[發(fā)明專利]高頻耦合器或功率分配器，尤其是窄帶和/或3dB耦合器或功率分配器

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200680005434.4
• 申請日: 2006-03-09
• 公開（公告）號: CN101213705A
• 公開（公告）日: 2008-07-02
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 弗朗茲·羅特莫澤;卓奇姆·赫羅德
• 申請（專利權(quán)）人: 凱瑟雷恩工廠兩合公司
• 主分類號: H01P5/18
• 分類號: H01P5/18
• 代理公司: 中國國際貿(mào)易促進(jìn)委員會專利商標(biāo)事務(wù)所
• 代理人: 吳麗麗

本發(fā)明涉及如權(quán)利要求1前序部分所述的高頻耦合器或功率分配器，尤其是窄帶高頻耦合器或功率分配器。

在高頻技術(shù)設(shè)備中經(jīng)常需要將一個(gè)例如具有功率P的信號分成兩個(gè)功率分別為P/2的信號。為此通常采用環(huán)形耦合器。這種環(huán)形耦合器例如已由Zinke?Brunswig在“Hochfrequenztechnik(高頻技術(shù))”第6版，2000年(Springer出版社)公開，參見該書第192頁。

這種環(huán)形耦合器通常通過微帶導(dǎo)體技術(shù)來實(shí)現(xiàn)。

此外還已知了下面這種高頻耦合器，其中耦合程度通常通過端側(cè)或縱向側(cè)耦合的導(dǎo)線來調(diào)整。對于功率分配器所需的更高耦合度，其間隔常常很小或者甚至是太小了，以至于不能經(jīng)濟(jì)地生產(chǎn)。

例如EP?1291959?A1公開了一種有方向性的耦合器，它例如以懸浮基片工藝來構(gòu)造。換言之，在一個(gè)基片上在其一側(cè)上以微帶線工藝設(shè)置一個(gè)耦合段，它與基片上的兩個(gè)同樣以微帶線工藝構(gòu)造的第一和第二連接端子相連接。然后在相對的一側(cè)上設(shè)置第二個(gè)耦合段，它被引到第三和第四輸出端或連接端。在頂視圖中這兩個(gè)耦合段至少部分地重疊。

按照前述公開文獻(xiàn)EP?1291959?A1，也可以在兩個(gè)耦合段的相對的兩端上分別連接電容，這些電容的第二連接端分別接地。

由上述公開文獻(xiàn)也可有其它的實(shí)施例，其中耦合器以共面工藝被構(gòu)造。在此情況下兩個(gè)耦合線及它們的兩個(gè)連接端分別設(shè)置在基片的同一側(cè)面上，其中耦合段以盡可能小的間距相互平行地前進(jìn)。

最后，例如EP?1014472?B1也公開了一種有方向性的耦合器，它同樣以懸浮基片工藝被構(gòu)造。這種已知的定向耦合器是一個(gè)具有至少兩個(gè)級聯(lián)的耦合段的寬帶定向耦合器，這兩個(gè)耦合段有不同的耦合衰減，其中具有弱耦合的耦合段由端側(cè)耦合的帶狀導(dǎo)體構(gòu)成，具有緊密耦合的耦合段由寬側(cè)耦合的帶狀導(dǎo)體構(gòu)成。

在這個(gè)實(shí)施例中為了實(shí)現(xiàn)具有緊密耦合的相應(yīng)耦合段，在基片中設(shè)置穿孔連接。所有引線被設(shè)置在基片的一側(cè)上。

現(xiàn)有技術(shù)已知的耦合器通常以微帶導(dǎo)體工藝來實(shí)現(xiàn)。由于微帶線的衰減很高并且對介電常數(shù)的波動(dòng)比較敏感，這種耦合器的缺點(diǎn)在于有高的空間需求以及相對高的電氣損耗和對于優(yōu)質(zhì)電路板材料的高成本。

懸浮基片工藝的定向耦合器的缺點(diǎn)一方面是對于基片在兩個(gè)接地面之間定位有很高的要求(這里問題在于，在水平方向正確定位時(shí)還要精確考慮到蓋和底之間的間距)。這些對正確或最佳定位的要求導(dǎo)致用于機(jī)械加工和裝配的高成本。另一方面缺點(diǎn)還在于，在設(shè)計(jì)耦合器時(shí)就規(guī)定了外殼的幾何尺寸。這對于重復(fù)可用性和對于一個(gè)耦合器及對于在其它應(yīng)用情況下的應(yīng)用涉及一個(gè)所選方案的實(shí)現(xiàn)和轉(zhuǎn)換的足夠靈活性來說是有缺點(diǎn)的。

此外從電氣的角度看，在此工藝中均衡同相波和反相波不同的相速度是困難的。

共面工藝的定向耦合器的主要缺點(diǎn)在于，所要求的縱向側(cè)耦合印刷線路之間的間距極小，并且耦合系數(shù)受到限制。此外耦合系數(shù)還在很大程度上取決于容差(腐蝕容差和基片材料介電常數(shù)的波動(dòng)產(chǎn)生不利的影響)。此外共面工藝耦合器在電氣損耗方面不是最佳的。

如上所述，所有這三種類型耦合器的缺點(diǎn)在于它們尤其是在應(yīng)用于現(xiàn)代信息技術(shù)系統(tǒng)時(shí)不具有所需的高頻耦合器性能，例如足夠的適當(dāng)耦合系數(shù)、定向性或?qū)ΨQ性，或者它們是不可實(shí)現(xiàn)的，或者需要很高的開發(fā)費(fèi)用才能實(shí)現(xiàn)。

GB?2218853?A公開了一種高頻耦合器或功率分配器，它在基片一側(cè)上有兩個(gè)耦合段。這兩個(gè)耦合段在起始端和末端分別具有連接導(dǎo)體，它們被引至錯(cuò)開設(shè)置的連接端。在兩個(gè)耦合段之間設(shè)置并形成電容器，用于兩個(gè)耦合段的耦合。

EP?1014472?B1公開了另一種定向耦合器，與現(xiàn)有技術(shù)的不同的是，這種定向耦合器被如此構(gòu)造在基片上：一個(gè)耦合段被構(gòu)造在一個(gè)基片側(cè)面上，與其耦合的第二個(gè)耦合段被構(gòu)造在相對的基片側(cè)面上。其中分別在耦合段的一側(cè)上設(shè)置一個(gè)穿過基片的穿孔連接，以形成一個(gè)至背面耦合面的連接導(dǎo)線的電路連接。

US?4376921公開了一種微波耦合器，它也具有4個(gè)連接端和兩個(gè)耦合段，其中在兩個(gè)相對較短的耦合段之間，從起始端到末端設(shè)置了用于在耦合段之間進(jìn)行耦合的電容器。

所有上述類型耦合器的缺點(diǎn)是，它們特別是在應(yīng)用于現(xiàn)代信息技術(shù)系統(tǒng)時(shí)不具有所需的高頻耦合器性能，例如足夠的耦合系數(shù)、足夠的定向性或?qū)ΨQ性，或者它們是不可實(shí)現(xiàn)的或者需要很高的開發(fā)成本才能實(shí)現(xiàn)。

因此本發(fā)明的目的在于給出一種改進(jìn)的耦合器或功率分配器，尤其是給出一種窄帶耦合器，最好是3分貝耦合器，它在成本上、結(jié)構(gòu)尺寸上、損耗上和制造公差上都優(yōu)于傳統(tǒng)的方案。