定向耦合器,尤其是具有高耦合衰减的定向耦合器的制造方法
【专利摘要】一种定向耦合器,尤其是具有高耦合衰减的定向耦合器。本发明涉及一种定向耦合器(10a)，包含：第一导电轨(20a)；第二导电轨(22a)；以及导电结构(24a)，所述导电结构包含第一部分区域(28a)，与第一导电轨(20a)靠近第二导电轨(22a)布置相比，所述第一部分区域更靠近第一导电轨(20a)布置，并且所述导电结构包含第二部分区域(30a)，与第一导电轨(20a)靠近第二导电轨(22a)布置相比，所述第二部分区域更靠近第二导电轨(22a)布置。
【专利说明】定向耦合器，尤其是具有高耦合衰减的定向耦合器
【技术领域】
[0001]定向耦合器是高频技术的器件。尤其应用平面定向耦合器。
【背景技术】
[0002]对I禹合衰减、方向系数(Richtfaktor)以及其他参数的要求只能通过个性化设计来满足。定向耦合器可以用于测量目的或其他目的，例如磁共振断层造影设备中，利用其例如在利用高磁场中的核自旋效应的条件下产生人体或动物体的图像。以下同义地使用概念“导电轨”和“导体轨道”。
【发明内容】
[0003]本发明要解决的技术问题是提出一种简单构造的定向耦合器，其尤其具有高耦合衰减和高的方向系数。尤其是，定向耦合器要适于平面结构。
[0004]上述技术问题通过一种定向耦合器来解决，其中
[0005]该定向耦合器可以包含如下元件:
[0006]-第一导电轨或导体轨道，
[0007]-第二导电轨或导体轨道，以及
[0008]-导电结构，
[0009]其中，导电结构包含第一部分区域，该第一部分区域与第一导电轨靠近第二导电轨布置相比更靠近第一导电轨布置，
[0010]以及，导电结构还包含第二部分区域，该第二部分区域与第一导电轨靠近第二导电轨布置相比更靠近第二导电轨布置。
[0011]定向耦合器是具有四个端口或端子对的元件。在一端口上所输送的功率被分成两个子功率并且在两个另外的端口上输送给耗电器或者采集装置，而在第四端口上没有功率或仅有非常低的功率出现。
[0012]在第一端口与第二端口之间可以存在直通的线路。同样，在第三端口与第四端口之间可以存在直通的线路。这两个直通的线路彼此隔离，例如通过固定的电介质材料隔离。其中向前行进的波在一个线路上出现，而向后行进的波在另一线路上出现。
[0013]在分子(上部)中即在第一端口上所馈入的功率与分母(下部)中即例如在第三端口上所耦接的线路中的功率之商称作耦合衰减。
[0014]在分子中的第三端口上的功率与分母中的第四端口上的功率之商称作方向系数。方向系数是定向I禹合器品质的标尺。
[0015]第一导电轨可以布置在第一导电轨层中。第一导电轨也称作功率线路。
[0016]第二导电轨或导体轨道可以布置在第一导电轨层、第二导电轨层或第三导电轨层中。第二导电轨也称作耦合线路或采集线路或在将采集值反馈给SI (SystemInternational,系统国际)量时称作测量线路。
[0017]导电结构可以布置在第一导电轨层。第二导电轨层或第三导电轨层中。导电结构也可以构造为耦合环或耦合框架，尤其是带有倒圆的或有角的方向变换部。可替选地，也可以使用耦合面，例如矩形或带有倒圆的角部的矩形。耦合面例如可以根据集肤效应或其他效应而具有与耦合环或者耦合框架相同的技术作用。
[0018]定向耦合器例如可以采集由天线端子或线圈端子向回所反射的功率，由放大器将功率传输至该天线端子或线圈端子。这样，例如可以采集有缺陷的端子。放大器可在所反射的功率损毁该放大器之前被关断。定向耦合器的这样的或类似应用例如可以出现在磁共振断层造影或者说核自旋断层造影、等离子体发生技术和/或能量技术或其他领域中。
[0019]导电结构可以布置在第一导电轨与第二导电轨之间。例如，以下做出更为详细的阐述。可仅使用一个导电轨层或可以使用彼此平行布置的导电轨层，例如导电轨平面。在平面的情况下，形成平面的定向耦合器。对于平面可替选地，例如也可以使用位于圆柱形面上或在其他成形的面上的导电轨层。
[0020]导电轨层可以彼此有间距地布置。该间距例如由于中间电介质或中间层电介质的层厚而形成。在彼此不同的导电轨层之间的间距可以相同或彼此不同。一方面为导电轨与另一方面为导电结构之间的电介质可以是固体材料。
[0021]所述及的间距尤其会与定向耦合器本身的实际情况有关，即在定向耦合器之外会给定其他间距或布置。
[0022]通过附加地将导电结构并入定向耦合器中实现了，耦合衰减由于两次耦合而变得非常大。但另一方面，方向系数足够高和/或由制造公差造成的与特殊的参数诸如耦合衰减和方向系数的偏差可被减小。此外，产生了用于调节定向耦合器的电学特性的附加参数。这样，导电结构的大小即其宽度以及其长度可以被优化。
[0023]导电结构的长度在第一导电轨距第二导电轨的间距增大时会增大。导电结构距两个耦合部位处的第一导电轨或第二导电轨的间距也可以彼此无关地被优化，这提供了比仅对一个耦合部位进行优化相比更多的自由度。
[0024]第一导电轨可以与导电结构电隔离。第二导电轨也可以与导电结构电隔离。
[0025]导电轨和导电结构在扩展方案中可以布置在基体上，例如由印刷电路板材料构成的基体上，例如印刷电路板材料基于特氟龙、玻璃纤维增强的塑料，例如环氧树脂、FR-4、Rogers或由陶瓷材料例如薄层网(thin film network TFN)构成。
[0026]可以使用具有仅仅一个导电涂覆的或结构化的侧面的基体。可替选地，可以使用具有两个彼此背离的导电涂覆的或结构化的侧面的基体。也可以使用具有多于两个的导电轨层的基体。
[0027]第一导电轨和/或第二导电轨可以在一种扩展方案中分别沿着笔直方向延伸。两个导电轨可以彼此平行地布置，也就是说，以角度大致为零的角度布置，或以例如可以在I度到45度的范围中的角度布置。
[0028]除了在定向耦合器中使用导电结构之外，还可以对定向耦合器执行校准。该校准尤其可以自动化地执行。
[0029]第一导电轨、第二导电轨和导电结构可以布置在唯一的导电轨层中。由此可以将第一导电轨与第一部分区域之间和第二导电轨与第二部分区域之间的间距用作设计参数。交叠是不可能的或在使用仅仅唯一的导电轨层的情况下交叠是不可能的。然而，定向耦合器非常简单地构造并且不必将彼此不同的导电轨层中的导电轨或导电结构彼此对准。[0030]第一导电轨、第二导电轨和导电结构也可以布置在两个导电轨层中。使用两个导电轨层允许将第一导电轨和导电结构和/或第二导电轨和导电结构交叠地布置。交叠能够实现更大的制造公差，尤其是在对准不良方面，例如在布置角度方面。可以使用两侧设置有导体轨道或导电结构的基体。也可以在基体内布置导电轨层。可替选地，在基体内可以布置两个导电轨层。令人惊讶的是，不仅导电轨或导电结构的制造公差而且在彼此不同的导电轨层中的导电轨或导电结构对准方面的公差都可以通过交叠被良好地补偿。
[0031]优选地，第一导电轨层与第二导电轨层相邻。可替选地，在第一导电轨层与第二导电轨层之间可以设置一个或多个另外的导电轨层。
[0032]导电结构可以布置在与第一导电轨和第二导电轨不同的导电轨层中。尽管使用仅仅两个导电轨层，但可以两次交叠，尤其是在一个方向上看，该方向与平基体面或平导电轨层(尤其是其上布置有第一导电轨和/或第二导电轨的基体面或其中布置有第一导电轨和/或第二导电轨或导电结构的导电轨层)上的法线方向相反或沿着法线方向。此外，可以构造这样的对称的定向I禹合器。
[0033]两个导电轨在第一导电轨层中，这可使连接变得容易。此外，使用两个导电轨层可以允许设计时有进一步的自由度。也可以实现对称交叠的设计。
[0034]第一导电轨可以布置在与第二导电轨和导电结构不同的导电轨层中。在该变型方案中，可以有仅唯一的交叠。因此，也可以存在不对称性。然而，可以存在如下应用:导电结构和第二导电轨布置在导电轨层中是合适的。
[0035]第一导电轨、第二导电轨和导电结构也可以布置在三个导电轨层中。使用三个导电轨层又允许将第一导电轨和导电结构和/或第二导电轨和导电结构交叠地布置。该交叠可以实现更大的制造公差，尤其是在对准不良方面，例如在布置角度方面。在使用三个导电轨层时令人惊讶的是，在不同导电轨层彼此对准的情况下的公差以及其他制造公差可以被良好地补偿。
[0036]可以使用两侧设置有导电轨或导电结构的基体。也可以在基体内布置一导电轨层。可替选地，可以在基体内布置三个导电轨层中的两个或所有三个导电轨层。此外，使用三个导电轨层允许设计方面有进一步的自由度。尤其是，可以实现对称布置以及不对称的布置。
[0037]在一种扩展方案中，第二导电轨层在第一导电轨层与第二导电轨层之间。优选地，第二导电轨层与第一导电轨层和第二导电轨层相邻。可替选地，在第一导电轨层与第二导电轨层之间和/或在第二导电轨层与第三导电轨层之间可以存在一个或多个另外的导电轨层。
[0038]在一种扩展方案中，可以有如下布置:
[0039]-第一导电轨在第一导电轨层中，
[0040]-导电结构在第二导电轨层中，以及
[0041]-第二导电轨在第三导电轨层中。
[0042]这能实现导电轨相对于导电结构的对称布置。
[0043]可替选地，在另一种扩展方案中，可以选择如下布置:
[0044]-第一导电轨在第一导电轨层中，
[0045]-第二导电轨在第二导电轨层中，以及[0046]-导电结构在第三导电轨层中。
[0047]在一种扩展方案中，例如第二导电轨位置或者说第二导电轨层可以用于增大在第一导电轨与第二导电结构或耦合结构之间的间距，而对于该间距无需横向的基体面。
[0048]导电结构在第一部分区域中可以与第一导电轨交叠和/或必要时在第二部分区域中与第二导电轨交叠。在此与法线方向相反或沿着法线方向看，会出现交叠，其中法线与基体面或导电轨平面相关，在基体面或导电轨平面中布置第一导电轨、导电结构或第二导电轨。
[0049]交置可以实现进一步略微减小由两个I禹合部位强烈提闻的I禹合裳减或提闻方向系数。两个交叠部位提供设计中与一个交叠部位相比或没有交叠部位相比更多的自由度。此外，通过交叠也可以良好地补偿制造公差，也就是说，定向耦合器的电学参数变得与制造公差更为无关。
[0050]第一导电轨可以至少在定向耦合器的区域中是笔直的并且具有第一宽度。导电结构可以在第一部分区域中是笔直的并且具有第二宽度。第一部分区域可以基本上平行于第一导电轨地布置，也就是说，例如在制造公差的范围内。对于在第一部分区域的中线与第一导电轨的中线之间的第一间距可以适用于:
[0051]-第一间距至少为第一宽度的一半与第二宽度的一半之差，以及
[0052]-第一间距为第一宽度的一半与第二宽度的一半之和的最高80%或最高90%。
[0053]最大交叠出现在第一部分区域和第一导电轨的较大边缘交叠时的下部区域边界处。最小交叠出现在第一部分区段与第一导电轨比较小交叠时的上部区域边界处。由此，说明了交叠的区域，该区域能够实现特别良好的定向耦合器特性。该区域能够在方向系数不太小的情况下实现不太高的耦合衰减。此外，也可以特别良好地补偿在使第一导电轨和第一部分区段对准时的制造公差以及其他制造公差。
[0054]在扩展方案中，所述及的区域边界关于下部边界在下部边界的负30%到下部边界的正30%的范围内偏移，和/或关于上部边界在上部边界的负30%到上部边界的正30%的范围内偏移。
[0055]第二导电轨也可以至少在定向耦合器的区域中是笔直的并且具有第三宽度。导电结构可以在第二部分区域中是笔直的并且具有第四宽度。第二部分区域可以基本上平行于第二导电轨地布置，也就是说，例如在制造公差的范围内。对于第二部分区域的中线与第二导电轨的中线之间的第二间距可以适用于:
[0056]-第二间距至少为第三宽度的一半与第四宽度的一半之差，以及
[0057]-第二间距为第一宽度的一半与第四宽度的一半之和的最高80%或最高90%。
[0058]由此，对于第二间距适用于上面针对第一间距所说明的陈述以及相应适用于技术作用。第二间距的边界也可以如上面针对第一间距所说明的那样在相应的负30%到正30%的范围中偏移。
[0059]第一宽度可以大于第二宽度。第一宽度例如可以比第二宽度大了至少50%或至少100%，即至少为其两倍。可替选地，但这两个宽度也可以相等。
[0060]导电结构可以具有环绕的边或具有一定长度的中线，该长度小于电磁波波长的20%或小于其10%，该第一导电轨针对电磁波的传输而设计。在滤波器装置中，环绕的边或耦合环或耦合框架的中线的长度大致对应于设计波长。滤波器装置于是可从功率线路中滤波出设计波长的波并且在耦合线路/测量线路上输出。与其相比，不同在于，具有设计波长的波耦合输出尽可能小功率。
[0061]环绕的边或中线的长度和至少两个耦合部位以及必要时在上述的区域中的交叠的组合恰好能够实现设计目标，设计目标利用目前所使用的定向耦合器不能实现。环绕的边的长度可以与交叠的大小一起作用地被协调。
[0062]导电结构可以如上所提及的那样构造为耦合环或耦合框架，尤其是具有倒圆的或有角的方向变换部。可替选地，也可以使用耦合面，例如矩形或者带有倒圆的角部的矩形。耦合面例如可以基于集肤效应或其他效应具有与耦合环或耦合框架相同的技术作用。
[0063]定向耦合器可以用一个输入端耦合到单元上，该单元输出具有设计波长的电磁波。该单元可以是放大器，尤其是高功率放大器，即功率大于I千瓦或大于10千瓦的放大器，如其例如在磁共振断层造影设备中使用的那样。尤其可以是脉冲式功率，其例如在小于I秒或小于500毫秒但例如大于I纳秒的时间中出现。设计波长在此可以与具有最大能量成分的波，即最大值相关，例如具有主要能量成分，例如与要传输的能量的至少50%相关。
[0064]导电结构可以是第一导电结构。定向I禹合器可以包含第二导电结构，该第二导电结构包含第一部分区域，该第一部分区域与第二导电结构的第二部分区域相比更为靠近第一导电结构布置。第二部分区域可以与靠近第一导电结构布置相比更为靠近第二导电轨布置。
[0065]第二导电结构可以与第一导电轨、第二导电轨和第一导电结构电隔离。第二导电结构可以构造为耦合环或者耦合框架，尤其是带有倒圆的或有角的方向变换部。可替选地，也可以使用耦合面，例如矩形或具有倒圆的角部的矩形。耦合面例如可以基于集肤效应或其他效应具有与耦合环或耦合框架相同的技术作用。两个导电结构可以以相同方式构造，例如构造为耦合环、耦合框架或者耦合面。可替选地，两个导电结构或稱合结构可以彼此偏移地构造。
[0066]由于使用第二导电结构而存在三个耦合部位，这提高了耦合衰减和/或开创了设计的进一步的自由度。也可以使用多于两个的导电结构或者耦合环或者耦合面。
[0067]第二导电结构可以在第一部分区域中与第一导电结构交叠和/或在第二部分区域中与第二导电轨交叠。沿法线方向或逆着法线方向看，可以出现交叠，其中该法线与基体面或导电轨平面相关，在基体面或导电轨平面中布置第一导电轨、第一导电结构、第二导电结构或第二导电轨。
[0068]该交置能够实现提闻I禹合裳减或提闻方向系数。两个或者二个交置部位提供与两个交叠部位、一个交叠部位或没有交叠部位相比更多的设计自由度。可替选地，关于第二导电结构可能没有交叠。
[0069]导电结构或者第一导电结构和/或第二导电结构可以构造为耦合环或者耦合框架，耦合环或耦合框架包围不导电的区域。该包围尤其可以是完全包围。耦合框架在一种扩展方案中可以具有外部边缘和/或内部边缘，其分别沿着矩形轮廓，使得形成矩形框架。可替选地，矩形或者框架的角部可以被倒圆或第一导电结构或第二导电结构可以具有其他形状，例如圆形、椭圆形等，必要时在耦合部位附近具有展平的区段。
[0070]不导电的区域在一种扩展方案中可以就其而言又包围导电的区域，尤其是完全包围，其中，为了屏蔽目的可以设置导电区域。由此，不导电的区域可以非常窄并且是拉长的并且形成闭合的循环。
[0071]可替选地，在一种扩展方案中，也可以使用导电面或耦合面，例如矩形或者带有倒圆的角部的矩形。耦合面可以用导电的材料例如铜完全遮盖被耦合面的边缘包围的区域。由于集肤效应或其他效应，耦合面可以具有与耦合环或耦合框架相同的技术作用。
[0072]第一导电轨的长度可以小于设计波长的四分之一的5%或小于其的1%。也通过该措施减小耦合衰减。在IOOMHz的情况下，波长或λ例如为3米。波长的四分之一于是为75厘米。由此，在λ四分之一的I %的情况下，线路长度为7.5毫米。在IGHz的情况下，波长或入例如为30厘米。于是，波长的四分之一为7.5厘米。由此，在λ四分之一的I %的情况下，线路长度为0.75毫米。
[0073]第一导电结构和/或第二导电结构的最大横向伸展例如可以小于所述的长度值的 150%。
[0074]定向耦合器可以在磁共振断层造影设备或核自旋断层造影设备中使用，尤其是用于确定从线圈经由发送线路向回传输的发送线路。
[0075]磁共振断层造影设备或核自旋断层造影设备中的典型正发送功率对于每个线圈大于10千瓦，使得对定向耦合器提出特别要求，这些要求只能通过使用中间导电结构来满足。然而，也可以有其他应用例如等离子体技术和/或能量技术等。
[0076]在一种扩展方案中，多个定向耦合器布置在基体上，例如间隔地布置，间距小于5厘米。这样，例如定向耦合器对于多于三个的或多于五个的发送通道可以布置在电路板上或在基体上，例如在磁共振断层造影设备中。狭窄的布置是可能的，因为定向耦合器的每个由于导电结构而只耦合输出 小功率，而没有热损耗，该热损耗必须通过大面积的元件排出并且本身也是不利的。在基体上的定向耦合器的数目可以小于50或小于100。
[0077]在另一扩展方案中，存在数目与采集或测量装置的数目对应的定向耦合器，使得定向耦合器可以同时运行，以便例如同时监控多个发送通道。采集或测量装置例如可以自动地被校准。
[0078]在一种扩展方案中，定向耦合器或所有提及的定向耦合器具有如下参数中的至少一个:
[0079]-大于20dB或大于25dB的方向系数，和/或
[0080]-大于50dB或大于60dB的耦合衰减。
[0081]在所述定向耦合器的另一种扩展方案中，通过功率线路或者第一导电轨传输的功率大于11^(千瓦)、101(1、251(1、1001(1或10001(1。可传输的功率可以例如小于10000KW。提到的功率可以是正功率。可替选地，也可以指平均线路，即可传输的功率于是例如在10瓦到5千瓦的范围中。因此，功率或所反射的功率可以低功率地被采集，这又可以归因于导电结构的使用并且与之相联系地提高耦合部位的数目以及例如归因于上面所述的定向耦合器的元件的尺寸。
[0082]定向耦合器的最大尺寸在另一种扩展方案中小于5厘米或者甚至小于2厘米。所述尺寸也适用于上面所述的定向耦合器的传输功率。
[0083]设计频率可以在50MHz到200MHz的范围中，例如在将定向耦合器应用于磁共振断层造影设备或者核自旋断层造影设备中时为例如123.2MHz。将来的范围是300MHz到600MHz。在其他应用中或者即使在其他磁共振断层造影设备或核自旋断层造影设备中，该范围可以从例如IMHz到大于10GHz，大于IOOGHz或更高。
[0084]在另一种扩展方案中，屏蔽在第二导电轨上，而导电结构并不在第一导电轨上。因此，能量可以从第一导电轨I禹合输入到导电结构中。但来自第一导电轨的干扰由于屏蔽并不直接到达第二导电轨。可替选地或附加地，第一耦合部位也可以对外部屏蔽，例如利用由金属构成的围壳来屏蔽。
[0085]定向耦合器在另一种扩展方案中可以具有至少一个端子，线路借助螺栓连接或夹持连接可以固定到所述端子上，例如BNC连接和/或QLA连接或SMA连接来固定。因此，可以简单安装和简单拆卸定向耦合器，例如用于维护目的。
[0086]在另一种扩展方案中，整个定向耦合器对外屏蔽，以便避免或减少干扰耦合。
[0087]换言之，提出了具有大的耦合衰减的定向耦合器，该定向耦合器例如可以应用于磁共振断层造影或等离子体技术中。在磁共振断层造影中，定向耦合器例如可以用于将来的UHF (超高频，300MHz (兆赫)到lGHz(千兆赫))设备中，尤其是用于发送单元。
[0088]例如在磁共振断层造影的情况下，在将来的设备代中在发送路径中会出现超过30kW(千瓦)的功率，其在幅度和相位上必须被非常精确地测量。为此例如使用平面定向耦合器，利用其耦合输出信号功率的小部分并且输送给测量装置。该定向耦合器可以包括线路，该线路在确定的长度(在此极其小，例如小于10%、小于波长)上平行于待测量的信号线路引导。两个线路的间距在此确定耦合衰减。在这里出现高功率时，定向耦合器线路必须距信号线路有比较大的间隔地放置，以便能够实现在例如超过50dB的范围中的耦合衰减。与所要求的例如大于25dB的方向系数组合，这本身利用在此不期望的针对批量制造的手动单独补偿不可能实现，因为由于大的间距，相对小的制造公差和参数波动对定向耦合器的特性有不利影响。
[0089]目前为止，例如使用具有大约30dB的耦合衰减的定向耦合器并且利用衰减环节实现所需的进一步衰减。然而这有如下缺点:必须使用高功率的衰减环节并且形成高损耗热，其必须被排出。在大功率和多通道设备的情况下，这是不切实际的。
[0090]借助例如附加的耦合环节，参见例如图1，信号传输耦合部划分成串联连接的两个线路区域。由此每个耦合部位所需的耦合衰减被减小到一半。对于根据图3的平面定向耦合器得到如下优点:例如可处于不同印刷电路板侧上的耦合线路彼此可相距不远或甚至可以明显交叠，并且因此参数波动没有明显影响。原理上，也可以使用多个回路，以便实现更大的耦合衰减和/或进一步减小参数波动的影响。
[0091]在平面形式的另一种实施形式中，代替回路使用矩形，这具有如下优点，耦合输入或者耦合输出更少的HF干扰信号(高频)。HF干扰信号也可以通过回路中的接地区来抑制。
[0092]-通过根据图1至图3的信号耦合输出，对于实现高定向耦合器而言无需补偿，因为在制造技术上可良好地复制25dB范围中的耦合衰减。因此可以执行校准。
[0093]-可以不需要成本高昂和费时的手动补偿。
[0094]-通过两次过耦合可以实现比利用传统定向耦合器明显更高的总耦合衰减。
[0095]-与传统定向耦合器相比，可以不需要功率衰减环节并且可以不再需要费事的措施来排出热。
[0096]定向耦合器可以平面地或以带波导技术来实施。然而，定向耦合器也可以借助空腔导体来实施。
[0097]上面所述的本发明的特性、特点和优点以及实现这的方式和方法借助以下对实施例的描述而变得更为清楚并且更好理解。只要在本申请中使用表述“可以”，则不仅为技术可能性而且为实际技术实现。只要在本申请中使用术语“大致”，则这指的是，也公开精确值。
【专利附图】
【附图说明】
[0098]以下借助附图阐述了本发明的实施例。在附图中:
[0099]图1示出了带有一个耦合环且无交叠的定向耦合器，
[0100]图2示出了带有两个耦合环且无交叠的定向耦合器，
[0101]图3示出了带有耦合框架且有交叠的定向耦合器，
[0102]图4示出了三种定向耦合器变型方案中的不同交叠级，
[0103]图5不出了带有一个导电轨平面的定向f禹合器，
[0104]图6示出了带有两个导电轨平面的定向耦合器，
[0105]图7示出了带有三个导电轨的定向耦合器，以及
[0106]图8示出了带有三个导电轨的另一定向耦合器。
【具体实施方式】
[0107]图1示出了带有耦合环24a的定向耦合器10a。该定向耦合器IOa包含:
[0108]-功率线路20a,
[0109]-平行于功率线路20a布置的耦合线路22a，其也称作采集线路或测量线路，
[0110]-耦合环24a，其布置在功率线路20a与耦合线路22a之间。
[0111]功率线路20a在图1的例子中是笔直的并且具有彼此平行的边。耦合线路22a具有带有彼此平行的边的笔直的耦合区段。在耦合区段之后，耦合线路22a在两个端部从耦合环24a弯折开，例如具有圆形的区段。可替选地，耦合线路22a同样可以是笔直的，相应于功率线路20a的变化，参见图3。
[0112]在该例子中，具有宽度B3a的耦合线路22a比具有宽度Bla的功率线路20a窄，例如大于宽度Bla的50%。然而耦合线路22a和功率线路20a也可以等宽。耦合线路22a也可以宽于功率线路20a。
[0113]耦合环24a在该例子中具有与耦合线路22a的宽度B3a相同的宽度B2a。但耦合线路22a也可以宽于或窄于耦合环24a。
[0114]功率线路20a、耦合线路22a和耦合环24a例如由导电的材料例如铜构成并且布置在基体上，参见例如图5至图8。基体例如是印刷电路板材料、陶瓷基体或特定的高频基体。
[0115]功率线路20a、耦合线路22a和耦合环24a的高度根据已知的用于条带线路的设计标准来确定。高度尤其对于三个元件20a、22a和24a是相同的。
[0116]耦合环24a环形地构造并且在两个彼此对置的侧面上具有带有彼此平行的边的笔直部分区域28a和带有彼此平行的边的笔直部分区域30a。部分区域28a平行于功率线路20a并且位于功率线路20a附近。部分区域30a平行于耦合线路22a并且位于耦合线路22a附近。
[0117]部分区域28a和部分区域30a在其左端部上通过耦合环24a的一个例如圆弧形的或例如弧状的区段彼此导电连接。部分区域28a和部分区域30a在其右端部上通过耦合环24a的另一例如圆弧形的或例如弧状的区段彼此导电连接。
[0118]定向耦合器IOa包含如下:
[0119]-端口Pla或端子，在此用作输入端，
[0120]-端口P2a，在此用作输出端，
[0121]-端口P3a，在此用于耦合输出向前(fwd.)传输的波，参见箭头50a，
[0122]-端口P4a，在此用于耦合输出所反射的(rfl.)的波，也就是说，向后传输的波或功率，参见箭头52a。
[0123]在合适地与例如连接电阻连接的情况下，端口 3a或端口 4a也可保持不被连接。在使用定向耦合器IOa的情况下，所反射的功率可以在端口 P4a上被截取并且由此被采集或测量。这例如在磁共振断层造影设备中使用，在磁共振断层造影设备中功率线路20a在输入侧与放大器稱合而在输出侧与用于产生磁场的线圈f禹合。
[0124]端口 Pla到P4a也可以称作端子，并且可以相对于未示出的接地线而工作。
[0125]定向耦合器IOa根据对电磁波传输适用的麦克斯韦方程式来设计，使得精确的尺寸与设计波长有关。在图1至8中所示的尺寸并不合乎比例而是用于简单示出。
[0126]定向耦合器IOa尤其包含如下几何形状设计量:
[0127]-在功率线路20a和耦合线路22a的朝向彼此的边之间的间距Da，
[0128]-在部分区域28a和30a的朝向彼此的边之间的间距Dla，
[0129]-在部分区域28a和30a的背离彼此的边之间的间距D1A，
[0130]-在功率线路20a的朝向耦合环24a或部分区域28a的边与部分区域28a的朝向功率线路20a的边之间的间距dla，
[0131]-在部分区域30a的朝向耦合线路22a的边与耦合线路22a的朝向耦合环24a或部分区域30a的边之间的间距d2a，
[0132]-功率线路20a的宽度Bla，
[0133]-耦合环24a的宽度B2a，
[0134]-耦合线路22a的宽度B3a，以及
[0135]-功率线路20a在例如当耦合环24a开始弯曲时结束的耦合区域中的长度Lla。
[0136]也可以确定其他或附加的设计量，例如相对于中线的间距。所述设计量的值例如借助在前言中提及的标准来确定，例如借助高耦合衰减值和高方向系数值。在设计时，也可以使用用于仿真高频电路的仿真程序。
[0137]由此例如长度Lla显著小于设计波长的四分之一并且例如小于设计波长的四分之一的5%或小于其1%。长度Lla也对应于部分区域28a的长度、部分区域30a的长度和耦合线路22a的耦合区段的长度。
[0138]耦合环24a的长度例如小于设计波长的5%或小于其I %，例如在环绕的边上所测得或者在耦合环24a的中线上所测得。间距DlA例如小于长度Lla，尤其小于长度Lla的80%。在一种可替选的实施例中，间距DlA也可以等于长度Lla或可以大于长度Lla。
[0139]宽度Bla例如小于长度Lla的20%或小于其10%。间距dla和d2a例如小于宽度Bla的20%或小于10%。
[0140]间距Da例如由间距dla、DlA和d2a之和得到。
[0141]图1中所示的屏蔽面54可以布置在耦合线路22a和部分区域30a上。附加地或可替选地，在功率线路20a和部分区域28a上可以使用屏蔽56。与屏蔽54布置在耦合线路22a之上相比，屏蔽56可以以更大的间距布置在功率线路20a之上。
[0142]耦合环24a可以如图1中所示与功率线路20a和/或耦合线路22a无交叠地布置。可替选地，使用至少一个交叠或使用两个交叠，对应于例如图6至8所示的交叠。
[0143]两个屏蔽54和56是可选的并且例如可以通过其他导电轨平面中的屏蔽来替代或补充。
[0144]代替耦合环24a也可以使用具有相同轮廓的整面实施的导体面，其由于集肤效应或其他效应而具有与耦合环24a相同的例如耦合的技术作用。附加地，出现屏蔽效应，如其通过屏蔽150所实现的那样，参见图3。
[0145]代替耦合环24a，也可以使用耦合框架，参见图3。
[0146]剖切线60对于图5至8中所示的横截面而言是重要的。
[0147]图2示出了带有两个耦合环24b和26b的定向耦合器10b。定向耦合器IOb除了所添加的第二耦合环26b之外与定向耦合器IOa类似地构建，使得彼此相对应的元件和尺寸用小写字母b而非小写字母a来表示。
[0148]定向耦合器IOb因此包含:
[0149]-功率线路20b，
[0150]-与功率线路20b平行布置的耦合线路22b，其也称作采集线路或测量线路，
[0151]-第一耦合环24b，其布置在功率线路20a与第二耦合环26b之间，以及
[0152]-第二耦合环26b，其布置在第一耦合环24b与耦合线路22b之间。
[0153]功率线路20b在图2的例子中是笔直的并且具有彼此平行的边。耦合线路22b具有带有彼此平行的边的笔直的耦合区段。在耦合区段之后，耦合线路22b在两个端部上从第二耦合环26b弯折开，例如具有圆形的区段。可替选地，耦合线路22b同样可以是笔直的，相应于功率线路20b的变化，参见图3。
[0154]在该例子中，具有宽度B3b的耦合线路22b窄于具有宽度Blb的功率线路20b，例如相对于宽度Blb窄了大于50%。但耦合线路22b和功率线路20b也可以等宽。耦合线路22b也可以宽于功率线路20b。
[0155]耦合环24b在该例子中具有与耦合线路22b的宽度B3b相等的宽度B2b。但耦合线路22b也可以宽于或窄于耦合环24b。
[0156]第二耦合环26b在该例子中具有与耦合线路22b的宽度B3b相等的宽度B4b。但耦合线路22b也可以宽于或者窄于第二耦合环26b。耦合环24b和26b在该例子中具有相同的形状和相同的宽度B2b和B4b。但耦合环24b和26b的形状和/或宽度B2b和B4b也可以彼此不同。
[0157]功率线路20b、耦合线路22b和耦合环24b和26b例如可以由导电材料例如铜构成并且布置在基体上，参见例如图5至8。基体例如是印刷电路板材料、陶瓷基体或特定的高频基体。
[0158]功率线路20b、耦合线路22b和耦合环24b和26b的高度根据已知的用于条带线路的设计标准来确定。高度尤其对于所有四个元件20b、22b、24b和26b可以相同。
[0159]耦合环24b环状地构造并且在两个彼此对置的侧面上具有带有彼此平行的边的笔直部分区域28b和带有彼此平行的边的笔直部分区域30b。部分区域28b平行于功率线路20b并且位于功率线路20b附近。部分区域30b平行于耦合环26b并且位于耦合环26b附近。
[0160]部分区域28b和部分区域30b在其左端部处通过耦合环24b的一个例如圆弧形的或例如弧状的区段彼此导电连接。部分区域28b和部分区域30b在其右端部上通过耦合环24b的另一例如圆弧形的或例如弧状的区段彼此导电连接。
[0161]耦合环26b同样环形地构造并且在两个彼此对置的侧上具有带有彼此平行的边的笔直部分区域32b和带有彼此平行的边的笔直的部分区域34b。部分区域32b平行于部分区域30b并且位于部分区域30b附近。部分区域34b平行于耦合线路22b并且位于耦合线路22b附近。
[0162]部分区域32b和部分区域34b在其左端部处通过耦合环26b的一个例如圆弧形的或例如弧状的区段彼此导电连接。部分区域32b和部分区域34b在其右端部处通过耦合环26b的另一例如圆弧形的或者例如弧状的区段彼此导电连接。
[0163]定向耦合器IOb包含如下:
[0164]-端口Plb或端子，在此用作输入端，
[0165]-端口P2b,在此用作输出端，
[0166]-端口P3b，在此用于耦合输出向前(fwd.)传输的波，参见箭头50b，以及
[0167]-端口P4b，在此用于耦合输出所反射(rfl.)的波，也就是说，向后传输的波或功率，参见箭头52b。
[0168]在与例如连接电阻合适连接的情况下，端口 3b或端口 4b也可以保持不被连接。在使用定向耦合器IOb的情况下，所反射的功率可以在端口 P4b上被截取并且由此被采集或测量。这例如在磁共振断层造影设备中被使用，在磁共振断层造影设备中功率线路20b在输入侧与放大器稱合而在输出侧与用于产生磁场的线圈f禹合。
[0169]端口 Plb至P4b也可以称作端子，并且可以相对于未示出的接地线而工作。
[0170]定向耦合器IOb根据对电磁波传输适用的麦克斯韦方程式来设计，使得精确的尺寸与设计波长有关。图2中所示的尺寸并不合乎比例而是用于简单示出。
[0171]定向耦合器IOb尤其包含如下几何形状的设计量:
[0172]-在功率线路20b和耦合线路22b的朝向彼此的边之间的间距Db，
[0173]-在部分区域28b和30b的朝向彼此的边之间的间距Dlb，
[0174]-在部分区域28b和30b的背离彼此的边之间的间距D1B，
[0175]-在部分区域32b和34b的朝向彼此的边之间的间距D2b，
[0176]-在部分区域32b和34b的背离彼此的边之间的间距D2B，
[0177]-在功率线路20b的朝向耦合环24b或部分区域28b的边与部分区域28b的朝向功率线路20b的边之间的间距dlb，
[0178]-在部分区域30b和32b的朝向彼此的边之间的间距d2b，
[0179]-在部分区域34b的朝向耦合线路22b的边与耦合线路22b的朝向耦合环26b或部分区域34b的边之间的间距d3b，[0180]-功率线路20b的宽度Blb，
[0181]-耦合环24b的宽度B2b，
[0182]-耦合线路22b的宽度B3b，
[0183]-耦合环26b的宽度B4b，以及
[0184]-功率线路20b在例如当耦合环24b开始弯曲时结束的耦合区域中的长度Lib。
[0185]也可以确定其他或附加的设计量，例如相对于中线的间距。所述的设计量的值例如借助在引言中所述的标准来确定，例如借助高耦合衰减值和高方向系数值。在设计时，也可以使用用于仿真高频电路的仿真程序。
[0186]由此，在该例子中长度Llb显著小于设计波长的四分之一并且例如小于设计波长的四分之一的5%或小于其1%。长度Llb也对应于部分区域28b的长度、部分区域30b的长度、部分区域32b的长度、部分区域34b的长度和耦合线路22b的耦合区段的长度。
[0187]耦合环24b或耦合环26b的长度例如小于设计波长的5%或小于其I %，例如在环绕的边上所测得或者在耦合环24b或26b的中线上所测得。间距DlB或D2B例如小于长度Llb，尤其小于长度Lla的80%。
[0188]宽度Blb例如小于长度Llb的20%或小于其10%。间距dlb、d2b和d3b例如小于宽度Blb的20%或小于10%。
[0189]间距Db例如也可以由间距dlb、DIB、d2b、D2B和d3b之和得到。
[0190]在定向I禹合器IOb的情况下,也可以使用对应于屏蔽面54和56的屏蔽面,参见图1，其中例如对应于屏蔽面54的屏蔽面也可以在耦合线路22b和耦合环26b的与耦合线路22b相邻的部分上延伸。
[0191]在其他实施例中，使用多于两个的导体回路。代替耦合环24b、26b也可以使用耦合框架，参见例如图3中所示的耦合框架。
[0192]耦合环24b、26b可以如在图2中所示的那样彼此没有交叠并且与功率线路20b和/或耦合线路22b无交叠地布置。可替选地,使用至少一个交叠或使用两个或三个交叠,对应于例如图6至8中所示的交叠。在有三个交叠的情况下，例如在不同于功率线路20b的另一导电轨平面中存在耦合线路22b。
[0193]与屏蔽或屏蔽面54和56对应的屏蔽是可选的并且例如可以通过其他导电轨平面中的屏蔽代替或补充。
[0194]代替耦合环24b和/或耦合环26b，尤其也可以分别使用带有与耦合环24b和/或耦合环26b相同的轮廓的整面实施的导体面，其由于集肤效应或其他效应具有在耦合方面与耦合环24b或26b相同的技术作用。附加地，发生由屏蔽150实现的屏蔽效果，参见图3。
[0195]图3示出了带有耦合框架24c的定向耦合器10c，耦合框架布置在不同于功率线路20c和耦合线路22c的导电轨平面中，例如在其上或者在其下。
[0196]定向耦合器IOc包含:
[0197]_功率线路20c,
[0198]-与功率线路20c平行布置的耦合线路22c，其也称作采集线路或测量线路，
[0199]-耦合框架24c，其布置在功率线路20c与耦合线路22c之间，但与其交叠，
[0200]-以及对称结构164，其距功率线路20c有间距地布置。[0201]功率线路20c在图3的例子中是笔直的并且具有彼此平行的边。耦合线路20c在图3的例子中同样是笔直的并且具有彼此平行的边。可替选地，耦合线路22c在两个端部上可以从耦合框架24c弯折开，参见区段160和162。
[0202]在该例子中，具有宽度B3c的耦合线路22c与具有宽度Blc的功率线路20c —样宽。但耦合线路22c也可以窄于功率线路20c，例如相对于宽度Blc窄了大于50 %。耦合线路22c也可以宽于功率线路20c。
[0203]耦合框架24c在该例子中具有小于耦合线路22a的宽度B3c或功率线路20c的宽度Blc的宽度B2c，例如小至少20%。但耦合框架24c也可以宽于或等于耦合线路22a或者功率线路20c。
[0204]功率线路20c、耦合线路22c和耦合框架24c例如由能导电的材料例如铜构成，并且布置在基体上，参见例如图5至图8。基体例如是印刷电路板材料、陶瓷基体或特定的高
频基体。
[0205]功率线路20c、耦合线路22c和耦合框架24c的高度根据已知的用于条带线路的标准来确定。该高度尤其对于所有三个元件20c、22c和24c而言可以相同的。可替选地，元件20c、22c在相同导电轨平面中的仅第一高度是相同的。元件在另一导电轨平面中的第二高度可以不同于第一高度。
[0206]耦合框架24c框架状地构造并且在两个彼此对置的侧面具有带有彼此平行的边的笔直部分区域28c和带有彼此平行的边的笔直部分区域30c。部分区域28c平行于功率线路20c并且位于功率线路20c附近。部分区域30c平行于耦合线路22c并且位于耦合线路22c附近。耦合框架24c在其他彼此对置的侧面上具有带有彼此平行的边的第三笔直部分区域和带有彼此平行的边的第四笔直部分区域。
[0207]部分区域28c和部分区域30c在其左端部处通过第三笔直部分区域彼此导电连接。部分区域28c和部分区域30c在其右端部处通过第四部分区域彼此导电连接。部分区域28c、30c以及第三部分区域和第四部分区域形成带有四个例如直角的框架。
[0208]定向耦合器IOc包含如下:
[0209]-端口Plc或端子，在此用作输入端，
[0210]-端口P2c，在此用作输出端，
[0211]-端口P3c，在此用于耦合输出向前(fwd.)传输的波，以及
[0212]-端口P4c，在此用于耦合输出所反射的(rfl.)波，也就是说，向后传输的波或功率。
[0213]在与例如连接电阻合适连接的情况下，端口 3c或端口 4c也可以保持不被连接。在使用定向耦合器IOc的情况下，所反射的功率可以在端口 P4c上被截取并且由此被采集或被测量。这例如在磁共振断层造影设备中被使用，在磁共振断层造影设备中功率线路20c在输入侧与放大器稱合而在输出侧与用于产生磁场的线圈f禹合。
[0214]端口 Plc至P4c也可以称作端子并且可以相对于未示出的接地线而工作。
[0215]定向耦合器IOc根据对电磁波的传输适用的麦克斯韦方程式来设计，使得精确的尺寸与设计波长有关。图3所示的尺寸并不合乎比例而是用于简单示出。
[0216]定向耦合器IOc尤其包含如下几何形状设计量:
[0217]-功率线路20c的宽度Blc，[0218]-耦合框架24c的宽度B2c，
[0219]-耦合线路22c的宽度B3c，以及
[0220]-功率线路20c在如下耦合区域中的长度Llc，该耦合区域在耦合框架24c开始或结束的地方例如开始和结束。
[0221]也可以确定其他或附加的设计量，例如相对于中线的间距，在图1和图2中未示出的量。所述设计量的值例如借助前言中所述的标准来确定，例如借助高耦合衰减值和高方向系数值。在设计时，也可以使用用于仿真高频电路的仿真程序。
[0222]这样，长度Llc在该例子中显著地小于设计波长的四分之一并且例如为小于设计波长的四分之一的5%或小于1%。长度Llc大致也对应于部分区域28c的长度、部分区域30c的长度和耦合线路22c的耦合区段的长度。
[0223]耦合框架24c的长度例如小于设计波长的5%或其I %，例如在环绕的外边处或在耦合框架24c的中线处所测得。与间距D1A(参见图1)对应的间距例如小于长度Llc，尤其小于长度Llc的80%。在其他实施例中，该间距等于或者大于长度Lie。
[0224]宽度Blc例如小于长度Llc的20%或其10%。在部分区域28c和30c处或在耦合部位处的交叠以下参照图4来阐述。
[0225]与图1中所示的屏蔽面54对应的屏蔽可以布置在耦合线路22c和部分区域30c之上,例如在另一导电轨层中。附加地或可替选地,在功率线路20c和部分区域28c之上可以使用与屏蔽56对应的屏蔽。与对应于屏蔽54的屏蔽布置在耦合线路22c之上相比，与屏蔽56对应的屏蔽可以以更大的间距布置在功率线路20c之上。
[0226]耦合框架24c如在图3中所示的那样可以与功率线路20c和/或耦合线路22c有交叠地布置。可替选地，使用仅仅一个交叠或不使用交叠，对应于例如图1。当使用仅仅一个交叠时，未交叠的功率线路20c或未交叠的耦合线路22c也可以布置在与耦合框架24c相同的导电轨平面中或布置在另一导电轨平面中。当不使用交叠时，耦合框架24c可以布置在与功率线路20c和耦合线路22c相同的导电轨平面中或布置在另一导电轨平面中。
[0227]在定向耦合器IOc中也可以包含两个或多于两个的耦合框架24c。耦合框架可以彼此有交叠地或彼此没有交叠地和/或与功率线路20c和/或与耦合线路22c有交叠地或没有交叠地布置。耦合框架也可以布置在相同的导电轨平面中或布置在彼此不同的导电轨平面中。
[0228]代替耦合框架24c也可以在参照图3所阐述的所有定向耦合器中使用具有其他形状的导电结构或耦合结构，例如耦合环，参见图1和图2。
[0229]在耦合框架24c内部和/或在耦合框架24c外部可以布置大面积的屏蔽，参见内部的矩形平面的屏蔽150和/或外部屏蔽152，在其中留空出矩形。两个屏蔽150和152是可选的并且例如可以通过其他导电轨平面中的屏蔽替代或补充。
[0230]代替耦合框架24c，也可以使用整面实施的导体面，其由于集肤效应或者其他效应具有在耦合方面与耦合框架24c相同的技术作用。附加地出现屏蔽效应，如其通过屏蔽150所实现的那样。整面实施的导体面例如具有与耦合框架24c相同的轮廓。
[0231]剖切线166对于图5至图8中所示的横截面而言是重要的。
[0232]图4示出了三种定向耦合器变型方案10dl、10d2、10d3中的不同交叠级，其在使用交叠的情况下会出现在定向耦合器10a、10b、10c或以下参照图5至图8所阐述的定向耦合器 10e、10f、10g 和 IOg 中。
[0233]在定向耦合器IOdl中，存在耦合结构22dl，例如耦合环或者耦合框架的部分区域的半面与对应于功率线路20a、20b、20c、20e、20f、20g或20h之一的功率线路20d的交叠。功率线路20d的宽度BI大于耦合结构22dl或部分区域的宽度B2。
[0234]功率线路20d具有中线200。耦合结构22dl的部分区域具有中线210，其恰好在功率线路20d的边上，由此得到了中线200和210的间距Al，其对应于宽度BI的一半。
[0235]在定向耦合器10d2中，存在耦合结构22d2，例如耦合环或耦合框架的部分区域的整面与对应于功率线路20a、20b、20c、20e、20f、20g或20h之一的功率线路20d的交叠。功率线路20d的宽度BI大于耦合结构22d2或部分区域的宽度B2。
[0236]功率线路20d具有中线200。耦合结构20d2的部分区域具有中线212。在中线212与中线200之间存在间距A2，该间距对应于宽度BI的一半与宽度B2的一半之差。
[0237]在定向耦合器10d3中存在耦合结构22d3，例如耦合环或耦合框架的小于四分之一的面与对应于功率线路20a、20b、20c、20e、20f、20g或20h之一的功率线路20d的交叠。功率线路20d的宽度BI大于耦合结构22d3的宽度B2。
[0238]功率线路20d具有中线200。耦合结构22d3的部分区域具有中线214。在中线214与中线200之间存在间距A3，其对应于宽度BI的一半与宽度B2的一半之和的大约80%或大约90%。
[0239]图4中所示的交叠或在其之间的交叠区域对于许多定向耦合器特别有利。所示的区域的边界也可以不同，尤其是针对在前言中所述的相对于间距A2或间距A3从负30%到正30%的范围。对于整面耦合结构也存在类似关系，在这些耦合结构中例如代替宽度B2可以参照如下宽度，例如能量传输的90%在该宽度中进行，如上面结合集肤效应所提及的那样。
[0240]在图4中，出于更为清楚和三个所示的变型方案的可比较性，极大缩小地示出耦合结构22dl、22d2和22d3的部分区域的长度。对于这些长度适用上面针对长度Lla、Llb和Llc所作出的陈述。
[0241]尤其是，如果利用交叠来工作，则耦合结构22dl、22d2和22d3的部分区域对应于上述的部分区域 28a、28b、28c、30a、30b、30c 或 32b 和 34b。
[0242]对于部分区域32b和34b适用，功率线路20d通过耦合线路22b或通过部分区域30b替代。在功率线路20d和耦合结构22dl、22d2、22d3的宽度相同的情况下，同样得到有利的变型方案，其中，功率线路与耦合结构22dl半交叠、与耦合结构22d2完全交叠或者与耦合结构22d3交叠又小于大约四分之一。
[0243]图5示出了带有导电轨平面252e的定向耦合器10e，该导电轨平面对应于基体250e的基体表面。导电轨平面也可以布置在基体250e中。基体表面252e具有法线方向N。图5中的视图例如对应于沿图1中所示的剖切线60的横截面，其中，未示出屏蔽结构。因此，尤其定向耦合器IOa可以配备有基体250e。
[0244]在导电轨平面252e中按照从左到右的如下顺序布置如下元件:
[0245]-功率线路20e，参见例如功率线路20a，
[0246]-耦合结构24e，例如耦合环或耦合框架，参见例如耦合环24a，以及
[0247]-耦合线路22e，参见例如耦合线路22a。[0248]在功率线路20e与耦合结构24e之间存在横向间距，即在基体250e的基体表面处的切线方向上，也就是说以相对于法线方向N的直角。在耦合结构24e与耦合线路22e之间存在更大间距。
[0249]图6示出了具有两个导电轨平面252f和254f的定向耦合器，该导电轨平面对应于基体250f的基体表面。一个导电轨平面或两个导电轨平面也可以布置在基体250f中。基体表面252f具有法线方向N。图5中的视图例如对应于沿图3中所示的剖切线166的横截面，其中，未示出屏蔽结构。因此，尤其定向耦合器IOc可以配备有基体250f。
[0250]在导电轨平面252f中，在左侧布置功率线路20f，参见例如功率线路20a到20d。在右侧在导电轨平面252f中布置耦合线路22fl，参见例如耦合线路22c。耦合结构24Π布置在导电轨平面254f中，使得其沿着法线方向N的投影与功率线路20f和耦合线路22Π间隔。耦合结构24Π例如对应于耦合结构24c。
[0251]在功率线路20f与耦合结构24fl之间存在横向间距。在耦合结构24与耦合线路22Π之间存在更大的横向间距。
[0252]在一个变型方案中，代替耦合结构24fl使用耦合结构24f2，其与功率线路20f有交叠U地布置并且也与耦合线路22Π有相应交叠地布置。关于交叠U的大小参考对图4的阐述。交叠U也可以仅出现在耦合结构24f2的一个侧面上。
[0253]在另一变型方案中，耦合结构22fl并不布置在导电轨平面252f中而是同样布置在导电轨平面254f中，参见耦合线路22f2。耦合线路22f2位于关于相同的参照系保持在两个导电轨平面252f和254f中的部位处不变。由此，在耦合结构24f I与耦合线路22f2之间存在横向间距。耦合结构24f I在该变型方案中可与功率线路20f交叠，参见交叠U，或不交叠。
[0254]图7示出了带有三个彼此相邻的导电轨平面252g、254g和256g的定向耦合器IOgo导电轨平面252g和256g例如是基体250g的基体表面。基体表面252g的法线方向N在图7中绘出。可替选地，三个导电轨平面252g、254g和256g或者所述导电轨平面中的至少两个可以构造在多层基体内。
[0255]从上到下存在如下结构:
[0256]-在导电轨平面252g中在左侧存在功率线路20g，
[0257]-在导电轨平面254g中在中部存在耦合结构24gl或者24g2，例如耦合环或耦合框架，以及
[0258]-在导电轨平面256g中在右侧存在耦合线路22g。
[0259]耦合结构24gl在法线方向N上看并不与功率线路20g或耦合线路22g交叠。因此，存在横向间距和在法线方向上的间距。而耦合结构24g2与功率线路20g和耦合线路22g交叠。间距在此沿法线方向N给定。耦合结构与仅仅功率线路20g或仅仅耦合线路22g单侧交叠也是可能的。关于交叠的大小参照图4的实施。
[0260]图8示出了带有三个相邻的导电轨平面252h、254h和256h的另一定向耦合器IOh0导电轨平面252h和256h例如是基体250h的基体表面。基体表面252h的法线方向N在图8中绘出。可替选地，三个导电轨平面252h、254h和256h或者所述导电轨平面中的至少两个可以构造在多层基体内。
[0261]从上到下存在如下结构:[0262]-在导电轨平面252h中在左侧存在功率线路20h，
[0263]-在导电轨平面254h中在右侧存在耦合线路22h，以及
[0264]-在导电轨平面256h中在图8所示的定向耦合器IOh的一部分的中部存在耦合结构24hl或者24h2,例如稱合环或稱合框架。
[0265]耦合结构24hl在法线方向N上看并不与功率线路20h或耦合线路22h交叠。因此存在横向间距和沿法线方向的间距。而耦合结构24h2与功率线路20h和耦合线路22h交叠。该间距在此例如沿法线方向N给定。耦合结构与仅仅功率线路20h或者仅仅耦合线路22h单侧交叠也是可能的。关于交叠的大小参照图4的实施。
[0266]代替耦合结构24e、24fl、24f2、24gl、24g2和24hl和24h2，例如可以使用两个或更多个耦合结构，参见图2，其中在耦合结构交叠时耦合结构也可以布置在多个导电轨平面中，这已予以阐述。
[0267]图5至图8中所示的基体也可以使用在定向耦合器10a、10b、10c、10dl、10d2和10d3中。图5至图8中所示的定向耦合器在其他导电轨平面中对外屏蔽，尤其是向上或向下屏蔽或也可以所有侧都屏蔽。
[0268]这些实施例并不合乎比例并且无限制性。在本领域技术知识范围内的修改是可能的。尽管本发明详细通过优选的实施例被予以详细示出和描述，但本发明并不受公开的例子限制并且其他变型方案可由于技术人员导出，而不脱离本发明的保护范围。在前言中所述的改进方案和扩展方案可以不同组合。在附图描述中所述的实施例同样可以彼此组合。此外，在前言中所述的改进方案和扩展方案可以与在附图描述中所述的实施例组合。
【权利要求】
1.一种定向I禹合器(IOa至IOh),包含: 第一导电轨(20a至20h), 第二导电轨(22a至22h)，以及 导电结构(24a至24h)，该导电结构包含第一部分区域(28a至28c)和第二部分区域(30a至30c),与所述第一导电轨(20a至20h)靠近所述第二导电轨(22a至22h)布置相比，所述第一部分区域更靠近所述第一导电轨(20a至20h)地布置；与所述第一导电轨(20a至20h)靠近所述第二导电轨(22a至22h)布置相比，所述第二部分区域更靠近所述第二导电轨(22a至22h)地布置。
2.根据权利要求1所述的定向耦合器(IOa至IOe)，其中，第一导电轨(20a至20h)、第二导电轨(22a至22h)和导电结构(24a至24h)布置在一个唯一的导电轨层(252至254)中。
3.根据权利要求1所述的定向耦合器(10f)，其中，第一导电轨(20f)、第二导电轨(22fl)和导电结构(24fl，24f2)布置在两个导电轨层(252f，254f)中。
4.根据权利要求3所述的定向耦合器(IOf)，其中，所述导电结构(24fl，24f2)布置在与所述第一导电轨(20f)和所述第二导电轨(22fl)不同的导电轨层(254f)中。
5.根据权利要求3所述的定向耦合器(IOf)，其中，所述第一导电轨(20f)布置在与所述第二导电轨(22f2)和所述导电结构(24fl)不同的导电轨层(252f)中。
6.根据权利要求3所述的定向f禹合器(10g,IOh),其中，第一导电轨(20g,20h)、第二导电轨(22g，22h)和导电结构(24gl，24g2，24hl，24h2)布置在三个导电轨层(252g，254g，256g，252h，254h，256h·)中。
7.根据权利要求3至6中任一项所述的定向耦合器(IOf)，其中，所述导电结构(24f2，24g2，24h2)在第一部分区域(28a至28c)中与所述第一导电轨(20f，20g，20h)交叠和/或在引用权利要求4和6的情况下在第二部分区域(30a至30c)中与所述第二导电轨(22fl，22g，22h)交叠。
8.根据权利要求7所述的定向耦合器(10至IOh)，其中，第一导电轨(20d)至少在定向耦合器的区域中是笔直的并且具有第一宽度(BI)， 并且其中，导电结构(22dl至22d3)在第一部分区域(28a至28c)中是笔直的并且具有第二宽度(B2)， 其中优选所述第一部分区域(28a至28c)基本上与所述第一导电轨(20d)平行地布置， 并且其中对于在第一部分区域(28a至28c)的中线(210至214)与第一导电轨(20d)的中线(200)之间的第一间距(Al至A3)适用:所述第一间距(Al至A3)至少为所述第一宽度(BI)的一半与所述第二宽度(B2)的一半之差并且最大为所述第一宽度(BI)的一半与所述第二宽度(B2)的一半之和的80%或最大为其90%， 和/或其中第二导电轨至少在定向耦合器的区域中是笔直的并且具有第三宽度， 并且其中导电结构在第二部分区域中是笔直的并且具有第四宽度， 其中优选所述第二部分区域与所述第二导电轨基本上平行地布置， 并且其中对于在第二部分区域的中线与第二导电轨的中线之间的第二间距适用:所述第二间距至少为所述第三宽度的一半与所述第四宽度的一半之差并且最大为所述第三宽度的一半与所述第四宽度的一半之和的80 %或最大为其90 %。
9.根据上述权利要求中任一项所述的定向耦合器(IOa至10h)，其中，所述导电结构(24a至24h)具有环绕的边或具有如下长度的中线，该长度小于电磁波的波长的20%或10%,针对该电磁波的传输来设计所述第一导电轨(20a至20h)。
10.根据权利要求9所述的定向耦合器(IOa至IOh)，其中，所述定向耦合器以输入端与输出具有设计波长的电磁波的单元耦合。
11.根据上述权利要求中任一项所述的定向耦合器(10b)，其中，所述导电结构(24b)是第一导电结构(24b), 其中所述定向稱合器(IOb)包含第二导电结构(26b), 并且其中所述第二导电结构(26b)包含第一部分区域(32b)，该第一部分区域与第二导电结构(26b)的第二部分区域(34b)相比更为靠近第一导电结构(24b)地布置， 并且其中所述第二部分区域(34b)与第一导电结构(24b)相比更为靠近第二导电轨(22b)地布置。
12.根据权利要求11所述的定向I禹合器(IOb),其中,所述第二导电结构(26b)在第一部分区域(32b)中与所述第一导电结构(24b)交叠和/或在第二部分区域(34b)中与所述第二导电轨(22b)交叠。
13.根据上述权利要求中任一项所述的定向耦合器(IOa至IOh)，其中，所述导电结构(24a至24h)或在引用权利要求11或权利要求12的情况下所述第一导电结构(24a至24h)和/或所述第二导电结构(26b)构造为耦合环或者耦合框架，所述耦合环或者耦合框架包围不导电的区域。
14.根据上述权利要求中任一项所述的定向耦合器(10至IOh)，其中，所述第一导电轨(20a至20h)的长度(Lla至Llc)小于设计波长的四分之一的5%或其I %。
15.根据上述权利要求中任一项所述的定向耦合器(10至10h)，其中，所述定向耦合器(10至IOh)在磁共振断层造影设备或核自旋断层造影设备中应用，尤其是用于确定由线圈经过发送线路向回传输的发送功率。
【文档编号】H01P5/18GK103855453SQ201310757062
【公开日】2014年6月11日 申请日期:2013年11月29日 优先权日:2012年11月29日
【发明者】A·法克尔迈耶, K·休伯, S·波特 申请人:西门子公司