低频段双定向耦合器电路结构的制作方法

1.本实用新型涉及通信装置领域，尤其涉及射频器件领域，具体是指一种低频段双定向耦合器电路结构。


背景技术：

2.随着通讯技术的迅猛发展，通信装置的性能、功能等方面的要求也越来越高。耦合器作为监测器件，用来测量器发射端的发射功率及监视其频谱、频率等数据，还可以测量驻波比，具有很重要的功能。
3.定向耦合器是射频电路结构中广泛应用的一种射频器件，它的本质是将射频信号按照一定比例进行功率分配，将主传输线中传输的射频信号耦合出一部分用于功率检测。定向耦合器的主要优点在于信号的单向传输，输入端与输出端完全实现了电器隔离，输出信号对输入端无影响，抗干扰能力强，工作稳定，使用寿命长，传输效率高。
4.在通信领域中，也有一些工作频率比较低的波段大致分为vlf、lf、mf、hf等。这些波段会应用到广播、海上导航、移动通信等方面，而这些应用都会用上低频段耦合器甚至需要用到低频矢量网络分析仪，然而低频段双定向耦合器正是低频矢量网络分析仪的重要组成部件。
5.低频段双定向耦合器为四端口网络：第一端口为反射端口；第二端口为输入端口；第三端口为隔离端(相对于第一端口为耦合端口)；第四端口为耦合端口(相对于第二端口为隔离端口)；第一端口与第二端口之间的传输线为主传输线；第一端口与第三端口、第二端口与第四端口之间的传输线为副传输线(即耦合线)。
6.低频段双定向耦合器的技术指标主要有驻波比、耦合度、工作带宽、插入损耗、隔离度和方向性等。现有的低频段双定向耦合器频带范围小，驻波比和方向性的指标差，体积小等。


技术实现要素：

7.本实用新型的目的是克服了上述现有技术的缺点，提供了一种满足结构简单、频带范围宽、适用范围较为广泛的低频段双定向耦合器电路结构。
8.为了实现上述目的，本实用新型的低频段双定向耦合器电路结构如下：
9.该低频段双定向耦合器电路结构，其主要特点是，所述的电路结构包括主传输线、副传输线、耦合部分网络、增频网络、隔离电阻器、∏型衰减网络，所述的主传输线与副传输线构成耦合微带线，所述的耦合部分网络的一端与副传输线的一端相连，另一端与∏型衰减网络相连，所述的∏型衰减网络的另一端为耦合端口或隔离端口，所述的隔离电阻器的一端与耦合微带线相连，另一端接地，所述的增频网络有四端，两端分别接主传输线，另两端均接地。
10.较佳地，所述的电路结构还包括第一电容器，所述的第一电容器连接在主传输线的端口处。
11.较佳地，所述的耦合部分网络包括第一电阻器、第二电阻器、第九电阻器、第十电阻器、第二电容器和第三电容器，所述的第一电阻器的一端接副传输线，另一端接第二电容器，所述的第二电容器的另一端接第二电阻器，所述的第二电阻器的另一端接地，所述的第九电阻器的一端接副传输线，另一端接第三电容器，所述的第三电容器的另一端接第十电阻器，所述的第十电阻器的另一端接地。
12.较佳地，所述的增频网络包括四个端口，其中两个端口分别连接在主传输线上，另外两个端口连接隔离电阻器。
13.较佳地，所述的∏型衰减网络包含第三电阻器、第四电阻器、第五电阻器、第十一电阻器、第十二电阻器和第十三电阻器，所述的第三电阻器的一端连接第四电阻器，另一端连接第五电阻器，第五电阻器和第六电阻器的另一端均接地，第三电阻器、第四电阻器和第五电阻器构成一个∏型衰减网络；第十一电阻器的一端连接第十二电阻器，另一端连接第十三电阻器，第十二电阻器和第十三电阻器的另一端均接地，第十一电阻器、第十二电阻器和第十三电阻器构成一个∏型衰减网络。
14.采用了本实用新型的低频段双定向耦合器电路结构，可实现在低频宽频带使用该低频段双定向耦合器电路结构，本电路结构还可在9khz～200mhz的范围内实现频段，具有广泛的应用范围。
附图说明
15.图1为本实用新型的低频段双定向耦合器电路结构的电路结构示意图。
16.图2为本实用新型的低频段双定向耦合器电路结构的插入损耗示意图。
17.图3为本实用新型的低频段双定向耦合器电路结构的耦合度1示意图。
18.图4为本实用新型的低频段双定向耦合器电路结构的方向性d1示意图。
19.图5为本实用新型的低频段双定向耦合器电路结构的驻波比swr1示意图。
20.图6为本实用新型的低频段双定向耦合器电路结构的耦合度2示意图。
21.图7为本实用新型的低频段双定向耦合器电路结构的方向性d2示意图。
22.图8为本实用新型的低频段双定向耦合器电路结构的驻波比swr2示意图。
23.图9为本实用新型的低频段双定向耦合器电路结构的pcb结构示意图。
具体实施方式
24.为了能够更清楚地描述本实用新型的技术内容，下面结合具体实施例来进行进一步的描述。
25.请参阅图1至图9所示，本实用新型的该低频段双定向耦合器电路结构，其中包括主传输线、副传输线、耦合部分网络、增频网络、隔离电阻器、∏型衰减网络，所述的主传输线与副传输线构成耦合微带线，所述的耦合部分网络的一端与副传输线的一端相连，另一端与∏型衰减网络相连，所述的∏型衰减网络的另一端为耦合端口或隔离端口，所述的隔离电阻器的一端与耦合微带线相连，另一端接地，所述的增频网络有四端，两端分别接主传输线，另两端均接地。
26.作为本实用新型的优选实施方式，所述的电路结构还包括第一电容器c1，所述的第一电容器c1连接在主传输线的端口处。
27.作为本实用新型的优选实施方式，所述的耦合部分网络包括第一电阻器r1、第二电阻器r2、第九电阻器r9、第十电阻器r10、第二电容器c2和第三电容器c3，所述的第一电阻器r1的一端接副传输线，另一端接第二电容器c2，所述的第二电容器c2的另一端接第二电阻器r2，所述的第二电阻器r2的另一端接地，所述的第九电阻器r9的一端接副传输线，另一端接第三电容器c3，所述的第三电容器c3的另一端接第十电阻器r10，所述的第十电阻器r10的另一端接地。
28.作为本实用新型的优选实施方式，所述的增频网络t1包括四个端口，其中两个端口分别连接在主传输线上，另外两个端口连接隔离电阻器。
29.作为本实用新型的优选实施方式，所述的∏型衰减网络包含第三电阻器r3、第四电阻器r4、第五电阻器r5、第十一电阻器r11、第十二电阻器r12和第十三电阻器r13，所述的第三电阻器r3的一端连接第四电阻器r4，另一端连接第五电阻器r5，第五电阻器r5和第六电阻器r6的另一端均接地，第三电阻器r3、第四电阻器r4和第五电阻器r5构成一个∏型衰减网络；第十一电阻器r11的一端连接第十二电阻器r12，另一端连接第十三电阻器r13，第十二电阻器r12和第十三电阻器r13的另一端均接地，第十一电阻器r11、第十二电阻器r12和第十三电阻器r13构成一个∏型衰减网络。
30.本实用新型的具体实施方式中，目的在于克服现有技术的缺点与不足，提供一种低频段双定向耦合器。
31.本实用新型目的低频段双定向耦合器包括主传输线、副传输线、耦合部分网络、增频网络、隔离电阻器、∏型衰减网络，主传输线与副传输线构成耦合微带线。其中耦合部分网络的一端与副传输线的一端相连，另一端与∏型衰减网络相连；∏型衰减网络另一端为耦合端口或隔离端口；隔离电阻器的一端与耦合微带线相连，另一端接地。增频网络有四端，两端分别接主传输线，另两端均接地。
32.所述的主传输线端口处加上一个第一电容器c1，用于实现大容值电容通低频和隔直流保护端口的功能。
33.所述的两个耦合部分网络包含第一电阻器r1、第二电阻器r2、第九电阻器r9、第十电阻器r10、第二电容器c2、第三电容器c3。其中第一电阻器r1的一端接副传输线另一端接第二电容器c2，第二电容器c2另一端接第二电阻器r2，第二电阻器r2的另一端接地；第九电阻器r9的一端接副传输线另一端接第三电容器c3，第三电容器c3另一端接第十电阻器r10，第十电阻器r10的另一端接地。
34.所述的增频网络t1包含直径1.2mm、长46mm的射频同轴线、锰锌铁氧体磁环20个。频率均衡网络有四个端口，其中同轴线两端分别连接在主传输线上，另两个端口连接隔离电阻器。
35.所述的两个电阻隔离器包含电阻器r6、r7、r8、r14、r15、r16。其中r6、r7、r8三个电阻器并联组成一个电阻隔离器，一端连接增频网络，另一端接地；r14、r15、r16三个电阻器并联组成一个电阻隔离器，一端连接增频网络，另一端接地。
36.所述的两个∏型衰减网络包含第三电阻器r3、第四电阻器r4、第五电阻器r5、第十一电阻器r11、第十二电阻器r12和第十三电阻器r13，所述的第三电阻器r3的一端连接第四电阻器r4，另一端连接第五电阻器r5，第五电阻器r5和第六电阻器r6的另一端均接地，第三电阻器r3、第四电阻器r4和第五电阻器r5构成一个∏型衰减网络；第十一电阻器r11的一端
连接第十二电阻器r12，另一端连接第十三电阻器r13，第十二电阻器r12和第十三电阻器r13的另一端均接地，第十一电阻器r11、第十二电阻器r12和第十三电阻器r13构成一个∏型衰减网络。
37.请参阅图1所示，电容器：c1、c2、c3取值22uf；电阻器：r1、r9取值255ω，r2、r10取值49.9ω，r3、r11取值18ω，r4、r5、r12、r13取值300ω，r6、r7、r14、r15取值27ω，r8、r16取值30ω。在9khz～200mhz工作频段范围内，低频段双定向耦合器插入损耗为3db，平坦度≤0.9db，如图2所示；耦合度1为16db，平坦度≤1.4db，如图3所示；方向性d1≥25db，如图4所示；驻波比swr1≤1.02，如图5所示；耦合度2为16db，平坦度≤0.5db，如图6所示；方向性d2≥21db，如图7所示；驻波比swr2≤1.06，如图8所示；低频段双定向耦合器的pcb结构仅为：58mm
×
16.8mm
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6mm，如图9所示。
38.综上可知，在9khz～200mhz的宽频带中，所有测试中指标都满足应用范围。尺寸中，长度仅有58mm，宽度16.8mm，制作工艺简单、成本低的宽频带低频段双定向耦合器。
39.如图1所示：信号从port2输入向port1传输的方向为正向传输，从port1输入向port2传输的方向为反向传输。对于低频段双定向耦合器而言，port2为输入端口，port1为反射端口，port4为耦合端口，port3为隔离端口，在t1得磁环附近贴上微波吸收材料，可提高方向性的数值。
40.本实施例的具体实现方案可以参见上述实施例中的相关说明，此处不再赘述。
41.可以理解的是，上述各实施例中相同或相似部分可以相互参考，在一些实施例中未详细说明的内容可以参见其他实施例中相同或相似的内容。
42.需要说明的是，在本实用新型的描述中，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。此外，在本实用新型的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是指至少两个。
43.在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
44.采用了本实用新型的低频段双定向耦合器电路结构，可实现在低频宽频带使用该低频段双定向耦合器电路结构，本电路结构还可在9khz～200mhz的范围内实现频段，具有广泛的应用范围。
45.在此说明书中，本实用新型已参照其特定的实施例作了描述。但是，很显然仍可以作出各种修改和变换而不背离本实用新型的精神和范围。因此，说明书和附图应被认为是说明性的而非限制性的。