[實用新型]定向耦合器

無效

• 申請號: 200620160096.9
• 申請日: 2006-11-28
• 公開（公告）號: CN200976581Y
• 公開（公告）日: 2007-11-14
• 發明（設計）人: 田濤;陳建軍;沈儉;巨剛;崔亞楠
• 申請（專利權）人: 華為技術有限公司
• 主分類號: H04B1/04
• 分類號: H04B1/04;H04B1/16
• 代理公司: 北京挺立專利事務所
• 代理人: 皋吉甫

技術領域

本實用新型涉及無線通信技術領域，尤其指一種定向耦合器。

背景技術

定向耦合器是將微波信號按照一定比例進行功率分配的網絡，其是微波技術領域最常用的元件之一，具體作用是將微波從主傳輸線中耦合出一定比例的微波能量進入副傳輸線并在副傳輸線中沿一個方向進行傳播。

方向性是定向耦合器在一個發射系統中辨別入射波和反射波能力的一個度量標準。定向耦合器的方向性被定義為耦合器隔離度與耦合度的差值，以圖1所示現有技術中定向耦合器的四端口網絡示意圖為例，在圖示的四端口網絡中，定義P1為饋入功率的輸入口，則P2和P3為提取耦合功率的耦合口，P4為隔離口。則，

端口3的耦合系數：C＝-10log(P3/P1)

端口4的隔離度：I＝-10log(P4/P1)

定向耦合器的方向性為：D＝I-C

因此，在耦合度確定的時候，隔離度越高，則方向性越好。

由定向耦合器的特性可知，其方向性取決于耦合電路中的電場分量和磁場分量，當這兩個源產生的分量被平衡時方向性是最佳的。而電磁場分量的值又取決于耦合板上的耦合電容、電感。理想的定向耦合器方向性為無窮大，但事實上卻不能成立。由于加工裝配的誤差、同軸阻抗的實現都將導致耦合器性能變壞、頻帶變窄及方向性降低。下面以現有技術中兩種定向耦合器的實現方案為例闡述各自的特點。

圖2為現有技術中同軸型定向耦合器的內部結構示意圖，如圖所示，其采用金屬結構的同軸線來實現耦合。雖然該結構能夠滿足大功率的要求，也能滿足互調指標，插損也小，但是方向性指標無法達到28dB以上，一般都在18dB左右，不能滿足廣泛應用的需要。圖3為現有技術中微帶型定向耦合器的內部結構示意圖，如圖所示，其采用微帶線結構來實現耦合。由于微帶線布在板上，所以結構相對靈活，可以通過改變微帶線結構，來實現高的方向性，但是該結構的缺點是功率容量不高，互調指標也不好，即使使用低互調的PCB(Printed?Circuit?Board，印刷電路板)來解決互調問題，微帶板的大功率和插損大的問題仍然無法解決。

實用新型內容

本實用新型的目的是提供一種定向耦合器，以解決現有技術中定向耦合器的高方向性與高功率容量、低互調及小插損不能同時實現的缺陷。

為達到上述目的，本實用新型提出一種定向耦合器，包括腔體、兩個金屬桿及四個端子，所述兩個金屬桿相互平行設置于所述腔體中，并與所述腔體絕緣；所述四個端子分別與所述兩個金屬桿的四端電性連接，并絕緣地穿透所述腔體；還包括至少一個金屬凸出物，所述金屬凸出物設置于所述兩個金屬桿之間，并與腔體底部連接。

上述定向耦合器通過在兩個耦合金屬桿之間的腔體上增設一個或多個金屬凸出物，使金屬桿之間互相耦合的電場分量與磁場分量的比例趨于平衡，也使得奇模相速和偶模相速趨于相等，從而改善定向耦合器的方向性；同時又保留了同軸型定向耦合器滿足大功率要求、插損小及互調指標好的特性。

附圖說明

圖1為現有技術中定向耦合器的四端口網絡示意圖；

圖2為現有技術中同軸型定向耦合器的內部結構示意圖；

圖3為現有技術中微帶型定向耦合器的內部結構示意圖；

圖4為本實用新型定向耦合器第一實施例內部結構示意圖；

圖5為圖4中本實用新型定向耦合器第一實施例結構的剖面圖；

圖6為本實用新型定向耦合器第二實施例內部結構示意圖；

圖7為圖6中本實用新型定向耦合器第二實施例結構的剖面圖。

具體實施方式

下面以具體實施例結合附圖對本實用新型進一步加以闡述。

圖4為本實用新型定向耦合器第一實施例內部結構示意圖。如圖4所示，定向耦合器包括腔體410、相互平行的兩個金屬桿421、422以及四個端子431、432、433和434，其中金屬桿421、422通過絕緣插置于腔體410底部的四個端子431～434而支撐于腔體410中。本實施例的定向耦合器還包括兩個螺釘441、442，其設于金屬桿421、422之間的腔體底部。其中，腔體410為導體，特別是由金屬材料制成，由此螺釘441、442可以通過腔體410接地。圖5為圖4中本實施例定向耦合器經過金屬桿422軸線的剖面圖，顯示了金屬桿的設置狀態。另外，端子431～434分別與金屬桿421、422的四端電性連接并絕緣地穿透腔體410，以進行微波的導入和導出，其具體可以通過外覆絕緣材料的導體實現，如圖5所示，端子433即包括導體芯4331及外覆絕緣層4332。