带有整体的微带连接端口的倒置的共面波导耦合器制造技术

一种与微波传输带输入和输出端口一起使用的共面耦合器（１４），其包括印刷电路底衬，其中第一和第二金属输入端口形成在顶表面上并与在底表面上的金属层配合使用以作为微波传输带线，第一和第二金属输出端口形成在顶表面上并与在底表面上的金属层配合使用以作为微波传输带线。在底表面上的金属层（２４）用作用于输入端口和输出端口的接地平面，该金属层在金属输入和输出端口的至少多个部分之下和在其间延伸的耦合器区域中被去除。第一和第二金属线（３１、３２）形成在底表面上位于该耦合器区域中并且用作用于该输入和输出端口的共面耦合器。在底衬中的电气通孔使得该端口与该共面耦合器互连。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

技术介绍
本专利技术总体上微波电路，本专利技术尤其涉及一种用于微波电路的信号耦合器。微波电路在电路部分之间通常使用信号耦合器。过去使用了多种耦合器结构，其中包括微波传输带耦合线、带状线耦合线、和共面波导耦合线。微波电路的最常用形式是微波传输带传输线。例如为Lange(兰格)耦合器的微波传输带耦合器难以在线的进行分辨度和空间受到限制的印刷电路板中进行制造。当需要数量级为-3dB(即传入能量的一半)的较高耦合值时，这种情况更是如此。以前已经证实，共面波导耦合器可满足高耦合值的要求，同时仅需要线的宽度和间隙具有中等的分辨度。然而，完全以共面波导形式实现的耦合器需要微波传输带至共面波导的过渡，这占用了限定电路结构的空间和位置。Frick的美国专利5629654披露了一种整体共面的波导结构。然而，对于许多应用场合所希望的是，具有微波传输带传输线的输入和输出端口。现有技术的结构需要微波传输带至共面波导的过渡，以便使用带有微波传输带输入和输出端口的共面波导耦合器。这增加了电路结构的复杂性并且占用了额外的电路板空间。本专利技术涉及提供一种用于微波传输带输入和输出端口的共面耦合器，其节省空间并且与印刷电路板的制造考虑因素相兼容，同时提供了所需的耦合值、终端回波损耗、和隔离。
技术实现思路
依据本专利技术，在微波电路中用于微波传输带输入和输出端口的平面耦合器形成在印刷电路底衬上，其中微波传输带输入和输出线在该底衬的一个表面上；并且该共面耦合器线在该底衬的相对表面上。通孔将该微波传输带端口与该共面耦合器线互连。金属层形成在带有该共面耦合器的表面上，但是与该耦合器间隔开。该金属层与输入和输出端口一起用于形成微波传输带接地平面。在优选实施例中，该第一和第二金属线间隔平行地布置并且优选地包括U形的金属迹线。偏压金属线设置在带有输入和输出端口的表面上，该偏压金属线延伸横跨在相对表面上的共面耦合器线并与其间隔开，以便向安装在该表面上的电路部件提供偏压电压。通过使该偏压金属线接地，该共面耦合器可包括部分接地的共面波导件。可调节该接地的共面波导件中心部分的量，以优化整个耦合器的特性。依据本专利技术的结构在底衬空间方面是高效的，这导致在成本、制造、和应用方面的改善。通过参照附图阅读以下的具体实施方式和权利要求，可更好地理解本专利技术及其目的和特征。附图说明图1是相位正交平衡放大器模块的功能框图，其中使用了本专利技术的耦合器；图2是依据本专利技术的一个实施例的用于共面耦合器的印刷电路底衬的顶和底表面上的金属迹线的顶视图；图3A是用于在底衬的一个表面上的输入和输出端口的喷镀金属的平面图；图3B是用于在底衬的底表面上的共面耦合器的喷镀金属的平面图；和图4是在顶和底表面上的金属迹线和互连通孔的三维视图。具体实施例方式图1是微波电路的功能框图，其中输入信号在附图标记10处经耦合器12提供给相位正交平衡放大器54、56，该放大器的放大输出经耦合器18提供给输出端20。通常，输入线10和输出线20是微波传输带，其包括在底衬的相对表面上在该底衬的位于接地的金属层上的一个表面上的金属迹线，并且耦合器12、18是共面的金属迹线。Frick的美国专利5629654披露了一种带有均形成在底衬的印刷电路的一个表面上的共面耦合器12的输入和输出微波传输带。如上所述，这种结构不能节省成本和空间。依据本专利技术，通过将微波传输带的输入和输出线设置在底衬的一个表面上并将共面耦合器线设置在该底衬的另一表面上，并且该输入和输出线通过穿过底衬的通孔连接到共面耦合器上，从而实现了在成本和性能方面的改进。该底衬可以是带有金、银、或铜金属线的陶瓷制品，可使用其它适当的底衬和金属层。图2是图1所示的电路的平面图，这是通过使用依据本专利技术的共面耦合器来实现的。在该视图中，所有的金属迹线和电路位于底衬的除了在该底衬的底表面上的耦合器14和16之外的底衬顶表面上。输入端口10和隔离端口11包括包括在顶表面上的喷镀金属(metalization)，其与在底表面上的金属化层配合使用，以便形成微波传输带输入线。类似的是，输出端口20和隔离端口21包括在顶表面上的喷镀金属，其与在底表面上的喷镀金属配合使用，以作为微波传输带输出线。共面耦合器14、16包括在底表面上形成在区域24、26中的喷镀金属，在该区域中背面的喷镀金属被除去了。平面耦合器14包括交错指型的U形金属迹线31、32，其中金属迹线31通过贯穿通孔33连接到输入喷镀金属10上并经通孔35连接到金属迹线34上。类似的是，U形金属迹线32通过通孔36连接到隔离端口11上并经通孔39连接到微波传输带迹线38上。非常靠近的平行线31和32形成该耦合线。微波传输带迹线34、38向带有微波传输带输出端40、42的放大器54、56提供了平衡的输入，微波传输带输出端40、42将放大器54、56的输出端连接到在底表面上的共面耦合器16上。耦合器16具有与耦合器14相同的结构，其中在底表面上的U形金属迹线连接到微波传输带40、42上，并且经穿过底衬的导电通孔连接到输出端口20和隔离端口21上。依据本专利技术的一特征，偏压(在射频接地处)通过在顶表面上的微波传输带44接通，该微波传输带44在位于底表面上的耦合器14之上并与其间隔开，以便向由附图标记50表示的电路提供偏压。该偏压线44经电容器46和通孔48连接到在底表面上的接地层上。该跨接结构使得直流偏压以与共面耦合器线成直角的方式被获取并横跨该耦合器线，并没有降低该共面耦合器的性能，同时保持了该耦合器与该直流轨线之间高度的电绝缘。在另一实施例中，倒置的共面耦合器可具有在跨接的直流偏压下作为部分接地的共面波导件的中心部分。通过调节该接地其面波导中心部分的量，可优化整个耦合器的特性。图3A示出了在底衬的顶表面的一部分上的金属迹线，该部分包括输入端口和微波传输带10、隔离端口和微波传输带11、放大器54、56、输出微波传输带端口20、和输出隔离端口21。图3B是底表面的平面图，其示出了带有去除部分24的金属层50，共面耦合器14形成于其中。图4示出了代表性的通孔48的三维视图，并且示出了通孔使得顶微波传输带迹线与底共面波导迹线互连。例如，这些相同的经改进的共面耦合器可与混频器和调制器组合使用，以形成相位正交平衡的混频器和调制器。单个的经改进的共面耦合器可与同相的分配器/合成器结合使用，以形成IQ调制器和镜像抑制混频器。已经描述了经改进的共面耦合器在相位正交的功率分配器和放大器中与微波传输带输入和输出线一起使用的情况。尽管本专利技术参照特定的实施例来描述，但是本专利技术的描述是示意性的，而不限定本专利技术。对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离由后附的权利要求限定的本专利技术的精神和范围的情况下，可实现各种变型和应用。权利要求1.在具有位于印刷电路底衬上的用于微波传输带输入和输出端口的共面耦合器的微波电路中，改进包括a)将微波传输带输入和输出线设置在该底衬的一个表面上；b)将共面耦合器线设置在该底衬的另一个表面上；和c)将在该一个表面上的该微波传输带输入和输出线与在该另一个表面上的该共面耦合器线互连。2.如权利要求1所述的改进，其特征在于，步骤c)包括使用贯穿的通孔。3.如权利要求2所述的改进，其特征在于，该共面耦合器线包括以间隔平行方式布置的第一和第二金属线。4.本文档来自技高网...

【技术保护点】
在具有位于印刷电路底衬上的用于微波传输带输入和输出端口的共面耦合器的微波电路中，改进包括：ａ）将微波传输带输入和输出线设置在该底衬的一个表面上；ｂ）将共面耦合器线设置在该底衬的另一个表面上；和ｃ）将在该一个表面上的该 微波传输带输入和输出线与在该另一个表面上的该共面耦合器线互连。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：EJ小克雷斯岑兹，
申请(专利权)人：克里微波有限责任公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]