本實(shí)用新型涉及一種通信設(shè)備，特別涉及一種無線發(fā)射設(shè)備的定向耦合器。

背景技術(shù)：

在通信系統(tǒng)中，定向耦合器是一種非常重要的器件，常被用于功率放大器的輸出端來做功率檢測(cè)和駐波檢測(cè)。如圖1所示，現(xiàn)有的一種定向耦合器30a，是采用雙邊耦合微帶線分別實(shí)現(xiàn)前向功率耦合和反向功率耦合。該定向耦合器30a大致包括：主傳輸微帶線1a，其具有輸入端11a和輸出端12a；前向耦合微帶線2a，其具有輸出端21a和負(fù)載端22a；反向耦合微帶線3a，其具有輸出端31a和負(fù)載端32a；以及兩個(gè)匹配負(fù)載4a、5a，分別與負(fù)載端22a、32a相連，每個(gè)匹配負(fù)載4a、5a由四個(gè)元器件構(gòu)成。在實(shí)際的電路板上實(shí)現(xiàn)時(shí)，主傳輸微帶線1a、前向耦合微帶線2a及反向耦合微帶線3a是布設(shè)在電路板的同一表面，匹配負(fù)載4a、5a的構(gòu)成器件裝設(shè)在電路板的另一表面。這種的定向耦合器結(jié)構(gòu)，由于每一條耦合微帶線2a、3a的長度較長，原則上是所需工作頻率的四分之一波長，占用面積較大；并且，耦合微帶線2a、3a的負(fù)載端22a、32a接有匹配負(fù)載4a、5a，以致于整個(gè)定向耦合器30a的構(gòu)成器件數(shù)量較大；導(dǎo)致定向耦合器30a的物理尺寸比較大，不易于產(chǎn)品的小型化設(shè)計(jì)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問題在于克服上述現(xiàn)有技術(shù)所存在的不足，而提出一種無線電發(fā)射機(jī)及其小型化的定向耦合器，既可以減小電路板占用面積，還能夠改善隔離度和方向性指標(biāo)，從而易于產(chǎn)品的小型化。

本實(shí)用新型針對(duì)上述技術(shù)問題提出一種小型化的定向耦合器，包括電路板和布設(shè)在該電路板上的主傳輸微帶線以及分別位于該主傳輸微帶線兩側(cè)的前向耦合微帶線與反向耦合微帶線，該電路板為至少具有三個(gè)金屬層的電路板；該主傳輸微帶線、前向耦合微帶線和反向耦合微帶線布設(shè)在該電路板的一表面金屬層上；該前向耦合微帶線具有與該主傳輸微帶線的輸出端相對(duì)應(yīng)的中間連接端，該反向耦合微帶線具有與該主傳輸微帶線的輸入端相對(duì)應(yīng)的中間連接端；該定向耦合器還包括輔助傳輸微帶線，用于將該前向耦合微帶線的中間連接端與該反向耦合微帶線的中間連接端連接起來，其中，該輔助傳輸微帶線與該主傳輸微帶線之間至少間隔有一個(gè)用于接地的金屬層。

在一些實(shí)施例中，該前向耦合微帶線的中間連接端通過過孔與該輔助微帶傳輸線的一端相連；該反向耦合微帶線的中間連接端通過過孔與該輔助微帶傳輸線的另一端相連。

在一些實(shí)施例中，該輔助傳輸微帶線布設(shè)在與該主傳輸微帶線所在金屬層相對(duì)的另一表面金屬層上。

在一些實(shí)施例中，該輔助傳輸微帶線呈Z形，具有平行于該主傳輸微帶線的主體和位于該主體兩端的兩個(gè)垂直于該主體的連接段。

在一些實(shí)施例中，該輔助傳輸微帶線的周圍的金屬層部份是接地的。

在一些實(shí)施例中，該輔助傳輸微帶線的寬度與設(shè)定的阻抗相關(guān)。

在一些實(shí)施例中，該輔助傳輸微帶線的寬度大于該前向耦合微帶線/該反向耦合微帶線的寬度，并小于該主傳輸微帶線的寬度。

在一些實(shí)施例中，該定向耦合器適用的頻率不超過1GHz。

在一些實(shí)施例中，該定向耦合器適用的頻率范圍為136-174MHz。

本實(shí)用新型針對(duì)上述技術(shù)問題還提出一種無線電發(fā)射機(jī)，包括功率放大器和與該功率放大器的輸出端相連的定向耦合器，該定向耦合器為如上所述的小型化的定向耦合器。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型的小型化的定向耦合器通過巧妙地在設(shè)置輔助傳輸微帶線來將該前向耦合微帶線的中間連接端與該反向耦合微帶線的中間連接端連接起來，并且使該輔助傳輸微帶線與該主傳輸微帶線之間至少間隔有一個(gè)用于接地的金屬層，以作為輔助傳輸微帶線與傳輸微帶線的參考地，可以縮短該前向耦合微帶線/該反向耦合微帶線的長度，并省去兩個(gè)匹配負(fù)載，既可以減小電路板占用面積，還能夠改善隔離度和方向性指標(biāo)，從而易于產(chǎn)品的小型化。

附圖說明

圖1是一電原理示意圖，說明現(xiàn)有的定向耦合器的電路結(jié)構(gòu)。

圖2是一電原理示意圖，說明本實(shí)用新型的定向耦合器的電路結(jié)構(gòu)。

圖3是一電路板的剖面結(jié)構(gòu)示意圖，說明本實(shí)用新型的定向耦合器在電路板上的實(shí)現(xiàn)。

圖4是一電原理框圖，說明本實(shí)用新型的無線電發(fā)射機(jī)的電路結(jié)構(gòu)。

其中，附圖標(biāo)記說明如下：現(xiàn)有技術(shù) 30a定向耦合器 1a主傳輸微帶線 2a前向耦合微帶線 3a反向耦合微帶線 4a、5a匹配負(fù)載 11a輸入端 12a輸出端 21a、31a輸出端 22a、32a負(fù)載端；本實(shí)用新型 10功率放大器 30定向耦合器 1主傳輸微帶線 2前向耦合微帶線 3反向耦合微帶線 6輔助傳輸微帶線 11輸入端 12輸出端 21耦合端 31隔離端 22、32中間連接端 61主體 62、63連接段 9電路板 91第一介質(zhì)層 92第二介質(zhì)層 93中間金屬層 94、95過孔。

具體實(shí)施方式

以下結(jié)合本說明書的附圖，對(duì)本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例予以進(jìn)一步地詳盡闡述。

參閱圖2至圖4，圖2是一電原理示意圖，說明本實(shí)用新型的定向耦合器的電路結(jié)構(gòu)。圖3是一電路板的剖面結(jié)構(gòu)示意圖，說明本實(shí)用新型的定向耦合器在電路板上的實(shí)現(xiàn)。圖4是一電原理框圖，說明本實(shí)用新型的無線電發(fā)射機(jī)的電路結(jié)構(gòu)。本實(shí)用新型提出一種無線電發(fā)射機(jī)，其包括功率放大器10和與該功率放大器10的輸出端相連的定向耦合器30，該定向耦合器30用于檢測(cè)功率放大器10的輸出功率和負(fù)載匹配情況。其中，檢測(cè)到的輸出功率可以用來進(jìn)行功率控制；檢測(cè)到的負(fù)載匹配情況可以用來做駐波保護(hù)，當(dāng)由于外界條件變化引起功率放大器10的負(fù)載不匹配時(shí)，可以適當(dāng)降低功率放大器10的輸出功率，以保護(hù)功率放大器10不被損壞。

本實(shí)用新型的小型化的定向耦合器30，大致包括：電路板9，該電路板9為至少具有三個(gè)金屬層的電路板；布設(shè)在該電路板9的一表面金屬層上的主傳輸微帶線1以及分別位于該主傳輸微帶線1兩側(cè)的前向耦合微帶線2與反向耦合微帶線3；以及布設(shè)在該電路板9的另一表面金屬層上的輔助傳輸微帶線6，用于將該前向耦合微帶線2與該反向耦合微帶線3連接起來，其中，該輔助傳輸微帶線6與該主傳輸微帶線1之間至少間隔有一個(gè)用于接地的金屬層93。

在本實(shí)施例中，該電路板9具有三個(gè)金屬層。其中，頂面的金屬層布設(shè)有主傳輸微帶線1，底面的金屬層布設(shè)有輔助傳輸微帶線6，金屬層93是夾設(shè)在第一介質(zhì)層91與第二介質(zhì)層92之間的。在其他實(shí)施例中，該電路板9可以是4層、6層、8層等。該輔助傳輸微帶線6不必布設(shè)在電路板9的表面金屬層上，可以布設(shè)在中間金屬層上。

該前向耦合微帶線2的一端為隔離端(與前述前向耦合微帶線2a的輸出端21a對(duì)應(yīng))21、另一端為與該主傳輸微帶線1的輸出端12相對(duì)應(yīng)的中間連接端(與前述前向耦合微帶線2a的負(fù)載端22a對(duì)應(yīng))22。該中間連接端22通過過孔95與該輔助微帶傳輸線6的一端相連；該反向耦合微帶線3的一端為耦合端(與前述反向耦合微帶線3a的輸出端31a對(duì)應(yīng))31、另一端為與該主傳輸微帶線1的輸入端11相對(duì)應(yīng)的中間連接端(與前述反向耦合微帶線3a的負(fù)載端32a對(duì)應(yīng))32。該中間連接端32通過過孔94與該輔助微帶傳輸線6的另一端相連。該輔助傳輸微帶6線呈Z形，具有平行于該主傳輸微帶線1的主體61和位于該主體61兩端的兩個(gè)垂直于該主體61的連接段62、63。較佳地，該輔助傳輸微帶線6的周圍的金屬層部份是接地的。值得一提的是，本實(shí)用新型的這種輔助傳輸微帶線6的設(shè)置方式，相當(dāng)于同時(shí)增加了前向耦合微帶線2與該反向耦合微帶線3的長度，有利于縮小定向耦合器30的電路板占用面積。

該主傳輸微帶線1是一條50歐姆的阻抗線，其線寬根據(jù)功率容量來定。該前向耦合微帶線2及該反向耦合微帶線3的寬度及其與該主傳輸微帶線1距離根據(jù)耦合度來確定。該輔助傳輸微帶線6的寬度與設(shè)定的阻抗相關(guān)。該輔助傳輸微帶線6與該主傳輸微帶線1在空間的布置不存在約束條件。在本實(shí)施例中，該輔助傳輸微帶線6的設(shè)計(jì)阻抗為50歐姆。該輔助傳輸微帶線6的寬度大于該前向耦合微帶線2/該反向耦合微帶線3的寬度，并小于該主傳輸微帶線1的寬度。較佳地，該定向耦合器30適用的頻率范圍為136-174MHz。在其他應(yīng)用中，該定向耦合器30適用的頻率不超過1GHz。

本實(shí)用新型小型化的定向耦合器30與現(xiàn)有的定向耦合器30a的技術(shù)指標(biāo)比對(duì)見下表。

可見，本實(shí)用新型在隔離度和方向性指標(biāo)上均有明顯改善，而隔離度和方向性指標(biāo)是衡量定向耦合器性能好壞的關(guān)鍵指標(biāo)。

本實(shí)用新型小型化的定向耦合器30通過巧妙地在設(shè)置輔助傳輸微帶線6來將該前向耦合微帶線2的中間連接端22與該反向耦合微帶線3的中間連接端32連接起來，并且使該輔助傳輸微帶線6與該主傳輸微帶線1之間至少間隔有一個(gè)用于接地的金屬層93，以作為輔助傳輸微帶線6與主傳輸微帶線1的參考地，可以縮短該前向耦合微帶線2及該反向耦合微帶線3的長度，并省去兩個(gè)匹配負(fù)載，既可以減小電路板占用面積(本實(shí)用新型的定向耦合器30占用的電路板面積僅為現(xiàn)有技術(shù)的定向耦合器30a占用的電路板面積的55％)，還能夠改善隔離度和方向性指標(biāo)，從而易于產(chǎn)品的小型化。

上述內(nèi)容僅為本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例，并非用于限制本實(shí)用新型的實(shí)施方案，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員根據(jù)本實(shí)用新型的主要構(gòu)思和精神，可以十分方便地進(jìn)行相應(yīng)的變通或修改，故本實(shí)用新型的保護(hù)范圍應(yīng)以權(quán)利要求書所要求的保護(hù)范圍為準(zhǔn)。