[發(fā)明專利]用于定向耦合器的夾層結(jié)構(gòu)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201180030002.X
• 申請日: 2011-06-22
• 公開（公告）號: CN102948008A
• 公開（公告）日: 2013-02-27
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李陽;朱軒昂;D.普里克霍德科
• 申請（專利權(quán)）人: 天工方案公司
• 主分類號: H01P5/18
• 分類號: H01P5/18;H01P3/08
• 代理公司: 北京市柳沈律師事務(wù)所 11105
• 代理人: 于小寧

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明總地涉及電子傳輸線器件的領(lǐng)域，且更具體地涉及定向耦合器。

背景技術(shù)

定向耦合器是用在許多射頻(RF)應(yīng)用中的無源器件，所述應(yīng)用包含例如功率放大器模塊。定向耦合器按照已知量將傳輸線中的一部分傳輸功率通過另一端口耦合出（在微帶耦合器或帶狀線耦合器的情況下，通過使用兩條傳輸線，這兩條傳輸線被設(shè)置為足夠接近在一起，使得穿過一條傳輸線的能量被耦合到另一條傳輸線）。如圖1中所示，定向耦合器100具有四個(gè)端口，即輸入端口P₁、傳輸端口P₂、耦合端口P₃及隔離端口P₄。術(shù)語“主線”指耦合器的介于端口P₁與P₂之間的傳輸線部分110。術(shù)語“耦合線”指平行于主線110延伸且介于耦合端口P₃與隔離端口P₄之間的傳輸線部分120。通常，該隔離端口P₄端接一內(nèi)部匹配負(fù)載或外部匹配負(fù)載，例如，50Ohm負(fù)載或75Ohm負(fù)載。應(yīng)理解，由于該定向耦合器為線性器件，圖1上的標(biāo)號是任意的。任何端口可以是輸入端口，其將導(dǎo)致被直接連接的端口為傳輸端口，相鄰的端口為耦合端口，對角線的端口為隔離端口(對于帶狀線耦合器和微帶耦合器)。

帶狀線耦合器和微帶耦合器被廣泛實(shí)施于功率放大器模塊，尤其是用于電信應(yīng)用中的功率放大器模塊，所述功率放大器模塊使用多層層壓印刷電路板(PCB)，因?yàn)檫@樣易于制作且成本低。傳統(tǒng)上，通過將主RF線210及耦合線220放置于兩個(gè)垂直相鄰的PCB層上且維持該兩個(gè)結(jié)構(gòu)的重疊以提供RF耦合，如圖2中所示，來實(shí)現(xiàn)這些耦合器。

發(fā)明內(nèi)容

各個(gè)方面及實(shí)施例針對的是一種條帶耦合的耦合器（strip?coupledcoupler）設(shè)計(jì)，在該耦合器設(shè)計(jì)中，相對于傳統(tǒng)的條帶耦合的耦合器設(shè)計(jì)，可以用減小的尺寸實(shí)現(xiàn)指定的耦合因子，且該耦合器設(shè)計(jì)也維持高定向性。根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，使用“夾層”結(jié)構(gòu)來提供主線與副/耦合線之間的更強(qiáng)的耦合，其中該主線實(shí)施于通過通孔連接的兩個(gè)層中，且副臂位于該兩個(gè)主線層之間，如下文進(jìn)一步討論的那樣。

根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，一種多層條帶耦合的耦合器包括：形成于多層基板中的第一金屬層中的第一主臂部分，形成于該多層基板中的該第一金屬層上方的第二金屬層中的第二主臂部分，該第二主臂部分與該第一主臂部分垂直對齊且并聯(lián)電連接至該第一主臂部分；和形成于該多層基板中的第三金屬層中的耦合臂，該耦合臂設(shè)置于該第一主臂部分與該第二主臂部分之間，該耦合臂通過第一介電層而與該第一主臂部分分開且通過第二介電層而與該第二主臂部分分開。該第一主臂部分、該耦合臂及該第二主臂部分在多層基板中垂直地對齊且形成夾層結(jié)構(gòu)。該多層條帶耦合的耦合器還包括：位于該第一主臂部分的輸入附近的第一通孔，該第一通孔將該第一主臂部分與第二主臂部分并聯(lián)地電連接；和第二通孔，其位于該第一主臂部分及第二主臂部分的相對于所述輸入的遠(yuǎn)端（distal?end）附近，該第二通孔將該第一主臂部分與該第二主臂部分并聯(lián)地電連接。在一個(gè)示例中，該多層基板為多層印刷電路板。在一個(gè)示例中，該耦合臂位于該第一通孔與第二通孔之間。在另一個(gè)示例中，該第一主臂部分與第二主臂部分中的電流方向相同。在另一個(gè)示例中，該第一主臂部分與第二主臂部分及該耦合臂包含銅跡線。

根據(jù)形成在多層印刷電路板中的條帶耦合的耦合器的一個(gè)實(shí)施例，該條帶耦合的耦合器包括形成于該多層印刷電路板的第一層中的第一主線部分、形成于該多層印刷電路板的第二層中的第二主線部分、形成于該多層印刷電路板的第三層中的耦合線、和至少一個(gè)通孔，該第三層設(shè)置于該第一層與該第二層之間，且該耦合線設(shè)置于該第一主線部分與該第二主線部分之間，且該耦合線、該第一主線部分與該第二主線部分垂直對齊，所述至少一個(gè)通孔將該第一主線部分并聯(lián)地電連接至該第二主線部分。