空气的不同介电常数值导致了场间的不同相速度，从而导致更差的耦合器定向性和更窄的带宽。Culling装置中的方形齿旨在通过均衡每一模式的传播延迟来补偿相速度之间的差异。与偶模阻抗有关的波蜿蜒在由齿形成的缝隙之间。有效通道长度的增加足以校正有效速度的差异。然而，在用于延迟快波传播的齿的数量和大小上存在实际的限制。因此，Culling装置无法校正有较高介电常数系数的电介质的有效性。提供一套能够补偿相速度而与材料的介电常数无关的系统是所希望的。
技术实现思路
依照本专利技术的一方面，定向耦合器包含一个耦合器电路板，其基本地垂直安装在母电路板的上表面。第一和第二上轨道(trace)放置在耦合器电路板的相对表面。上导电轨道之间的耦合决定了耦合器的奇模阻抗。第一和第二下轨道(trace)也放置在相对表面并接地。如此放置上下轨道以便由第一上轨道和第二下轨道之间的耦合以及第二上轨道和第一下轨道之间的耦合来决定偶模阻抗。依照本专利技术的另一方面，定向耦合器包含一个耦合器电路板，其基本地垂直安装在母电路板的表面。第一和第二导电轨道放置在耦合器电路板的相对表面。第一上导电轨道有一条直的顶边和一条底边，底边上放置了许多齿。第二上导电轨道也有一条直的顶边和一条底边，底边上也放置了许多齿并且具有距第一上轨道上的齿的偏移。上导电轨道电耦合引起耦合器表现出奇模阻抗，其由轨道的宽度决定。该阻抗是耦合器要求的耦合因子和特性阻抗的函数。第一和第二下导电轨道也放置在耦合器电路板的相对表面。每个所述下导电轨道与各自的上轨道相间隔。第一下轨道有一条直的底边和一条顶边，顶边上有许多相对于第一上轨道底边上的齿交错的齿。这些齿在侧面对准第二上轨道的齿，以便由第一下轨道的齿覆盖的区域与表示在包含第一下轨道的耦合器电路板表面上突出的第二上轨道的齿位置的区域部分地重叠。第二下轨道也有一条直的底边和一条顶边，顶边上有许多相对于第二上轨道底边上的齿交错的齿。这些齿在侧面对准第一上轨道的齿，以便由第二下轨道的齿覆盖的区域与表示在包含第二下轨道的耦合器电路板表面上突出的第一上轨道的齿位置的区域部分地重叠。第一上轨道电耦合到第二下轨道，第二上轨道电耦合到第一下轨道。这引起耦合器表现出由齿的重叠区域决定的偶模阻抗。该阻抗值的变化是耦合器的所要求的耦合因子和特性阻抗的函数。附图说明对于熟悉本专利技术相关技术的人来说，基于本专利技术参照附图的下述描述，本专利技术前述的和其它的特征将是显而易见的，其中附图包括图1是依照本专利技术的一种定向耦合器；图2是耦合器PCB的第一表面的侧视图；图3是耦合器PCB的第二表面的侧视图；图4是表示与耦合器第一表面上第二下轨道的突出位置有关的第一上轨道的侧视图；图5是依照本专利技术的定向耦合器在第一上轨道的齿与第二下轨道的齿重叠处的截面图；图6是现有技术定向耦合器的截面图，表示奇模阻抗Zoo的电场；图7是现有技术定向耦合器的截面图，表示偶模阻抗Zoe的电场；图8是依照本专利技术的定向耦合器的截面图，表示在第一上轨道的齿与第二下轨道的齿重叠处的奇模阻抗Zoo的电场；图9是依照本专利技术的定向耦合器的截面图，表示在第一上轨道的齿与第二下轨道的齿重叠处的偶模阻抗Zoe的电场；图10是依照本专利技术的定向耦合器的截面图，表示在第二上轨道的齿与第一下轨道的齿重叠处的偶模阻抗Zoe的电场。具体实施例方式图1-5所示的是依照本专利技术的定向耦合器20。该耦合器20包括一个有平面22a和22b的耦合器电路板22。在示意性实施例中，耦合器电路板22是印刷电路板(PCB)。在现有技术中印刷电路板是人所共知的，耦合器电路板22可以使用任何合适的方法来制作。将耦合器20安装在有平面24a和24b的母电路板24上。安装耦合器20使它的平面22a和22b垂直于母电路板24的平面24a和24b。与使用耦合器20的电路有关的其它外围电路虽然未在图1-5中画出，但也安装在母电路板24上。耦合器20包括第一和第二交错耦合元件26和28，其分别放置在表面22a和22b上。第一交错耦合元件26包括一个第一上轨道26a和一个第一下轨道26b。第一上轨道26a包含两个侧段30和32，它们分别连接到一个有预定长宽的纵剖面34的一端。该纵剖面34有一条直的上边缘36和一条包含齿40的下边缘38。与齿40以交错排列的方式交错的是在第一下轨道26b的上边缘44上形成的齿42。第二交错耦合元件28放置在与第一交错耦合元件26相反的平面22b上。第二交错耦合元件28包括一个第二上轨道28a和一个第二下轨道28b。第二上轨道28a包含两个侧段46和48，它们分别连接到一个有预定长宽的纵剖面50的一端。该纵剖面50有一条直的上边缘52和一条包含齿56的下边缘54。与齿56以交错排列的方式交错的是在第二下轨道28b的上边缘60上形成的齿58。如图4所示，在通过耦合器PCB22中心的平面处，第一和第二交错耦合元件26和28并不是对称的。第一上轨道26a的纵剖面34上边缘36的位置与位于耦合器PCB22另一侧上的第二上轨道28a的纵剖面50上边缘52的位置是一致的。然而，在第一上轨道26a的下边缘38上形成的齿40与在第二轨道28a的下边缘54上形成的齿56相偏移。因此，在第一下轨道26b的上边缘44上形成的齿42与在第二下轨道28b的上边缘60上形成的齿58相偏移。从而，上轨道26a和28a与它们各自的下轨道26b和28b保持交错，但放置下轨道26b和28b以便它们的齿42和58与在PCB22另一侧的上轨道26a或28a的齿40或56位置上的凸起相重叠。该重叠由图4中的虚线来表示。还有一些导电轨道需要放置在母电路板上以利于装配耦合器20。在母电路板24的平面24a上放置着四个导电轨道62、64、66、68。这些轨道62、64、本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种板侧定向耦合器，其包括：　　　　一个有相对的导电表面的母电路板；　　　　一个由衬底材料形成的具有相对表面的耦合器电路板，并以其相对表面基本垂直于所述母电路板的相对表面之一的方式安装在所述母电路板上；　　　　分别安装在所述耦合器电路板的相对表面上的第一和第二上导电轨道，所述上导电轨道通过所述耦合器电路板衬底材料一起电耦合以使所述耦合器表现出奇模阻抗，该阻抗由轨道的宽度决定并作为耦合器要求的耦合因子和特性阻抗的函数而变化；以及　　　　分别安装在所述耦合器ＰＣＢ的相对表面上的第一和第二下导电轨道，每个所述下导电轨道与各自的上导电轨道相间隔，所述第一上导电轨道通过所述耦合器电路板衬底材料电耦合到所述第二下导电轨道，并且所述第二上导电轨道通过所述耦合器电路板衬底材料电耦合到所述第一下轨道，以使所述耦合器表现出偶模阻抗。

【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：德米特里博罗杜林，蒂莫西迪特默，乔治卡布雷拉，
申请(专利权)人：哈里公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]