CN201215824Y - 定向耦合器和信号检测系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种定向耦合器和信号检测系统，属于通信领域。所述定向耦合器包括主线路和副线路，所述主线路包括射频信号输入端和射频信号输出端，所述副线路包括耦合端和隔离端，其中，所述隔离端包括：用于调节所述定向耦合器方向性的可调电阻。所述信号检测系统包括定向耦合器，所述定向耦合器用于检测信号的功率，所述定向耦合器包括主线路和副线路，所述主线路包括射频信号输入端和射频信号输出端，所述副线路包括耦合端和隔离端，其中，所述隔离端包括用于调节所述定向耦合器方向性的可调电阻。本实用新型的定向耦合器的隔离端设置有可调电阻，能够方便、快捷地将定向耦合器的方向性调节到最佳状态，实现定向耦合器的高方向性。

Description

定向耦合器和信号检测系统

技术领域

本实用新型涉及通信领域，特别涉及一种定向耦合器和信号检测系统。

背景技术

定向耦合器是一种具有方向性的功率分配器，它能从主传输系统的正向波中按一定比例分出部分功率，并基本上不从反向波中分出功率。一般在进行功率检测时需要用到此定向耦合器，从主线路上耦合一部分的能量来进行信号功率大小的检测，由此推算出主信号的功率大小。

传统定向耦合器的结构特点是：隔离端的匹配负载使用固定有厚膜电阻，且厚膜电阻表面覆盖有金属介质。这种定向耦合器的隔离端的吸收负载为大功率厚膜电阻，提高了耦合器承受反射功率的能力，并且，厚膜电阻表面覆盖的金属介质可以消除厚膜电阻产生的电抗，使其隔离负载的匹配性能达到同轴负载的同等水平。

在实现本实用新型的过程中，发明人发现传统定向耦合器至少存在以下问题：

该定向耦合器隔离端的负载为一个固定值，不可调节。该定向耦合器装配好后，如果发现方向性不好，没有一个可调参数来调节方向性指标，导致使定向耦合器的方向性不能达到最佳状态。

实用新型内容

为了使定向耦合器的方向性达到最佳状态，本实用新型实施例提供了一种定向耦合器和信号检测系统。所述技术方案如下：

一种定向耦合器，所述定向耦合器包括主线路和副线路，所述主线路包括射频信号输入端和射频信号输出端，所述副线路包括耦合端和隔离端，其中，所述隔离端包括：用于调节所述定向耦合器方向性的可调电阻。

一种信号检测系统，所述系统包括定向耦合器，所述定向耦合器用于检测信号的功率，所述定向耦合器包括主线路和副线路，所述主线路包括射频信号输入端和射频信号输出端，所述副线路包括耦合端和隔离端，其中，所述隔离端包括用于调节所述定向耦合器方向性的可调电阻。

本实用新型实施例提供的技术方案的有益效果是：

该定向耦合器的隔离端设置有可调电阻，能够方便、快捷地将定向耦合器的方向性调节到最佳状态，实现定向耦合器的高方向性，且能保证此定向耦合器在大批量生产时每一台设备的方向性都达到了最佳状态；进而增强了定向耦合器的实用性。

附图说明

图1是本实用新型实施例1提供的定向耦合器结构示意图；

图2是本实用新型实施例1提供的定向耦合器的结构示意图；

图3是本实用新型实施例1提供的一种定向耦合器的具体结构示意图；

图4是本实用新型实施例1提供的另一种定向耦合器的具体结构示意图；

图5是本实用新型实施例1提供的隔离端包括多个电抗元件的定向耦合器的具体结构示意图；

图6是本实用新型实施例1提供的隔离端串联可调电阻的定向耦合器的具体结构示意图。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本实用新型实施方式作进一步地详细描述。

本实用新型实施例通过在定向耦合器的隔离端设置用于调节方向性的可调电阻，使定向耦合器的方向性调节到预设状态，即系统要求的方向性，进而实现了定向耦合器的高方向性。

实施例1

参见图1，为一种定向耦合器的结构示意图，该定向耦合器包括主线路和副线路，其中，主线路包括射频信号输入端和射频信号输出端，副线路包括耦合端和隔离端，当功率从射频信号输入端输入时，一部分信号直接从射频信号输出端输出；还有一部分信号耦合到副线路中，利用各分波的场矢量叠加，使射频信号耦合端形成耦合端口，而射频信号隔离端场矢量反向抵消形成隔离端口。例如：从端口(Port)1输入信号，一部分功率从端口2输出来，另一部分功率从端口3输出来(端口2为直通口、端口3称为耦合端口)，理想情况下，端口4没有信号输出(称为隔离端口)，实际情况下，因为隔离度不是无穷大的，端口4会有部分信号泄漏。

定向耦合器的方向性是辨别发射系统中入射波和反射波的能力的一个度量标准或品质因数，定向耦合器的方向性取决于耦合电路中的电场分量和磁场分量，当这两个源产生的分量被平衡时方向性是最佳的，电、磁场分量的值取决于耦合板上的耦合电容、电感的大小。

以图1提供的定向耦合器为例，下面简单介绍一下定向耦合器的相关参数：

(1)耦合度C：输入端Port 1的功率与耦合端Port 3的功率比值，取对数。(各端口接匹配负载)

$C=10\lg \frac{P1}{P3}$

(2)隔离度D：输入端Port1的功率P1与隔离端Port 4的功率P4的比值，取对数。(各端口接匹配负载)

$D=10\lg \frac{P1}{P4}$

(3)方向性B：耦合端Port3从主线上耦合的功率P3与隔离端Port 4从主线上耦合的功率P4的比值，取对数。(各端口接匹配负载)

$B=10\lg \frac{P3}{P4}$

因此，定向耦合器的方向性B＝|隔离度D-耦合度C|。

理想情况下，各端口接匹配负载，即主线路的特性阻抗(例如：50欧姆或70欧姆)时，隔离端耦合射频信号输入端的信号为0，此时定向耦合器的隔离度为无穷大。为了达到或接近理想情况，参见图2，本实施例提供了一种定向耦合器，该定向耦合器包括主线路和副线路，其中，主线路包括射频信号输入端和射频信号输出端，副线路包括耦合端和隔离端，并且，该定向耦合器的隔离端设置有：用于调节定向耦合器的方向性的可调电阻。

所述可调电阻在所述隔离端为串联到地或并联到地的结构。

该可调电阻用于使定向耦合器的方向性达到预设状态。

其中，可调电阻可以是一个滑动变阻器，例如采用阻抗为200ohm(双耳)的可调电阻；也可以是一个固定阻值的电阻器和滑动变阻器的组合。

进一步地，为了消除可调电阻产生的寄生电抗参数(电感性的或电容性的)，该隔离端还包括：

用于消除可调电阻产生的寄生电抗参数的电抗元件；

其中，可调电阻和电抗元件为并联或串联结构，本实施例以可调电阻与电抗元件并联结构为例进行说明。

其中，电抗元件可以是电容，也可以是电感。

参见图3，以电容作为电抗元件，本实施例中隔离端采用一个电容与一个可调电阻并联的方式作为匹配负载，其中可调电阻在隔离端为并联到地的结构，其阻值可调节，电容用来消除可调电阻的寄生电抗参数。具体调节过程如下：

当通过矢量网络分析仪检测出定向耦合器的方向性不符合使用要求时，通过调节可调电阻的阻值大小来改变隔离端匹配负载的阻抗，从而有效的调节定向耦合器的方向性；当可调电阻调节到合适的值(例如：调节到各端口的负载阻抗值，即将负载的阻抗值调节为主线路的特性阻抗)使方向性达到最佳状态时，例如：实现方向性为25dB至50dB，其中，方向性的数值越大越好，固定可调电阻。

参见图4，以电感作为电抗元件，定向耦合器的隔离端采用一个电感与一个可调电阻并联的方式作为匹配负载，该可调电阻在隔离端为并联到地的结构，其调节负载阻值实现定向耦合器方向性的调节的过程同图3中的实现过程类似，这里不再详述。

参见图5，为隔离端包括多个电抗元件的定向耦合器的具体结构示意图，该可调电阻在隔离端为并联到地的结构，为了进一步消除可调电阻的寄生电抗参数，该隔离端包括三个电抗元件，其中，两个电抗元件串联后与可调电阻并联，另一个电抗元件直接与该可调电阻并联。

参见图6，为隔离端串联可调电阻的定向耦合器的具体结构示意图，该可调电阻在隔离端为串联到地的结构，该隔离端串联一个可调电阻，并且可调电阻与一个电抗元件串联后与固定电阻和另一个电抗元件并联。

本实施例通过在定向耦合器的隔离端设置可调电阻，通过调整可调电阻的阻值达到调节定向耦合器的方向性的目的，其实现方式方便、快捷，能将定向耦合器的方向性调节到最佳状态，实现定向耦合器的高方向性，且能保证此定向耦合器在大批量生产时每一台设备的方向性都达到了最佳状态，进而增强了定向耦合器的实用性。

实施例2

一种信号检测系统，该系统包括定向耦合器，该定向耦合器用于检测信号的功率，并与实施例1提供的定向耦合器的结构相同，包括主线路和副线路，其中，主线路包括射频信号输入端和射频信号输出端，副线路包括耦合端和隔离端，且隔离端包括用于调节定向耦合器方向性的可调电阻。

进一步地，定向耦合器的隔离端还包括：

用于消除上述可调电阻产生的寄生电抗参数的电抗元件，可调电阻和电抗元件并联或串联。该电抗元件可以为一个，也可以有多个，具体可以是电容或电感。

应用上述实施例提供的定向耦合器检测信号功率的方法包括：将待检测信号输入定向耦合器，此时，待检测信号在定向耦合器的主线路上传输时，将耦合一小部分待检测信号到副线路上，通过对副线路上的信号的检测便能够推算出待检测信号的功率，使用定向耦合器检测信号的功率不会影响信号的正常传输，即不需要中断原有信号的传输，具有实用价值。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种定向耦合器，其特征在于，所述定向耦合器包括主线路和副线路，所述主线路包括射频信号输入端和射频信号输出端，所述副线路包括耦合端和隔离端，其中，所述隔离端包括：用于调节所述定向耦合器方向性的可调电阻。

2.如权利要求1所述的定向耦合器，其特征在于，所述定向耦合器的隔离端还包括：用于消除所述可调电阻产生的寄生电抗参数的电抗元件；

所述可调电阻和所述电抗元件并联或串联。

3.如权利要求2所述的定向耦合器，其特征在于，所述电抗元件为电容或电感。

4.一种信号检测系统，其特征在于，所述系统包括定向耦合器，所述定向耦合器用于检测信号的功率，所述定向耦合器包括主线路和副线路，所述主线路包括射频信号输入端和射频信号输出端，所述副线路包括耦合端和隔离端，其中，所述隔离端包括用于调节所述定向耦合器方向性的可调电阻。

5.如权利要求4所述的信号检测系统，其特征在于，所述定向耦合器的隔离端还包括：

用于消除所述可调电阻产生的寄生电抗参数的电抗元件；

所述可调电阻和所述电抗元件并联或串联。

6.如权利要求5所述的信号检测系统，其特征在于，所述电抗元件为电容或电感。

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