[发明专利]高频耦合器或功率分配器，尤其是窄带和/或3dB耦合器或功率分配器

说明书

本发明涉及如权利要求1前序部分所述的高频耦合器或功率分配器，尤其是窄带高频耦合器或功率分配器。

在高频技术设备中经常需要将一个例如具有功率P的信号分成两个功率分别为P/2的信号。为此通常采用环形耦合器。这种环形耦合器例如已由Zinke Brunswig在“Hochfrequenztechnik(高频技术)”第6版，2000年(Springer出版社)公开，参见该书第192页。

这种环形耦合器通常通过微带导体技术来实现。

此外还已知了下面这种高频耦合器，其中耦合程度通常通过端侧或纵向侧耦合的导线来调整。对于功率分配器所需的更高耦合度，其间隔常常很小或者甚至是太小了，以至于不能经济地生产。

例如EP 1291959 A1公开了一种有方向性的耦合器，它例如以悬浮基片工艺来构造。换言之，在一个基片上在其一侧上以微带线工艺设置一个耦合段，它与基片上的两个同样以微带线工艺构造的第一和第二连接端子相连接。然后在相对的一侧上设置第二个耦合段，它被引到第三和第四输出端或连接端。在顶视图中这两个耦合段至少部分地重叠。

按照前述公开文献EP 1291959 A1，也可以在两个耦合段的相对的两端上分别连接电容，这些电容的第二连接端分别接地。

由上述公开文献也可有其它的实施例，其中耦合器以共面工艺被构造。在此情况下两个耦合线及它们的两个连接端分别设置在基片的同一侧面上，其中耦合段以尽可能小的间距相互平行地前进。

最后，例如EP 1014472 B1也公开了一种有方向性的耦合器，它同样以悬浮基片工艺被构造。这种已知的定向耦合器是一个具有至少两个级联的耦合段的宽带定向耦合器，这两个耦合段有不同的耦合衰减，其中具有弱耦合的耦合段由端侧耦合的带状导体构成，具有紧密耦合的耦合段由宽侧耦合的带状导体构成。

在这个实施例中为了实现具有紧密耦合的相应耦合段，在基片中设置穿孔连接。所有引线被设置在基片的一侧上。

现有技术已知的耦合器通常以微带导体工艺来实现。由于微带线的衰减很高并且对介电常数的波动比较敏感，这种耦合器的缺点在于有高的空间需求以及相对高的电气损耗和对于优质电路板材料的高成本。

悬浮基片工艺的定向耦合器的缺点一方面是对于基片在两个接地面之间定位有很高的要求(这里问题在于，在水平方向正确定位时还要精确考虑到盖和底之间的间距)。这些对正确或最佳定位的要求导致用于机械加工和装配的高成本。另一方面缺点还在于，在设计耦合器时就规定了外壳的几何尺寸。这对于重复可用性和对于一个耦合器及对于在其它应用情况下的应用涉及一个所选方案的实现和转换的足够灵活性来说是有缺点的。

此外从电气的角度看，在此工艺中均衡同相波和反相波不同的相速度是困难的。

共面工艺的定向耦合器的主要缺点在于，所要求的纵向侧耦合印刷线路之间的间距极小，并且耦合系数受到限制。此外耦合系数还在很大程度上取决于容差(腐蚀容差和基片材料介电常数的波动产生不利的影响)。此外共面工艺耦合器在电气损耗方面不是最佳的。

如上所述，所有这三种类型耦合器的缺点在于它们尤其是在应用于现代信息技术系统时不具有所需的高频耦合器性能，例如足够的适当耦合系数、定向性或对称性，或者它们是不可实现的，或者需要很高的开发费用才能实现。

GB 2218853 A公开了一种高频耦合器或功率分配器，它在基片一侧上有两个耦合段。这两个耦合段在起始端和末端分别具有连接导体，它们被引至错开设置的连接端。在两个耦合段之间设置并形成电容器，用于两个耦合段的耦合。

EP 1014472 B1公开了另一种定向耦合器，与现有技术的不同的是，这种定向耦合器被如此构造在基片上：一个耦合段被构造在一个基片侧面上，与其耦合的第二个耦合段被构造在相对的基片侧面上。其中分别在耦合段的一侧上设置一个穿过基片的穿孔连接，以形成一个至背面耦合面的连接导线的电路连接。

US 4376921公开了一种微波耦合器，它也具有4个连接端和两个耦合段，其中在两个相对较短的耦合段之间，从起始端到末端设置了用于在耦合段之间进行耦合的电容器。

所有上述类型耦合器的缺点是，它们特别是在应用于现代信息技术系统时不具有所需的高频耦合器性能，例如足够的耦合系数、足够的定向性或对称性，或者它们是不可实现的或者需要很高的开发成本才能实现。

因此本发明的目的在于给出一种改进的耦合器或功率分配器，尤其是给出一种窄带耦合器，最好是3分贝耦合器，它在成本上、结构尺寸上、损耗上和制造公差上都优于传统的方案。