一种微型片式陶瓷20dB耦合器制造技术

本实用新型专利技术公开了耦合器领域的一种微型片式陶瓷20dB耦合器，包括由多层平行的介质板构成的陶瓷体，所述陶瓷体的底面设有耦合器的输入端、输出端、耦合端、隔离端和接地端电极；其中一层介质板上布置有主传输线，主传输线上、下侧的部分介质板上布置有金属导带且金属导带之间通过金属柱连接构成副传输线，所述主传输线的两端分别连接输入端、输出端，副传输线的两端分别连接耦合端、隔离端。本实用新型专利技术中，主传输线、副传输线的各金属导带采用多层布线结构，从而实现了微型片式耦合器。从而实现了微型片式耦合器。从而实现了微型片式耦合器。

【技术实现步骤摘要】
一种微型片式陶瓷20dB耦合器


[0001]本技术涉及耦合器领域，具体是一种微型片式陶瓷20dB耦合器。

技术介绍

[0002]耦合器是微波系统电路中的一种常用的无源器件，广泛应用于移动通信终端、基站、雷达等设备中。传统的20dB耦合器是微带传输线或者带状线的形式实现，通过并行放置的1/4波长耦合线实现20dB耦合，占用体积较大，难以满足微波系统的小型化需求。
[0003]申请人提供一种微型片式陶瓷20dB耦合器，以解决上述技术问题。

技术实现思路

[0004]本技术的目的在于提供一种微型片式陶瓷20dB耦合器，采用耦合线结构设计，通过对主路带状线和副路带状线的弯折以及分层布线，实现了微型片式耦合器。
[0005]为实现上述目的，本技术提供如下技术方案：
[0006]一种微型片式陶瓷20dB耦合器，包括由多层平行的介质板构成的陶瓷体，所述陶瓷体的底面设有耦合器的输入端、输出端、耦合端、隔离端和接地端电极；其中一层介质板上布置有主传输线，主传输线上、下侧的部分介质板上布置有金属导带且金属导带之间通过金属柱连接构成副传输线，所述主传输线的两端分别连接输入端、输出端，副传输线的两端分别连接耦合端、隔离端。
[0007]在一些实施例中，所述副传输线包括金属导带L1～L5，其中金属导带L3、L5布置在主传输线下侧的介质板上，主传输线上侧的两层介质板上其中一层布置有金属导带L1，另外一层介质板上布置有金属导带L2、L4，所述金属导带L3、L5的第一端分别通过金属柱连接耦合器的隔离端、耦合端，第二端分别通过金属柱向上连接金属导带L2、L4的第一端，金属导带L2、L4的第二端分别通过金属柱向上连接金属导带L1的两端。
[0008]在一些实施例中，所述金属导带L1为弯折线，弯折线的部分线段呈弓形弯折状。
[0009]在一些实施例中，所述金属导带L2、L4均为Z型弯折线，且对称布置。
[0010]在一些实施例中，所述金属导带L3、L5为直线段。
[0011]在一些实施例中，所述主传输线为金属导带L6，金属导带L6为对称结构的U型弯折线，其两端向外侧倾斜延伸。
[0012]在一些实施例中，所述金属导带L3、L5所在的介质板上还布置有第一金属接地层。
[0013]在一些实施例中，所述金属导带L1与金属导带L2、L4所在的介质板之间设置有布置第二接地金属层的介质板。
[0014]在一些实施例中，所述介质板为LTCC陶瓷材质。
[0015]有益效果：本技术中，主传输线、副传输线的各金属导带采用多层布线结构，从而实现了微型片式耦合器。进一步的，在一些优选的实施例中，金属导带还可采用弯折的形式，进一步的缩小耦合器的体积，适应电子系统小型化的发展趋势。
附图说明
[0016]图1为本技术的整体结构示意图；
[0017]图2为本技术的分层示意图；
[0018]图3为本技术提供的一种实施例的耦合度仿真结果图；
[0019]图4为本技术提供的一种实施例的插入损耗仿真结果图；
[0020]图5为本技术提供的一种实施例的端口回波仿真结果图；
[0021]图6为本技术提供的一种实施例的方向性仿真结果图。
[0022]标号：
[0023]Ⅰ‑
输入端；
Ⅱ‑
耦合端；
Ⅲ‑
隔离端；
Ⅳ‑
输出端；GND
‑
接地端。
[0024]GND1
‑
第一金属接地层；GND2
‑
第二金属接地层。
具体实施方式
[0025]下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。
[0026]参见图1
‑
2，一种微型片式陶瓷20dB耦合器，包括由7层平行的介质板层叠构成的陶瓷体，介质板为LTCC陶瓷材质,具有高稳定性、高集成度的特点。陶瓷体的底面设有耦合器的输入端Ⅰ、输出端Ⅳ、耦合端Ⅱ、隔离端Ⅳ和接地端GND电极。陶瓷体内设置有金属电路，金属电路包括主传输线与副传输线。
[0027]其中主传输线布置在第6层介质板的上表面，主传输线的两端分别通过金属柱连接到输入端Ⅰ、输出端Ⅳ。主传输线为金属导带L6，为了保证耦合器具有较低的损耗，金属导带L6在满足工作频率的条件下长度尽可能的短，本实施例中金属导带L6配置为U型弯折线，一般为对称结构，U型弯折线的两端向外侧倾斜延伸。
[0028]副传输线包括布置在部分介质板上的金属导带L1～L5，副传输线主要通过耦合将一部分主路信号耦合至耦合端输出。为了便于布局，金属导带L3、L5布置在第7层介质板的上表面，金属导带L1布置在第2层介质板的上表面，金属导带L2、L4布置在第5层介质板的上表面。
[0029]第4层介质板的上表面设置有第二接地金属层GND2，可以避免金属导带L1与金属导带L2、L4之间的耦合，由于金属导带L1在副传输线中距离接地层最远，可以尽量减少金属导带L1与第二接地金属层GND2之间的耦合电容。第7层介质板上的上表面布置有第一金属接地层GND1，输入端Ⅰ、输出端Ⅳ、耦合端Ⅱ、隔离端Ⅳ和接地端GND电极布置于第7层介质板的下表面。
[0030]金属导带L3、L5的第一端分别通过金属柱连接耦合器的隔离端Ⅳ、耦合端Ⅱ，第二端分别通过金属柱向上连接金属导带L2、L4的第一端，金属导带L2、L4的第二端分别通过金属柱向上连接金属导带L1的两端。第一接地金属层GND1、第二接地金属层GND2通过金属柱与耦合器底面的接地端GND电极连接。
[0031]金属导带L1主要用于降低耦合器的工作频率，因此配置为弯折线，弯折的部分主要用于增加金属导带长度，因此弯折的形状并不局限。例如，在一些实施例中可以配置为矩
形弯折线，在弯折线的部分线段呈弓形弯折状。在其他实施例中，也可以配置为蛇形盘绕弯折等。
[0032]金属导带L2、L4凭借与金属导带L6的重合的部分构成耦合，本实施例中均配置为Z型弯折线，且金属导带L2、L4对称布置。
[0033]金属导带L3、L5的作用在于将金属导带L2、L4与耦合器底部的端口进行连接，因此结构越简单越好，优选配置为直线段。
[0034]弯折的金属导带能够实现耦合器的微型化，通过调整金属导带的长度，还可以控制改变耦合器的工作频率和耦合度。本实施例中输入端Ⅰ与输出端Ⅳ对称设置，可以互换，方便实际使用。
[0035]由于输入端Ⅰ、输出端Ⅳ、耦合端Ⅱ、隔离端Ⅳ和接地端GND设置在耦合器的底端，节约了后续电极侧印工序，便于批量生产，提升了生产效率。由于主耦合线、副耦合线的各金属导带采本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种微型片式陶瓷20dB耦合器，包括由多层平行的介质板构成的陶瓷体，所述陶瓷体的底面设有耦合器的输入端、输出端、耦合端、隔离端和接地端电极；其特征在于，其中一层介质板上布置有主传输线，主传输线上、下侧的部分介质板上布置有金属导带且金属导带之间通过金属柱连接构成副传输线，所述主传输线的两端分别连接输入端、输出端，副传输线的两端分别连接耦合端、隔离端。2.根据权利要求1所述的一种微型片式陶瓷20dB耦合器，其特征在于，所述副传输线包括金属导带L1～L5，其中金属导带L3、L5布置在主传输线下侧的介质板上，主传输线上侧的两层介质板上其中一层布置有金属导带L1，另外一层介质板上布置有金属导带L2、L4，所述金属导带L3、L5的第一端分别通过金属柱连接耦合器的隔离端、耦合端，第二端分别通过金属柱向上连接金属导带L2、L4的第一端，金属导带L2、L4的第二端分别通过金属柱向上连接金属导带L1的两端。3.根据权利要求2所述的一种微型片式陶瓷20...

【专利技术属性】
技术研发人员：于沛洋，刘俊清，
申请(专利权)人：中国电子科技集团公司第四十三研究所，
类型：新型
国别省市：