公开了一种耦合器，该耦合器包括在介电基片的相对侧上布置的第一和第二相互耦合的螺线。该基片可由一个或多个层形成，且线圈具有适于给定应用的圈数。形成螺线的导体在基片上彼此相对，每条螺线在基片的每一侧上包括一个或多个部分。该耦合器的每个导体可包括中间部，该中间部具有大于端部的宽度的宽度。延伸部可从每个相应的中间部中延伸出，两个延伸部以互不重叠的关系进行延伸。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
技术介绍
当一对导线被隔开但间距足够小以致于在一条导线中进行流动的能量在另一条导线中得到感应时，一对导线被耦合在一起。在导线之间进行流动的能量的量与该导体所处的电介质以及该导线之间的间距相关。虽然环绕导线的电磁场在理论上是无限的，但是常常基于耦合的相对量而将导线称作接近或紧密耦合、松散耦合或者去耦。耦合器是成形用以利用耦合线的电磁装置，且可以具有四个端口，其中一个端口与两条耦合线的每一端部相关联。主线具有直接或间接连接到输入端口的输入。另一端被连接到直接端口。另一条或辅助的线在耦合端口和隔离端口之间进行延伸。耦合器可反向，其中隔离端口成为输入端口，而输入端口成为隔离端口。相似地，耦合端口和直接端口具有相反的标识。定向耦合器是可以在所有端口同时阻抗匹配的四端口网络。功率可以从一个或另一个输入端口流到相应的一对输出端口，如果将输出端口适当地端接(terminated)，则该输入对的端口被隔离。假定混合器(hybrid)通常在两个输出之间平分其输出功率，而定向耦合器作为更一般的术语，可具有不相等的输出。通常，耦合器具有到该耦合输出的非常弱的耦合，这减少了从输入到主输出的插入损耗。对定向耦合器特性的一个量度是其方向性，其是所需的耦合输出与隔离的端口输出之比。相邻的平行传输线既电耦合又磁耦合。该耦合固有地与频率成正比，并且如果磁耦合和电耦合相等，则方向性会很强。更长的耦合区域使线之间的耦合增强，直到逐渐增长的耦合的矢量和不再增加，并且该耦合会随着电长度以正弦方式增加而减少。在许多应用中，需要在宽带范围内具有恒定的耦合。对称的耦合器在耦合的输出端口之间存在固有的90度相位差，而不对称的耦合器具有趋于0度或180度的相位差。除非使用铁氧体或其它高磁导率材料，否则一般通过级联耦合器在更高频率获得更大的倍频程带宽。在均匀长度的耦合器中，当长度超过四分之一波长时耦合衰减(rolls off)，并且对于+/-0.3dB的耦合波纹(ripple)，只有倍频程带宽是实用的。如果将三个相等长度的耦合器连成一个长耦合器，两个外部部分相等地耦合并且比中心耦合更弱，则得到宽带设计。在低频添加所有三个耦合。在更高的频率结合三个部分，以便在中心频率给出减弱的耦合，其中每个耦合器是四分之一波长。可以将这种设计延伸到多个部分，以便得到非常大的带宽。级联耦合器的方法具有两个特征。一个是耦合器变得很长并且有损耗，这是因为其结合的长度在最低频带边沿是大于四分之一波长的。此外，中心部分的耦合变得非常紧密，特别对3dB多倍频程耦合器来说。X1带宽的级联耦合器在其范围的高端大约是四分之X波长。可选地，建议使用集总的但是通常具有更高损耗的元件。具有在耦合区域端部突然端接的连续增加耦合的不对称耦合器与对称耦合器表现不同。代替在输出端口之间的恒定90度相位差，还可以实现接近0或180度的相位差。如果仅仅耦合的幅度是重要的，则耦合器可以比给定带宽的对称耦合器更短，可能是该长度的三分之二或四分之三。除了集总元件形式，还使用阶梯阻抗耦合器和变压器之间的类推模拟来设计这些耦合器。从而，将耦合器制成阶梯部分，每个部分具有中心设计频率的四分之一波长的长度，并且该耦合器可以是几个部分长的。将该耦合器部分结合成平滑变化的耦合器。该设计理论上提高了高频率截止，但是没有减小耦合器的长度。
技术实现思路
公开了一种耦合器，所述耦合器包括在介电基片相对侧上布置的第一和第二相互耦合的螺线。该基片可以由一个或多个层形成并且线圈可具有适于给定应用的圈数。形成螺线的导体在基片上彼此相对，每条螺线在该基片的每一侧上包括一个或多个部分。还公开了一种耦合器，包括在基片的相对侧上形成的第一和第二导体，其形成耦合部分。耦合部分可包括中间部分，该中间部分具有大于端部宽度的宽度。第一和第二导体中的每一个可进一步包括从相应的中间部分横向延伸出的延伸部。两个延伸部以互不重叠的关系进行延伸。附图说明图1是基于螺线的耦合器的简图。图2是在基片上形成的耦合器的平面图。图3是结合图2所示耦合器的耦合器的平面图。图4是沿图3中线4-4进行截取的剖视图。图5是沿图4中线5-5截取得到的耦合器的第一导电层的平面图。图6是沿图4中线6-6截取得到的耦合器的第二导电层的平面图。图7是对应于图3所示耦合器模拟成耦合器频率的函数的选定操作参数的曲线图。具体实施例方式可基于传播的奇模和偶模对两条耦合线进行分析。对一对相同的线来说，偶模具有相等的应用于线输入的电压，而奇模具有相等的异相电压。可以将这种模型延伸到不相等的线，以及多条耦合线。对于50-ohm系统中的高度方向性而言，例如，奇模和偶模的特征阻抗的乘积如Zoe*Zoo等于Zo2或2500ohms。Zo，Zoe和Zoo分别是耦合器、偶模和奇模的特征阻抗。此外，两种模式的传播速度越相等，耦合器的方向性越好。耦合线上下的电介质可以减小偶模阻抗，而对奇模具有极小的影响。空气作为介电常数为1的电介质，与其它具有更高介电常数的电介质相比，可以减少偶模阻抗减小的量。然而，用于制造耦合器的细导体可能需要受到支撑。由于两个原因，螺线可能还会增加偶模阻抗。一个原因是可以在多个导体部分之间分享对地电容。此外，相邻导体之间的磁耦合提高了它们的有效电感。螺线线还小于直线，且更容易支撑而不会严重影响偶模阻抗。然而，在螺线上下方使用空气作为电介质同时将该螺线支撑在介电常数大于1的材料上可能会产生速度差异，这是由于奇模主要通过耦合线之间的电介质进行传播，因此与在空气中的传播相比会减慢，而偶模主要通过空气进行传播。传播奇模作为平衡传输线。为了使偶模和奇模速度相等，需要以等于由奇模的电介质加载而引入的速度降低的量来减慢偶模。这可以通过形成偶模的稍微集总的延迟线来实现。在螺线部分的中心加上对地电容产生L-C-L低通滤波器。这可以通过在螺线的中间或中部加宽导体而实现。螺线两半之间的耦合将该低通结构改成近似全通的“T”部分。当螺线的电长度足够大，如大于设计中心频率的八分之一时，可以不将该螺线视为用作集总元件。结果是，它可以是近似全通的。可以使近似全通的偶模的延迟和平衡电介质加载的奇模的延迟在十进制带宽上大致相等。由于降低了设计中心频率，所以有可能在螺线中使用更多圈，以便使其更加集总和全通，并且在最高的频率下具有更好的行为。物理上按比例缩小还可以允许在高频条件下使用更多圈，但是可能难于实现迹线(traces)，通路(vias)以及介电层的设计。图1示出了基于这些理念的耦合器10，该耦合器具有形成第一螺线14的第一导体12和形成第二螺线18的第二导体16。虽然可以实现许多螺线结构，但是在所示的实施例中，将相互感应耦合的螺线14和18布置在第一和第二层面20和22上，在两个层面之间具有介电层24。螺线14可包括层面20上的第一或端部14a，层面22上的第二或中间部14b，以及层面20上的第三或端部14c。相似地，螺线18可包括层面22上的第一或端部18a，层面20上的第二或中间部18b，以及层面22上的第三或端部18c。相应地，导体12可具有端部12a和12b，可以将螺线14视为中间导体部分12c；导体16可具有端部16a和16b，并且可以将螺线18视为中间导体部分16c。还可以将端部12a和12b以及16a和16b本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种耦合器，包括： 具有第一和第二表面的介电基片；和 至少一个第一耦合器部分，所述第一耦合器部分包括： 第一螺线，所述第一螺线包括在所述第一表面上的第一螺线部分和在所述第二表面上的第二螺线部分；和 第二螺线，所述第二螺线包括在所述第一表面上的第三螺线部分和在所述第二表面上的第四螺线部分； 所述第一和第二螺线是相互电感耦合的。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...
【专利技术属性】
技术研发人员：AF波德尔，
申请(专利权)人：韦拉托内有限公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]
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