[發明專利]射頻傳輸系統的定向耦合方法及耦合器

有效

• 申請號: 200910265020.0
• 申請日: 2009-12-29
• 公開（公告）號: CN101740845A
• 公開（公告）日: 2010-06-16
• 發明（設計）人: 鐘名慶
• 申請（專利權）人: 芯通科技(成都)有限公司
• 主分類號: H01P5/18
• 分類號: H01P5/18
• 代理公司: 成都立信專利事務所有限公司 51100
• 代理人: 濮家蔚

技術領域

本發明涉及一種對射頻傳輸中進行定向耦合的方法及其相應的耦合器。

背景技術

定向耦合器是微波傳輸中的一種重要器件，低耦合度的定向耦合器常用于功率檢測 及駐波保護應用。對于微帶平面電路實現的射頻部件，其中的定向耦合器最方便及廉價 的實現方式是使用1/4波長微帶平行耦合線。

根據耦合傳輸線理論，平行耦合線支持兩種TEM波模式：偶模和奇模。偶模和奇模 的場結構不同，對非均勻的微帶混合介質而言這意味著兩種模的傳播速度不相等，這導 致微帶平行耦合線實現的定向耦合器方向性不好，尤其是對低耦合度的情況。

對于低射頻應用，由于信號的波長很長，使用1/4波長微帶平行耦合線因耦合區尺寸 過大沒有實用意義，因此目前只能使用遠遠短于1/4波長的微帶平行耦合線。其一方面 會導致帶內耦合度隨頻率變化產生的波動增大，同時也因耦合口與隔離口距離減小降低 了方向性，導致了微帶平行耦合線的方向性惡化。

發明內容

針對上述情況，本發明將提供一種在射頻傳輸系統中不基于奇、偶模工作原理的高 方向性定向耦合方法及相應的耦合器，使該耦合器具有小尺寸、高方向性定向耦合的特 點。

本發明射頻傳輸系統的定向耦合方法，是由主傳輸線沿信號傳輸方向在具有電長度 為0°＜θ≤90°的間隔距離兩端以相同方式分別對主傳輸線的總電壓取樣后得到取樣 電壓，將此取樣電壓經跨接于該兩取樣點間電長度為θ+180°的相位延遲傳輸電路延遲 后進行疊加得到對應的電壓，該疊加后的對應電壓分別與入射和反射電壓成正比，從而 可以使混合在主傳輸線總電壓中的入射電壓和反射電壓由不同的相位移被分離，實現定 向耦合功能。

由于本發明上述定向耦合方法的工作原理不是基于奇、偶模的，因此可以避開射頻 系統中微帶混合介質導致的方向性惡化問題。與微帶平行耦合線不同，上述用于相位延 遲的傳輸電路并不需要與主傳輸線有耦合，因此其實現方式就可以非常靈活。例如，除 同樣可以使用微帶傳輸線外，對于低射頻應用還可以使用同軸傳輸線或集中參數元件等 效傳輸線(如由電感和電容構成的與傳輸線有相同電性能的PI型低通濾波器電路)等方 式實現。同時，對上述主傳輸線總電壓取樣點的取樣間距也可以遠遠小于1/4波長，從 而有利于使能實現該功能的電路和/或相應的耦合器得以小型化。

上述定向耦合方法中所說的以相同取樣方式對主傳輸線上總電壓進行取樣，一般可 以通過具有相同特性參數的電壓取樣結構單元實現，例如具有相同特性參數的電阻性元 件、電感性元件或電容性元件等，其中以具有相同特性參數電容性元件最為理想。

基于本發明上述定向耦合方法的同樣的工作原理，可以很容易地實現能應用于射頻 傳輸系統的相應定向耦合器。

由此可以理解，本發明的耦合方法和/或相應的耦合器是一種不以耦合傳輸線理論為 基礎的定向耦合方式，即是通過在主傳輸線上不同的兩處位置進行總電壓取樣，取樣電 壓再經過一段適當相位延遲的傳輸線延遲處理后進行疊加從而把混和在總電壓中的入射 電壓和反射電壓分離開以實現定向耦合器功能。因此能有效避免和解決了目前常規方式 定向耦合方式存在的問題，取得的方向性不會隨耦合度降低而惡化，因而結構簡單，所 占的電路面積可大大降低，非常有利于電路小型化，減小耦合器的尺寸和降低成本，非 常適合需要低耦合度、高方向性的功率及駐波檢測應用。

以下通過由附圖所示實施例的具體實施方式，對本發明的上述內容再作進一步的詳 細說明。但不應將此理解為本發明上述主題的范圍僅限于以下的實例。在不脫離本發明 上述技術思想情況下，根據本領域普通技術知識和慣用手段做出的各種替換或變更，均 應包括在本發明的范圍內。

附圖說明

圖1是基于本發明定向耦合方法的定向耦合器的工作原理示意圖。

圖2是實現圖1工作原理的一種采用集中參數元件的定向耦合器結構示意圖。

具體實施方式