一种定向耦合器的制作方法

本发明属于微波技术领域，具体涉及一种耦合器的结构。

背景技术：

定向耦合器是一种常见的无源射频微波部件，由一个主通道和一个耦合通道构成，主通道是传输信号的通路，耦合通道按设计给定的方向从主通道中取出一定比例的信号，供系统使用，如取样检测、控制保护、反馈传输等。它的关键特征是只能在单一方向实现耦合，当主通道信号从一个端口向另一个端口传输时，在耦合端口存在一定比例的耦合输出，如果这时将主通道信号反向传输，则在理想情况下，耦合端口无信号输出，实际工程中，任然会存在不高于某一可容忍强度的信号。

定向耦合器在移动通信设备、广播电视设备等各种军、民用高频及微波电子系统中，有着广泛的应用。现有的定向耦合器可分为：波导型，包括孔耦合、缝耦合、十字槽耦合等；同轴型，包括平行线型、分支线型、电感电容耦合型等；带线型，包括微带型、平行线型、分支线型、渐变线型等；集中参数型和混合型，主通道为一种传输线，耦合通道为另一种传输线。

现有的定向耦合器都存在各自的优点，也存在各自的应用局限性。例如，仅适应特定的传输线形式，特定的频率、功率范围，特定的结构外形，受到加工成本、加工精度要求的可实现性、可靠性、使用环境等要求的多方面因素制约。特别是用同轴型、带线型、微带型等设计平行线3db定向耦合器，需要从主通道耦合出一半能量，主通道导体和耦合通道导体的间距往往很小，需要保持四分之一波长的二片金属导体近距离高精度平行，在实际工程中难以控制，导致耦合能量难以控制，并且调试难度增加，成品率降低，导致费用增加。

技术实现要素：

本发明为了解决现有技术存在的问题，提出了一种定向耦合器，为了实现上述目的，本发明采用了以下技术方案。

定向耦合器采用双面覆盖铜箔的高频介质板，包括保留铜箔面和去除铜箔面，保留铜箔面保留部分区域的铜箔，去除铜箔面去除部分区域的铜箔；保留铜箔面的保留铜箔区域包括两条边和中间连线，其它区域无铜箔，两条边的四个顶端作为耦合器的接口；去除铜箔面的去除铜箔区域包括线条及其两端连接的多边形，其它区域保留铜箔。

信号沿铜箔在介质板传输，通过四个接口传递能量。

两条边互相平行，中间连线和两条边垂直，中间连线分别连接两条边的中点。

多边形为扇形，扇形的圆心连接线条。

保留铜箔面的中间连线和去除铜箔面的线条重合。

本发明的有益效果：

为定向耦合器提供了一种全新的简单化设计，减少本身的体积和重量，以及整机级电子设备的体积和重量；降低对加工精度的要求，具有优良的容差性，提高批产的成品率，有效降低设备成本；减少自然资源，如金属材料的消耗，在增加产品附加值的前提下，增加社会效益；适合于设计各种耦合度的定向耦合器，特别是3db或接近3db的大耦合量定向耦合器。

附图说明

图1是保留铜箔面的布局图，图2是去除铜箔面的布局图，图3是介质板的透视图，图4是耦合器的结构图。

附图标记：01-介质板、11-保留铜箔区域、12-无铜箔区域、13-无铜箔区域、14-无铜箔区域、21-有铜箔区域、22-去除铜箔区域、31-过渡架、32-接头。

具体实施方式

以下结合附图，以直线条、平行、垂直、重合的导线布局特点，对本发明的技术方案做具体的说明。

保留铜箔面的布局如图1所示，介质板01双面覆盖铜箔，去除无铜箔区域12、13、14覆盖的铜箔，保留铜箔区域11覆盖的铜箔被保留，呈现为h型，两条边互相平行，中间连线和两条边垂直，位于两条边的中点。

去除铜箔面的布局如图2所示，保留有铜箔区域21覆盖的铜箔，去除铜箔区域22覆盖的铜箔被去除，呈现线条及其两端分别连接一个扇形的圆心。

介质板的双面透视如图3所示，保留铜箔区域11的中间连线和去除铜箔区域22的线条重合。

耦合器的结构如图4所示，保留铜箔区域11的两条边的四个顶端作为接口，分别通过四个过渡架31安装四个接头32。

根据设计对象的使用频率、额定功率、使用环境、机械强度、尺寸和重量等各方面的要求，确定所选介质板的介电常数、厚度和材料类型。

一般而言：功率较大时，选择较厚、介电常数较低的介质板；频率较低时，选用介电常数较高的介质板，以减小尺寸；如果各种要求出现矛盾，折中选择相对合理的板材。

根据电性能指标要求，如频率范围、耦合度、隔离度、驻波系数、插入损耗等，使用计算机仿真软件，优化改进，在满足指标要求的前提下，获得保留铜箔面11和去除铜箔面22的尺寸数据。

根据计算机辅助设计的尺寸数据，绘制加工所需的工程化图纸送加工，通过四个过渡架31分别安装四个接头32，并测试和调试电性能指标。

上述作为本发明的实施例，并不限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均包含在本发明的保护范围之内。

技术特征：

1.一种定向耦合器，采用双面覆盖铜箔的高频介质板，其特征在于，包括：保留铜箔面和去除铜箔面，保留铜箔面保留部分区域的铜箔，去除铜箔面去除部分区域的铜箔；保留铜箔面的保留铜箔区域包括两条边和中间连线，其它区域无铜箔，两条边的四个顶端作为耦合器的接口；去除铜箔面的去除铜箔区域包括线条及其两端连接的多边形，其它区域保留铜箔。

2.根据权利要求1所述的定向耦合器，其特征在于，所述保留铜箔面，包括：两条边互相平行。

3.根据权利要求2所述的定向耦合器，其特征在于，所述保留铜箔面，包括：中间连线和两条边垂直。

4.根据权利要求1所述的定向耦合器，其特征在于，所述保留铜箔面，包括：中间连线分别连接两条边的中点。

5.根据权利要求1所述的定向耦合器，其特征在于，所述去除铜箔面，包括：多边形为扇形，扇形的圆心连接线条。

6.根据权利要求1所述的定向耦合器，其特征在于，所述保留铜箔面和所述去除铜箔面，包括：保留铜箔面的中间连线和去除铜箔面的线条重合。

技术总结
本发明公开了一种定向耦合器，采用双面覆盖铜箔的高频介质板，一面保留铜箔面为H型，一面去除铜箔面为线条两端连接扇形，减少体积和重量，降低对加工精度的要求，具有优良的容差性，提高批产的成品率，有效降低设备成本，减少自然资源，在增加产品附加值的前提下，增加社会效益，适合于设计各种耦合度的定向耦合器，特别是3dB或接近3dB的大耦合量定向耦合器。

技术研发人员：谭征
受保护的技术使用者：南京能智电子科技有限公司
技术研发日：2020.11.16
技术公布日：2021.05.25