專利名稱：寬頻帶定向耦合器的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及電子技術領域，具體地說是一種寬頻帶定向耦合器。
技術背景隨著電子技術的發展，各種電子產品的信號頻率越來越高，同時對電子信號測量儀器也 提出了更高要求，要求測量儀器要有更寬的頻率測量范圍。為了滿足信號測量儀器有更寬的 頻率測量范圍的要求，需要一種能夠在更寬頻率范圍內對不同傳輸方向的信號進行分離的耦 合器。現有技術的定向耦合器只能在較窄的頻帶內使用，或是工作在頻率低端KHz到MHz;或 是工作在頻率高端MHz到GHz。無法同時滿足測量儀器從KHz到GHz的使用要求。 發明內容本實用新型提供一種能夠在較寬頻率范圍內對不同傳輸方向的信號進行分離的寬帶定向親合器o本實用新型的寬頻帶定向耦合器，在腔體外面安裝四只轉接器，分別為第一轉接器、第 二轉接器、第三轉接器和第四轉接器；第一電路板和第二電路板分別固定在腔體內兩端；第 一、二電路板中間是變量器T1，由半硬饋電纜與鐵氧體磁性材料環構成，半硬饋電纜從特制 鐵氧體磁性材料環中穿過；第一電路板上，第一電阻與第一電容串聯連接，第一電阻的另一 端與端口一 (101)連接；第一電容的另一端與第三電阻的一端連接；第三電阻與第五電阻串 聯連接；第五電阻的另一端接地；第二電路板上，第二電阻與第二電容串聯連接，第二電阻 的另一端與端口五(201)連接；第二電容的另一端與第四電阻的一端連接；第四電阻與第六 電阻串聯連接；第六電阻的另一端接地;結構圖如圖l所示。第一電路板的端口一 (101)與 第一轉接器相連；端口二 (102)與第三轉接器連接；端口三(103)與變量器T1的端口十二 (304)連接；端口四(104)與變量器T1的端口九(301)連接；第二電路板的端口五(201) 與第二轉接器相連；端口六(202)與第四轉接器連接；端口七(203)與變量器T1的端口十 一 (303)連接；端口八(204)與變量器T1的端口十(302)連接。電路連接圖如圖2所示。所述的第一電阻和第二電阻阻值相同；第三電阻和第四電阻阻值相同；第五電阻和第六 電阻阻值相同；第一電容和第二電容容值相同。本實用新型的定向耦合器是對稱四端口網絡，由第一電阻與第一電容及第二電阻與第二 電容組成的耦合電路和第三電阻與第五電阻及第四電阻與第六電阻組成的匹配電路組成。可 以滿足同時分離兩路不同方向傳輸信號的要求。耦合器的最低工作頻率由第一電容、第二電 容的容值決定；耦合器的高端工作頻率由第一電阻 第六電阻及第一電容和第二電容以及變 量器T1間的寄生容抗和感抗決定，隨著工作頻率的升高寄生容抗和感抗的影響變大，定向耦 合器方向性指標逐步變差。由端口一 (101)輸入的輸入信號經過變量器T1由端口五(201) 輸出；由端口一(101)輸入的信號通過第一電阻和第一電容耦合部分輸入信號到端口二a02); 當端口五(201)和端口二 (102)接匹配負載時，由端口一 (101)輸入的信號通過變量器 Tl及第六電阻、第四電阻構成的正向路徑達到端口六(202)的前向信號與通過T1及第二電 阻、第二電容構成的反向路徑達到端口六(202)的反向信號幅度相等，相位相差180度，相 互抵消。因此端口六(202)測量不到端口一 (101)的輸入信號。同理，由端口五(201)輸入的信號經過變量器T1由端口一(101〉輸出由端口五(20i) 輸入的輸入信號通過第二電阻和第二電容耦合部分輸入信號到端口六(202);當端口一(IOI) 和端口六(202)接匹配負載時，由端口五(201)輸入的信號通過變量器T1及第五電阻、第 三電阻構成的正向路徑達到端口二 (102)的前向信號與通過變量器T1及第一電阻、第一電 容構成的反向路徑達到端口二 (102)的反向信號幅度相等，相位相差180度，相互抵消。因 此端口二 (102)測量不到端口五(201)的輸入信號。也就是說端口二 (102)與端口五(201) 相互隔離；端口六(202)與端口一 (101)相互隔離。端口二 (102)只能測量端口一 (101) 的入射信號；端口六(202)只能測量端口五(201)的入射信號。從而達到分離入射信號和 反射信號的定向測量目的。本實用新型與現有技術相比的優點和產生的積極效果本實用新型技術很好的解決了現有定向耦合器測量帶寬窄，難以同時滿足從KHz到GHz 頻率測量范圍電子測量儀器需要的問題。滿足丁信號測量儀器有更寬的頻率測量范圍的要求， 能夠在更寬頻率范圍內對不同傳輸方向的信號進行分離的定向耦合器。本實用新型的耦合器，工作倍頻程大于3000,其工作頻率范圍100KHz — 3000MHz。 本實用新型的優越性工作頻帶寬，結構合理，工藝簡單，成本低。
圖l:本實用新型寬頻帶定向耦合器的結構圖 圖2:本實用新型寬頻帶定向耦合器的電路連接圖其中1、第一轉接器；2、第二轉接器；3、第三轉接器；4、第四轉接器；5、腔體；6、第一電路板；7、第二,板；8、變量器T1; 101:端口一； 102:端口二； 103:端口三；104:端口四；201:端口五；202:端口六；203:端口七； 204:端口八；301:端口九；302:端口十；303:端口"|^一； 304:端口十二具體實施方式實施例1 :為工作頻率范圍100KHz—3000MHz;輸出端口阻抗為50Q的網絡分析儀而設計的定向耦 合器時使用本實用新型技術。本實用新型使用金屬材料腔體，對外安裝四只轉接器，分別為50QN型轉接器和三只50 QSMA型轉接器。腔體安裝上蓋，腔體外形為長方體。為了能夠在低頻段(KHz)工作，本實 用新型采用了表貼阻容器件組成第一電路板和第二電路板。中間是500/02.2的半硬饋電纜， 為了減少磁力線外泄，半硬饋電纜從特制鐵氧體磁性材料環中穿過。由表貼電阻第一電阻、 第三電阻、第五電阻及表貼電容第一電容組成第一電路板；由表貼電阻第二電阻、第四電阻、 第六電阻及表貼電容第二電容組成第二電路板.其中第一電阻與第二電阻；第三電阻與第四 電阻；第五電阻與第六電阻的阻值相同，第一電容與第二電容的容值相同。第一電路板通過 第五電阻與腔體良好接地，第二電路板通過第六電阻與腔體良好接地。將兩塊電路板分別固 定在腔體內兩端。第一電路板的端口一 (101)與N型轉接器相連；端口二 (102)與一只SMA 型轉接器連接；端口三(103)與變量器T1的端口十二 (304)連接；端口四(104)與變量 器T1的端口九(301)連接。第二電路板的端口五(201)與一只SMA型轉接器相連；端口六(202)與另一只SMA型轉接器連接；端口七(203)與變量器Tl的端口"l^一 (303)連接； 端口八(204)與變量器T1的端口十(302)連接。本實用新型的定向耦合器為對稱四端口網絡，可以滿足同時分離兩路不同方向傳輸信號 的要求。由端口一(101)輸入的輸入信號經過變量器T1由端口五(201)輸出；由端口一(IOI) 輸入的信號通過第一電阻和第一電容耦合部分輸入信號到端口二 (102);當端口五(201)和 端口二 (102)接匹配負載時，由端口一 (101)輸入的信號通過變量器T1及第六電阻、第四 電阻構成的正向路徑達到端口六(202)的前向信號與通過T1及第二電阻、第二電容構成的反向路徑達到端口六(202)的反向信號幅度相等，相位相差180度，相互抵消。因此端口六(202)測量不到端口一 (101)的輸入信號。同理，由端口五(201)輸入的信號經過變量器T1由端口一(101)輸出；由端口五(201) 輸入的輸入信號通過第二電阻和第二電容耦合部分輸入信號到端口六(202);當端口一(IOI) 和端口六(202)接匹配負載時，由端口五(201)輸入的信號通過T1及第五電阻、第三電阻 構成的正向路徑達到端口二 (102)的前向信號與通過T1及第一電阻、第一電容構成的反向 路徑達到端口二 (102)的反向信號幅度相等，相位相差180度，相互抵消。因此端口二 (102) 測量不到端口五(201)的輸入信號。也就是說端口二 (102)與端口五(201)相互隔離；端 口六(202)與端口一 (101)相互隔離。端口二 (102)只能測量端口一 (101)的入射信號； 端口六(202)只能測量端口五(201)的入射信號。從而達到分離入射信號和反射信號的定 向測量目的。本耦合器的主要技術指標1. 回波損耗1 OOKHz-4MHz》15dB,2. 插入損耗為:3.8dB士ldB3. R耦合度為:16dB土1.5dB4. A耦合度為:20dB土1.5dB5. 方向性》20dB。
權利要求1.一種寬頻帶定向耦合器，其特征在于，在腔體外面安裝四只轉接器，分別為第一轉接器、第二轉接器、第三轉接器和第四轉接器；第一電路板和第二電路板分別固定在腔體內兩端；第一、二電路板中間是變量器T1，由半硬饋電纜與鐵氧體磁性材料環構成，半硬饋電纜從特制鐵氧體磁性材料環中穿過；第一電路板上，第一電阻與第一電容串聯連接，第一電阻的另一端與端口一(101)連接；第一電容的另一端與第三電阻的一端連接；第三電阻與第五電阻串聯連接；第五電阻的另一端接地；第二電路板上，第二電阻與第二電容串聯連接，第二電阻的另一端與端口五(201)連接；第二電容的另一端與第四電阻的一端連接；第四電阻與第六電阻串聯連接；第六電阻的另一端接地；第一電路板的端口一(101)與第一轉接器相連；端口二(102)與第三轉接器連接；端口三(103)與變量器T1的端口十二(304)連接；端口四(104)與變量器T1的端口九(301)連接；第二電路板的端口五(201)與第二轉接器相連；端口六(202)與第四轉接器連接；端口七(203)與變量器T1的端口十一(303)連接；端口八(204)與變量器T1的端口十(302)連接。
2. 如權利要求1所述的寬頻帶定向耦合器，其特征在于，第一電阻和第二電阻阻值相同； 第三電阻和第四電阻阻值相同；第五電阻和第六電阻阻值相同；第一電容和第二電容容值相 同。
專利摘要本實用新型涉及電子技術領域，具體地說是一種寬頻帶定向耦合器。本實用新型的寬頻帶定向耦合器，在腔體外面安裝四只轉接器，第一電路板和第二電路板分別固定在腔體內兩端，第一電路板通過第五電阻與腔體接地，第二電路板通過第六電阻與腔體接地；第一、二電路板中間是變量器T1，由半硬饋電纜與鐵氧體磁性材料環構成，半硬饋電纜從特制鐵氧體磁性材料環中穿過。本實用新型滿足了信號測量儀器有更寬的頻率測量范圍的要求，能夠在更寬頻率范圍內對不同傳輸方向的信號進行分離的定向耦合器。工作倍頻程大于3000，其工作頻率范圍100KHz-3000MHz。工作頻帶寬，結構合理，工藝簡單，成本低。
文檔編號H01P5/18GK201323232SQ20082014516
公開日2009年10月7日 申請日期2008年12月31日 優先權日2008年12月31日
發明者曲軍道 申請人:天津市德力電子儀器有限公司