一种定向耦合器，其具有两个传感导体和与它们对应的基本耦合器及辅助耦合器。基本耦合器基于第一传感导体（４２１）和传输导体（４１０）之间的耦合，辅助耦合器基于第二传感导体（４２２）和传输导体之间的耦合。由于基础和辅助耦合器两者的方向性都低，使得传感导体明显短于四分之一波。传感导体的另一端部被互相连接，并且还连接到定向耦合器的测量端口。在传感导体的连接点处由反转信号引起的耦合信号被设置成绝对值相等但相位相反，在该情况下，在测定端口处的和信号小得可忽略不计。出于这个目的，例如，由第一传感导体和地所形成的传输线以在其相对端部的匹配元件而结束，由第二传感导体和地所形成的传输线在其相对端部保留为开路。终结阻抗可以是可调整的，从而使得定向耦合器是可调谐的。在这种方式中，总定向耦合器的方向性依靠第二传感导体而被改善。定向耦合器被小尺寸化，并且在非常大的频率范围中实现了良好的方向性。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及用在射频电路中的定向耦合器的实现方式。
技术介绍
定向耦合器是涉及射频电磁场传输路径的一种布置。它给出 了测量信号，该信号的电平与在传输路径中特定方向上传播的场强度成 比例。大体上，在传输路径中相反方向上传播的场并不会影响到测量信 号的电平。定向耦合器具有至少三个端口输入、输出、及测量端口。 输入到输入端口的信号能量被几乎全部被引导穿过耦合器到达输出端 口，并且该能量的一小部分被传递到测量端口。定向耦合器在输入和输 出端口之间的部分同时也是无线电设备传输路径的 一部分，其继续到例 如发射机的天线。然后，与朝向天线传播的场真实强度成比例的测量信 号从测量端口被接收，该信号可能被用于发射机的控制目的。控制度部 分地依赖于定向耦合器的质量，即部分依赖于下述的质量完全消除了 多少在关于被测量场相反方向上传播的场的影响。在说明书和权利要求书中，"前向信号/场"意味着信号/场从 定向耦合器的输入端口传播到输出端口，并且"反转信号/场"意味着信 号/场从定向耦合器的输出端口传播到输入端口 。定向耦合器可以多种方式来设计。多数方式基于对四分之一 波长传输线的使用。图1示出了这种公知定向耦合器的实例。在该定向 耦合器中，被测量信号的传输路径包括传输导体110(为位于电路板PCB 上表面之上的第一导体带)和由电路板传导下表面组成的信号地GND。 第一导体带110的头部末端与被连接到信号地的导体垫一起组成了定向 耦合器的输入端口 Pl。相应地，第一导体带110的尾端与信号地一起组 成了定向耦合器的输出端口 P2。此外，在电路板PCB的上表面上，还 有与第一导体带平行的第二导体带120,其中第二导体带的长度是处于 定向耦合器工作频率的波长入的四分之一。导体带110和120之间的距 离例如是它们与地距离的十分之一。第二导体带120在其末端处以远离 第一导体带的方向延伸。第一延伸部121结束于第三端口或测量端口P3。当使用定向耦合器时，电路已被耦合到测量端口，电路的阻抗Z等 于通过定向耦合器导体带和信号地及媒介共同形成的传输线的特征阻抗Z。。第二导体带的第二延伸部122结束于第四端口 P4,其在本文中 还被称之为隔离端口。因此，实例的定向耦合器具有四个端口 ，如多凄丈 其他定向耦合器一样。第二导体带120用作传感导体由于在它和第一导体带之间 的电磁耦合，馈给到输入端口的能量的一部分传递给第二导体带的电 路，传递给端口 P3和P4的负载阻抗。当前向场的频率使前述的及绘制 于图1的入/4条件获得满足时，传递给测量端口 P3的能量达到其最大 值，并且传递给隔离端口 P4的能量达到其最小值。在理想耦合器中后 一个能量为0,这是由于在耦合器中发生的偶数和奇数波形在基于第二 导体带120的传输线隔离端口处相互抵消。耦合器的方向性正是基于该 事实。即，如果相等频率的反向场在定向耦合器中存在，由于对称结构， 它的能量几乎不传递到测量端口 P3。方向性的质量表现为在测量端口的 信号电平与隔离端口的信号电平之比。当这些场以相同的频率和强度传播到相反方向传播时，该比例同在测量端口处由前向场(到测量端口) 所引起的信号电平与由反向场所引起的信号电平的比例关系是一回事。 图2示出了根据图1的定向耦合器的方向性和带宽的实例。 该视图示出了作为频率函数的两个传输系数的曲线。曲线201示出了在 测量端口处的信号电平与输入信号电平成比例的变化，并且曲线202示出了在隔离端口处的信号电平与输入信号电平成比例的变化。表达为分 贝的系数差异指示了方向性的数值。从曲线中显示出方向性的最大值为 约20 dB,该数值仅仅在下述频率范围内有效其相对宽度仅仅是相应 四分之一波频率2.08 GHz两侧的一小部分。超过10 dB数值的方向性在 1.8-2.45 GHz范围内，其相对宽度为约30%。曲线201还指示出，在定 向耦合器的工作范围中，测量端口的信号电平比穿过耦合器的信号电平 低约25 dB。这意味着耦合器引起了穿过信号的0.014 dB的衰减。如果定向耦合器被用在当导体带10和120的平行部分长度 相应于半波长时的频率处，在第三和第四端口中的情况相反传递到第 三端口 P3的能量达到最小值，并且传递到第四端口 P4的能量达到最大 值。如果然后定向耦合器被用在比相应于四分之一波长度的频率更低的 频率处，方向性将非常低。在根据图1的定向耦合器中典型方向性的前述数值20dB， 也是不令人满意的。该相对适中的数值是由偶数和奇数波形在隔离端口 侧并不能完全抵消所引起的，该不能完全抵消因为奇数波形除了在电介 质媒介中传播，还在空气中大量传播(在该情况下其速度较大)。如果 传输路径和传感导体两者的导体都被布置在电介质板之内(其两侧上为 接地层)，则获得了定向耦合器方向性更好的结构。当使用全空气绝缘 传输线时也能提高方向性。然而，使用入/4长度线的所有定向耦合器的 进一步的缺点在于它们的功能仅仅在相对狭窄的频率范围上满足，并 且它们需要相对大的空间。
技术实现思路
本方面的目的在于最小化与现有技术相关的所述缺点。根据 本专利技术的定向耦合器的特征存在于独立权利要求1中。本专利技术的一些优 势实施例存在于其它权利要求中。本专利技术的基本思想如下定向耦合器包括两个传感导体和相 应的两侧基本耦合器和辅助耦合器。基本耦合器基于笫一传感导体和 传输导体之间的耦合，并且辅助耦合器基于第二传感导体和传输导体之间的耦合。由于两个耦合器的方向性较低，因而传感导体明显短于四分 之一波。这些传感导体的另一端部被彼此连接，并且净皮进一步连接到定 向耦合器的测量端口。在传感导体的连接点处由反转信号引起的耦合信 号被布置成绝对值相等但相位相反，在该情况下，在测定端口处它们的 和信号小得可忽略不计。当由第一传感导体和地所形成的传输线以位于其相对端部的匹配元件结束，并且由第二传感导体和地所形成的传输线 在其相对端部保留为至少几乎开路时，这将被实现。为了更加精确地4氐 消所述耦合信号，定向耦合器可以是可调谐的(以使得匹配元件的阻抗 是可调整的)或者在相应于第二传感导体的线端部存在调谐元件。以这 种方式，整个定向耦合器的方向性依靠第二传感导体而增加。由前向信 号引起的耦合信号不能在传感导体的连接点处抵消，这是因为它们的相 位差并不大，并且基本耦合器的信号较强。本专利技术的优点在于根据它的定向耦合器尺寸较小。本专利技术的 额外优点在于根据它的定向耦合器的频率依赖性低获得了高方向性， 并且与被测量信号电平成比例的测量信号电平在非常大的频率范围内为相对常数。并且定向耦合器的输入端口的回波耗损在非常大的频率范 围内较小。本专利技术的额外优点在于对根据它的定向耦合器的调谐在生产 中简单并且导致相对低的成本。附图说明现在将详细描述本专利技术。说明书参考了附图，在附图中:图1示出了根据现有技术的定向耦合器的实例，图2示出了根据现有技术的定向耦合器的特征的实例，图3示出了根据本专利技术的定向耦合器的结构的原理，图4a-c示出了根据本专利技术的实用定向耦合器的实例，图5示出了根据本专利技术的定向耦合器的第二实例，图6示出了根据本专利技术的定向耦合器的第三实例，以及图7示出了根据本专利技术的定向耦合器的特征的实例。具体实施例方式图1和2已经结合对现有技术的描述进行了描述本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种定向耦合器（３００；４００；６００），包括：输入端口（Ｐ１）；输出端口（Ｐ２）；测量端口（Ｐ３）；传输路径，其具有传输导体（３１０；４１０；６１０）、信号地（ＧＮＤ；４０５）及它们的间隙，以将被测量的信号从输入端口引导到输出端口；以及第一传感导体（３２１；４２１；６２１），其位于所述间隙中且与所述传输导体平行，以形成与所述传输路径中的信号（Ｓｆｆ）的强度成比例的耦合信号，所述第一传感导体的头部末端被耦合到所述定向耦合器的所述测量端口，其特征在于：在所述传输路径的间隙中还存在平行于所述传输导体的第二传感导体（３２２；４２２；６２２），所述第一和第二传感导体两者都明显短于对应于使用频率的四分之一波，所述传感导体的头部末端彼此连接并且还通过测量导体（３４１；４４１；６４１；６４５）连接到所述测量端口，并且所述传感导体被从其尾部末端耦合到所述信号地，并被设计和定位成使得在所述传感导体连接点处，由反转信号（Ｓｒｅｖ）引起的耦合信号基本等于的它们的幅度且相位相反，以抵消掉它们。
【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：M特沃，
申请(专利权)人：电力波科姆特克公司，
类型：发明
国别省市：FI[芬兰]
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