阶梯腔定向耦合器制造技术

阶梯腔定向耦合器，在耦合器的本体（５）上分别设置输入端口（１）、输出端口（４）、耦合端口（２）和隔离端口（３），本体（５）的内腔为空气介质腔（６），在所述空气介质腔内，有传输导带（８）在输入端口（１）与输出端口（４）之间，有耦合导带（７）在耦合端口（２）和隔离端口（３）之间；其特征是采用窄边耦合，所述窄边耦合是将耦合位置处的传输导带（８）与耦合导带（７）设置在同一的水平层面上，在断面呈矩形的传输导带（８）与耦合导带（７）之间，耦合形成在其相对的窄边之间；所述传输导带（８）和耦合导带（７）上下为对称的空气介质腔（６），空气介质腔（６）的腔体内侧壁是具有不同深度的阶梯式结构。（*该技术在2015年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及应用在微波信号传输中的微带定向耦合器。
技术介绍
随着移动通信的迅猛发展，终端用户数量急剧增加，通信的信号传输模式也越来越多，这就要求频带越来越宽，有时要实现多频段兼容，同时要求耦合器功率容量大，插入损耗小，阻抗匹配好，信道之间具有良好的隔离度。现有的耦合器主要有两种方式，即腔体结构和微带结构。微带结构是采用聚四氟乙烯作为微波介质基片、金属镀银铜萡作为微带电路导体，其优点是加工方便，成本较低，但是其插入损耗较大，功率容量小。腔体定向耦合器主要用于对微波大功率信号进行取样或分路，目的是分离及隔离信号，或是相反地合成不同的信号。图1所示，腔体定向耦合器是一种低损耗四端口网络，包括输入端口1、输出端口4、耦合端口2和隔离端口3，图中1-4和2-3为两根相互耦合的传输线。输出的信号具有以下特性输出幅度不相等。输出端的信号为直通端信号，相对于耦合端信号来说能量较大。耦合端的信号功率与输入端信号功率之比的分贝值为耦合度，耦合度越大，则耦合输出的信号越强。输出的两路信号相对于输入信号有一定的损耗，这种理论上必须损耗的成为“理论损耗”，大小是由耦合度所决定，耦合度越大直通输出端信号损耗就越大。直通输出与耦合输出信号的隔离用方向性或隔离度来表示，是指两端口的信号功率之比的分贝值，方向性越大，隔离度就越好，两路信号间的干扰就越小。腔体定向耦合器是一种空气介质带状线定向耦合器，它是通过耦合带状线来实现的。腔体耦合器与微带定向耦合器相比由于没有介质填充，所以具有插入损耗低和功率容量大等优点。为了满足定向耦合器频率带宽要求，这种耦合器一般要选用两节或三节不同耦合度的最大平坦度型定向耦合器来设计。如图3所示，在宽频带多节定向耦合器的设计中，传统方法是改变不同节耦合带的缝隙宽度来实现不同的耦合度。但是，这种方法对于较窄的缝隙难以容易，同时，不同耦合度带线间的跃变也容易产生不连续效应。
技术实现思路
本技术是为避免上述现有技术所存在的不足之处，提供一种耦合度平坦、大功率容量、低插损、高方向性、低成本、易于实现的阶梯腔定向耦合器。本技术解决技术问题所采用的技术方案是本技术是在耦合器的本体上分别设置输入端口、输出端口、耦合端口和隔离端口，本体的内腔为空气介质腔，在所述空气介质腔内，有传输导带在输入端口与输出端口之间，有耦合导带在耦合端口和隔离端口之间。本技术的结构特点是采用窄边耦合，所述窄边耦合是将耦合位置处的传输导带与耦合导带设置在同一的水平层面上，在断面呈矩形的传输导带与耦合导带之间，耦合形成在其相对的窄边之间；所述传输导带和耦合导带上下为对称的空气介质腔，空气介质腔的腔体内侧壁是具有不同深度的阶梯式结构。本技术的结构特点也在于所述具有不同深度的腔体内侧壁为不同深度的两节腔体。本技术的结构特点还在于在所述隔离端口上，固定设置功率电阻，在所述功率电阻的表面覆盖金属介质。与已有技术相比，本技术的有益效果体现在1、在宽频带多节定向耦合器的设计中，传统方法是改变不同节耦合线的缝隙宽度来实现不同的耦合度。这种方法的缺点是太窄的缝隙不容易实现，另外不同耦合度带线间的跃变也容易产生不连续效应。本技术采用空气带状线结构，设置具有不同高度的阶梯腔，通过改变带线腔体的高度而不是改变耦合带线的缝隙来达到实现不同耦合度的目的。不仅解决了宽带腔体耦合器的不同耦合度的不易实现的难题，而且解决了强耦合时由于耦合带线缝隙过小，而使定向耦合器功率容量下降的缺点，从而使定向耦合器达到宽频带，低插损和大功率容量的要求。2、本技术可以通过在隔离口固定设置功率大、分布参数小的功率电阻，并采用镀银铜棒作为电路导体，有效增加了方向性，使产品具有大功率容量、高方向性、低插损和耦合度平坦等优点。附图说明图1为腔体耦合器耦合导带示意图。图2为空气介质带状线结构示意图。图3为宽频带多节定向耦合器结构示意图。图4为本技术外型示意图。图5为本技术空气介质腔内结构示意图。图6为图5A-A剖视示意图。图中标号1输入端口、2耦合端口、3隔离端口、4输出端口、5本体、6空气介质腔、7耦合导带、8传输导带。具体实施方式参见图4，本实施例是在耦合器本体5上分别设置输入端口1、输出端口4、耦合端口2和隔离端口3。如图2、图5所示，本体5的内腔为空气介质腔6，在空气介质腔内，与输入端口1与输出端口4之间为传输导带8，与耦合端口2和隔离端口3之间为耦合导带7。图2所示，本实施例中，在传输导带8和耦合导带7之间采用窄边耦合，所述窄边耦合是将耦合位置处的传输导带8与耦合导带7设置在同一的水平层面上，在断面呈矩形的传输导带8与耦合导带7之间，耦合形成在其相对的窄边之间，传输导带8和耦合导带7上下为对称的空气介质腔6。如图5、图6所示，本实施例中的空气介质腔6的腔体内侧壁是具有不同深度的阶梯式结构。具体实施中，具有不同深度的腔体内侧壁为不同深度的两节腔体。阶梯腔的位置与耦合导带的位置相对应；阶梯腔的腔数量根据所要求的频率带宽而确定，一般为2~3腔；腔的高度与耦合器的耦合度有关，耦合度越大，在耦合带线缝隙、宽度和厚度不变情况下，腔的高度就越高。此外，具体实施中，在隔离端口3上，固定设置功率电阻，在功率电阻的表面覆盖金属介质，并且将该功率电阻设置为内置电阻。本实施例中，采用镀银铜棒作为电路导体。腔体定向耦合器对于弱耦合的还是比较容易实现，但是对于小于10dB的耦合器两耦合线间的缝隙很小，几乎重叠，只是从改变耦合棒是无法实现的，所以本技术选择通过改变腔体深度来实现耦合变换是一种十分有效的方法。权利要求1.阶梯腔定向耦合器，在耦合器的本体(5)上分别设置输入端口(1)、输出端口(4)、耦合端口(2)和隔离端口(3)，本体(5)的内腔为空气介质腔(6)，在所述空气介质腔内，有传输导带(8)在输入端口(1)与输出端口(4)之间，有耦合导带(7)在耦合端口(2)和隔离端口(3)之间；其特征是采用窄边耦合，所述窄边耦合是将耦合位置处的传输导带(8)与耦合导带(7)设置在同一的水平层面上，在断面呈矩形的传输导带(8)与耦合导带(7)之间，耦合形成在其相对的窄边之间；所述传输导带(8)和耦合导带(7)上下为对称的空气介质腔(6)，空气介质腔(6)的腔体内侧壁是具有不同深度的阶梯式结构。2.根据权利要求1所述的耦合器，其特征是所述具有不同深度的腔体内侧壁为不同深度的两节腔体。3.根据权利要求1所述的耦合器，其特征是在所述隔离端口上，固定设置功率电阻，在所述功率电阻的表面覆盖金属介质。4.根据权利要求3所述的耦合器，其特征是所述功率电阻设置为内置电阻。专利摘要阶梯腔定向耦合器，在耦合器本体上分别设置输入端口、输出端口、耦合端口和隔离端口，本体内腔为空气介质腔，腔内有传输导带和耦合导带，其特征是采用窄边耦合，将耦合位置处的传输导带与耦合导带设置在同一的水平层面上，在断面呈矩形的传输导带与耦合导带之间，耦合形成在其相对的窄边之间；传输导带和耦合导带上下为对称的空气介质腔，空气介质腔的腔体内侧壁是具有不同深度的阶梯式结构。本技术是一种耦合度平坦、大功率容量、低插损、高方向性、低成本、易于实现的耦合器。文档编号H01P5/18GK2877054SQ20052014003本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：杨国胜，陶荣华，王志，翟翔，钟键，
申请(专利权)人：安徽海特微波通信有限公司，
类型：实用新型
国别省市：