[发明专利]带有耦合部分的分离器/组合器

说明书

技术领域

本披露涉及分离器/组合器，且更特定地涉及形成为感应耦合部分和感应非耦合部分的组合的分离器/组合器

背景技术

分离器是将信号分为多个信号的电路。N路分离器将信号分为N个信号。相反地，组合器将多个信号组合成单一的信号。相同的电路可以是分离器或组合器，这取决于电流的方向，即单一端口是输入端口还是输出端口。因而如在此所使用，术语“分离器”的使用也意味着“组合器”。

在美国专利3,091,743中，Wilkinson披露了功率分离器，其中多个分支线路的每个的一个端部连接到共同的节点或端口，且每个线路的另一个端部通过互连电阻器连接到第二节点。在两个分支线路的简单情况中，两个互连电阻器形成了隔离互连电阻器，其连接了线路的两个分支端部。在Cohn的文章A Class of Broadband Three-PortTEM-Mode Hybrids，IEEE Transactions on Microwave Theory andTechniques，Vol.MTT-16，No.2，February 1968中，他将Wilkinson的单一部分延伸到多个由线路长度和互连电阻器的对形成的级联的部分。增加的部分个数导致了改进的VSWR、隔离和带宽。

一对分开的传导线路当它们一起间隔接近到足以使得在一个传导线路内的能量流被电磁地和/或静电地感应到另一个传导线路内时则感应耦合。在线路之间流动的能量的量与导体在其内的介电和磁介质和线路之间的间距有关。即使围绕线路的电磁场在理论上是无限的，但线路经常基于耦合的相对量而被称为紧耦合或紧密耦合、松耦合或非耦合。耦合量可以由耦合系数限定。然而，作为实际度量，当可检测的信号从一个线路耦合到另一个线路上时，两个线路可以被认为感应耦合。耦合的阈值可以适合于区分耦合和非耦合线路。在大多数应用中，其间具有低于20dB感应耦合的两个线路被认为是非耦合线路。在一些应用中，具有小于100dB的线路被认为是非耦合线路。

耦合器是形成为利用感应耦合线路的装置，且耦合器具有四个端口，每个端口用于两个感应耦合线路的每个端部。主线路具有直接或间接连接到输入端口的输入。其他端部连接到直接端口。另一个线路或辅助线路在耦合端口和隔离端口之间延伸。端口的一个或多个可以终止为形成具有少于四个端口的耦合器装置。一些耦合器描述为具有两个输入端口、具有为在输入端口处接收的信号的和的信号的加和端口和具有为在输入端口处接收的信号的差的信号的差端口。耦合器可以反转，在此情况中隔离端口变成输入端口且输入端口变成隔离端口。相应地，耦合端口和直接端口则具有反转的名称。

定向耦合器是可以同时在所有端口处阻抗匹配的四端口网络。功率可从一个或另一个输入端口流向输出端口对，且如果输出端口正确地终止则输入对的端口被隔离。混合耦合器一般地假定将其输出功率在两个输出之间均等地分开，而定向耦合器作为更一般的术语可以具有非均等的输出。耦合器经常具有非常弱的到耦合输出的耦合，这最小化了从输入到主输出的插入损失。定向耦合器的质量的一个度量是其方向性，即希望的耦合输出与隔离端口输出的比值。

耦合的邻近的平行传输线路电耦合且磁耦合。耦合固有地与频率成比例，且如果磁耦合和电耦合相等则方向性可能是高的。较长的耦合区域增加了线路之间的耦合，直至增加的耦合的向量和不再增加，且耦合将随增加的电长度而以正弦方式下降。在许多应用中，希望在宽带内具有恒定的耦合。对称耦合器展示了在耦合的输出端口之间的固有的90度相位差，而非对称耦合器具有接近0度或180度的相位差。

发明内容

分离器可以包括柄或第一端口和两个或多个直接或间接地连接或耦合到第一端口的分支端口。如所提及，分离器可以包括多个部分。在一些例子中，分离器可以包括至少感应非耦合部分和感应耦合部分。非耦合部分的特征可以是多个大体上感应非耦合的相关的传输线路。另一方面，耦合部分可以包括多个大体上感应耦合的相关的传输线路。

耦合或非耦合部分可以包括连接在相关的第一传输线路和第二传输线路的端部之间的电阻器。在一些例子中，一个或多个非耦合部分串联地连接到第一端口且一个或多个耦合部分串联地在非耦合部分和第二端口和第三端口之间连接。