一种定向耦合器及微波器件转让专利
申请号 : CN202010099762.7
文献号 : CN111244593B
文献日 : 2021-08-10
发明人 : 方超
申请人 : 中国联合网络通信集团有限公司
摘要 :
权利要求 :
1.一种定向耦合器,其特征在于,包括:壳体,以及依次设置于所述壳体内的第一节平行耦合线、第二节平行耦合线、第三节平行耦合线;其中,所述第一节平行耦合线通过第一连接段与所述第二节平行耦合线对应连接;
所述第二节平行耦合线通过第二连接段与所述第三节平行耦合线对应连接;
所述壳体的侧壁上设有与所述第一连接段、所述第二连接段分别对应的缝隙;所述第一连接段和所述第二连接段在所述侧壁上的正投影位于对应的所述缝隙在所述侧壁上的正投影内;
所述第一节平行耦合线与所述第二节平行耦合线分别与所述第一连接段垂直或大略垂直;
所述第三节平行耦合线与所述第二节平行耦合线分别与所述第二连接段垂直或大略垂直。
2.根据权利要求1所述的定向耦合器,其特征在于,所述壳体具有四个端口;每个所述端口包括外导体以及嵌套于所述外导体内的内导体;
所述第一节平行耦合线和所述第三节平行耦合线分别与对应的两个所述内导体平滑连接。
3.根据权利要求2所述的定向耦合器,其特征在于,每个所述外导体包括依次顺接的多个空心圆柱,所述多个空心圆柱的内径沿远离所述壳体的方向逐渐减小;
每个所述内导体包括依次顺接的多个实心圆柱,所述多个实心圆柱的外径小于对应的所述空心圆柱的内径,且沿远离所述壳体的方向逐渐减小。
4.根据权利要求3所述的定向耦合器,其特征在于,所述第一节平行耦合线对应连接的两个所述内导体或所述第三节平行耦合线对应连接的两个所述内导体的轴线重合,且两个所述内导体之间设有支撑部。
5.根据权利要求4所述的定向耦合器,其特征在于,所述支撑部的介电常数的取值范围为2~3。
6.根据权利要求4所述的定向耦合器,其特征在于,以所述第一节平行耦合线对应连接的内导体和所述第三节平行耦合线对应连接的内导体的连接线的中垂线为基准,所述连接线与所述第一节平行耦合线平行,所述第一节平行耦合线和所述第三节平行耦合线相对于所述基准对称设置;
所述第一节平行耦合线包括平行设置的两条第一子耦合线;
每条所述第一子耦合线包括与对应的所述内导体连接的第一段,以及与对应的所述连接段连接的第二段;其中,所述第一段的宽度沿远离所述内导体的方向逐渐变宽,所述第二段的宽度与所述第一段的最大宽度相等。
7.根据权利要求6所述的定向耦合器,其特征在于,所述第一段的最小宽度与所述内导体的最大直径相等。
8.根据权利要求7所述的定向耦合器,其特征在于,所述第二节平行耦合线为等宽耦合线;
所述第一节平行耦合线的所述第二段的宽度大于所述第二节平行耦合线的宽度。
9.一种微波器件,其特征在于,包括权利要求1‑8任一项的定向耦合器。
说明书 :
一种定向耦合器及微波器件
技术领域
背景技术
合器等。
Generation,简称3G)和第二代移动通信技术(2th‑Generation,简称2G)系统后的延伸。5G
的性能目标是高数据速率、减少延迟、节省能源、降低成本、提高系统容量和大规模设备连
接。
发明内容
合线通过第一连接段与第二节平行耦合线对应连接;第二节平行耦合线通过第二连接段与
第三节平行耦合线对应连接;壳体的侧壁上设有与第一连接段、第二连接段分别对应的缝
隙;第一连接段和第二连接段在侧壁上的正投影位于对应的缝隙在侧壁上的正投影内。
节的平行耦合线结构增加了定向耦合器的带宽。并且,在定向耦合器壳体的侧壁上设有与
第一连接段、第二连接段分别对应的缝隙,使得第一连接段和第二连接段在侧壁上的正投
影位于对应的缝隙在侧壁上的正投影内,便能够利用该缝隙有效抵消前述的三节平行耦合
线因对应连接段连接而产生的不连续反射,从而可以保证微波信号的传输效果。
于对应的空心圆柱的内径,且沿远离壳体的方向逐渐减小。
相对于基准对称设置;第一节平行耦合线包括平行设置的两条第一子耦合线;每条第一子
耦合线包括与对应的内导体连接的第一段,以及与对应的连接段连接的第二段;其中,第一
段的宽度沿远离内导体的方向逐渐变宽,第二段的宽度与第一段的最大宽度相等。
附图说明
在附图中:
具体实施方式
实施例。基于本公开的一些实施例,本领域技术人员所能获得的所有其他实施例,均属于本
公开保护的范围。
同时能够降低损耗,以适应5G网络的大带宽的需求。
耦合线1通过第一连接段5与第二节平行耦合线3对应连接。第二节平行耦合线3通过第二连
接段6与第三节平行耦合线4对应连接。壳体1的侧壁上设有与第一连接段5、第二连接段6分
别对应的缝隙7。第一连接段5和第二连接段6在侧壁上的正投影位于对应的缝隙7在侧壁上
的正投影内。
等。
可以利用该三节的平行耦合线结构增加了定向耦合器的带宽。并且,在定向耦合器壳体1的
侧壁上设有与第一连接段5、第二连接段6分别对应的缝隙7,使得第一连接段5和第二连接
段6在侧壁上的正投影位于对应的缝隙7在侧壁上的正投影内,便能够利用各缝隙7有效抵
消前述的三节平行耦合线因对应连接段连接而产生的不连续反射,从而可以保证微波信号
的传输效果。
线4相对于该基准对称设置。此处,对应连接两个内导体82的连接线与第一节平行耦合线2
平行。
设置的两条第三子耦合线。在如图2所示的X‑Y坐标系中,第一节平行耦合线2的两条第一子
耦合线与两个内导体82一一对应连接,且该两个内导体82沿X方向分布。第三节平行耦合线
4的两条第三子耦合线与两个内导体82一一对应连接,且该两个内导体82沿X方向分布。每
条第一子耦合线与一条第二子耦合线、一条第三子耦合线沿Y方向顺次连接。
第二子耦合线。第二节平行耦合线3和第三节平行耦合线4分别通过第二连接段6固定连接,
第二连接段6包括两条第二子连接段,每条第二子连接段连接一条第二子耦合线和一条第
三子耦合线。
子连接段和第二连接段6的两条第二子连接段通常为带状结构,也即具有一定的长度、宽度
和厚度。
合线与第二节平行耦合线3的第二子耦合线分别与第二连接6段的第二子连接段垂直或大
略垂直。这样,第一连接段5和第二连接段6的长度较短,能够使得因三节平行耦合线结构产
生的反射波能量较小,有利于降低定向耦合器中微波传输的微波损耗。
两侧侧壁上的正投影的对应区域。第二连接段6分别对应两个缝隙7,且该两个缝隙7分别位
于第二连接段6在壳体1两侧侧壁上的正投影的对应区域。
的短边与第一节平行耦合线2所在平面平行。该缝隙7的开口大小与其对应的第一连接段5
或第二连接段6在侧壁上的正投影面积相关。
但与第一连接段5对应的位于壳体1同侧侧壁上的缝隙7是连续的,也即第一连接段5的两条
第一子连接段在该侧壁上的正投影位于对应的一个缝隙7在该侧壁上的正投影内。进一步
的,缝隙7的开口大小与对应的第一连接段5在侧壁上的正投影的大小相似或接近,以便在
确保能够抵消因三节平行耦合线结构产生的不连续反射波的前提下,避免因缝隙7的开口
较大而减弱微波传输的信号传输效果。
第二节平行耦合线3、第三节平行耦合线4、第一连接段5和第二连接段6,通过铸造模具采用
铸造工艺制作形成。定向耦合器中壳体1和四个端口8的外导体81,通过铸造模具采用铸造
工艺制作形成。
棱柱状结构。壳体1中相对的两个接地板的外侧分别设置有两个端口8,且该两个端口8分别
位于其所在接地板的两端。由此,沿直线CC’所在的平面将定向耦合器分为上下两部分,那
么该定向耦合器的上部分与下部分的结构和形状基本相同。如此可以分别制作定向耦合器
的上部分和下部分,然后将二者扣合固定。
第三子耦合线和内导体82顺次连接的上耦合部分。壳体1的上部分包括壳体1的一部分和位
于该部分上的两个外导体81,壳体1的上部分可以采用相同的材料,通过一个铸造模组一次
成型。所述上耦合部分也可以采用相同的材料,通过一个铸造模组一次成型。
度,从而使得定向耦合器的规格满足微波器件的实际需求。
方向逐渐减小。每个内导体82包括依次顺接的多个实心圆柱,多个实心圆柱的外径小于对
应的空心圆柱的内径,且沿远离壳体1的方向逐渐减小。如此,能够使得端口8与三节平行耦
合线之间具有良好的阻抗匹配,从而减小微波传输过程中的损耗,以便将从端口输入的微
波信号以最大输出功率完成输出。
的空心圆柱的内径,且4个实心圆柱的外径沿远离壳体1的方向逐渐减小。
第一节平行耦合线2的两个第一子耦合线分别连接的两个端口,2个输出端口是与第三节平
行耦合线4的两个第三子耦合线分别连接的两个端口;反之,即输出端口与隔离端口是与第
三节平行耦合线4的两个第三子耦合线分别连接的两个端口,2个输出端口是与第一节平行
耦合线2的两个第一子耦合线分别连接的两个端口,均可。
相切连接,并对该相切连接的部分9进行倒角处理,便可以形成与相切连接处的圆柱结构平
滑过渡的平滑圆弧结构,有利于减小微波的传输损耗,以提高微波信号的传输效果。
导体82的轴线AA’位于同一直线上。
下两部分的结构以一定的间距隔开。该间距与定向耦合器的壳体1的大小相关。
行耦合线2的两条平行第一子耦合线间的距离相等。
远离内导体82的方向逐渐变宽,且第一段21的最小宽度与其所连接的内导体82的圆柱结构
外径相同或相近;第二段22的宽度与第一段21的最大宽度相等。
一子耦合线包括与对应的内导体82连接的第三段41,以及与对应的第二连接段6连接的第
四段42。其中,第三段41的宽度沿远离内导体82的方向逐渐变宽,且第三段41的最小宽度与
其所连接的内导体82的圆柱结构外径相同或相近;第四段42的宽度与第三段41的最大宽度
相等。
性能。
际情况合理设定。
0.5mm。每个端口8的外导体81的空心圆柱的最小内径为8mm±0.5mm,最大内径为10.5mm±
0.5mm。与对应的内导体82平滑连接的第一节平行耦合线2的第一子耦合线的第一段21的最
小宽度为6mm±0.5mm,并沿远离内导体82的方向逐渐变宽为19.2mm±0.5mm,则第二段22的
宽度为19.2mm±0.5mm。同理可知,第三节平行耦合线4的结构与第一节平行耦合线2相同或
相近。
线的间距是17.4mm±0.5mm,第二节平行耦合线3的两条子耦合线的间距是1.5mm±0.5mm。
由此,第一连接段5和第二连接段6的最小长度为7.95mm±0.5mm,相对应的,设置在壳体上
的四条缝隙的最小长度约为17.4mm±0.5mm。
定向耦合器的结构和尺寸,在470~860MHz的频率范围内,设定该预定指标为:耦合度波纹
小于0.1dB,隔离度和回波损耗的绝对值均大于30dB。
的微波信号传输情况(即回波损耗)如曲线a所示,定向耦合器中与输入端口同轴的隔离端
口的微波信号传输情况(即隔离度)如曲线b所示,定向耦合器中与输入端口同侧且不同轴
的输出端口的信号输出情况如曲线c所示,定向耦合器中与输入端口不同侧且不同轴的输
出端口的信号输出情况如曲线d所示。
度。单节耦合器中输入端口的微波信号传输情况(即回波损耗)如曲线a’所示,单节耦合器
中与输入端口同轴的隔离端口的微波信号传输情况(即隔离度)如曲线b’所示,单节耦合器
中与输入端口同侧且不同轴的输出端口的信号输出情况如曲线c’所示,单节耦合器中与输
入端口不同侧且不同轴的输出端口的信号输出情况如曲线d’所示。
单节耦合器中输入端口的微波信号传输情况(即回波损耗)如曲线a”所示,单节耦合器中与
输入端口同轴的隔离端口的微波信号传输情况(即隔离度)如曲线b”所示,单节耦合器中与
输入端口同侧且不同轴的输出端口的信号输出情况如曲线c”所示,单节耦合器中与输入端
口不同侧且不同轴的输出端口的信号输出情况如曲线d”所示。
定该定向耦合器所能实现的有效的微波信号传输的带宽为1.82Mbps。相关技术中单节耦合
器能够达到相同预定指标的频率范围为552MHz~770MHz,也即其工作频带为552MHz~
770MHz,并且根据图6中对应坐标5、坐标6、坐标7和坐标8对应的参数,可以确定该单节耦合
器所能实现的有效的微波信号传输的带宽为1.39Mbps。
定向耦合器的耦合度为3.03±0.05dB。相关技术中单节耦合器在相同的工作频带内达到相
同的隔离度和回波损耗时,该单节耦合器的耦合度为3.03±0.2dB。
的网络发展。
应用于微波中继通信、卫星通信、雷达、导航、电子测量仪器及各种飞行器的电子设备中。
盖在本公开的保护范围内。因此,本公开的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。