[发明专利]定向耦合器

说明书

本发明涉及定向耦合器，该定向耦合器被配置成提供从高频信号获取的前向信号和/或后向信号。该定向耦合器包括耦合至主线(2)的耦合元件，其中，该主线被配置成传输高频信号。该定向耦合器还包括信号线(4)，该信号线将耦合元件(3)连接至测量端口(5)。该信号线包括缺陷接地结构(6)，其中，该缺陷接地结构被插入在耦合元件(3)和测量端口(5)之间。

技术领域

本发明涉及定向耦合器，该定向耦合器被配置成提供从高频信号获取的前向信号和/或后向信号。

背景技术

定向耦合器是用在高频应用中的无源设备。定向耦合器用于从主传输线获取定量的电磁信号功率，该主传输线在另一电路中出于分析目的而将高频信号传输至测量端口。定向耦合器由两条耦合线构成，这两条耦合线布置得足够靠近使得通过主线传输的信号耦合至耦合线。

定向耦合器用在大量应用中，包括：提供用于测量或监控或反馈的信号样本，或组合去往或来自天线的馈送，或天线波束形成，或提供用于电缆分布式系统的分接头，或分离发送的信号和接收的信号，或识别失配电路，或识别传输线中的结构损伤等。

专利申请DE 10 2010 009 227 A1描述了用于测量同轴波导中的前向高频信号和/或后向高频信号的功率的定向耦合器。该定向耦合器包括耦合至主线的分压器。由于该分压器由电阻器构成，因此该定向耦合器可利用高电流负载来驱动，而不使用阻抗变换器。

为了补偿定向耦合器的频率响应特性，使用电容元件，这些电容元件以通电方式耦合在耦合线和高频信号的基准电位(特别地，接地端)之间。不利的是，那些电容仅能在小的带宽内补偿定向耦合器的频率响应。

为了实现更宽的带宽补偿，使用所谓的片状电容器。由于这些片状电容器必须被粘接，而粘接技术包括如基板的固定、清洁和镀金等额外的制造步骤，因此这些片状电容器非常昂贵。

发明内容

本发明的目的一方面在于降低制造定向耦合器的成本，另一方面在于提高提供所获取的高频信号的精度。定向耦合器应在宽的频率带宽内具有频率响应的量级中的小的偏差和高功率功能。定向耦合器应适用于监控宽带放大器和EMC应用。

上述目的通过独立权利要求1的特征来解决。本发明的有利实施方式在从属权利要求中得以描述。

该目的尤其利用配置为提供从高频信号获取的前向信号和/或后向信号的定向耦合器来解决。该定向耦合器包括耦合至主线的耦合元件，其中，该主线用于传输高频信号。该定向耦合器包括信号线，该信号线将耦合元件连接至用于提供前向信号和/或后向信号的测量端口。根据本发明的定向耦合器的信号线包括缺陷接地结构，其中，该缺陷接地结构被插入在耦合元件和测量端口之间。

根据本发明的耦合元件优选为放置得足够靠近主传输线以从主传输线获取前向信号和/或后向信号的元件。

根据本发明的主线优选为包括馈电端口的传输线，该馈电端口用于将高频信号馈送到主线的分接端口，该分接端口用于分接高频信号。该主线是用于传输高频电磁信号的波导，例如微带线、共面线、基板集成波导、开槽线和/或空心导体。特别地，该主线是同轴波导。

缺陷接地结构优选地形成在连接至信号线的基准电位的金属接地层中。金属接地层中的这样的缺陷接地结构引起由接地端中的缺陷所导致的接地层中的屏蔽电流分布的干扰。该干扰改变信号线的特性，例如线电容和线电感。信号线的金属接地层中的任意缺陷导致有效电容和有效电感增大。第一延伸件和第二延伸件增大电流的路径长度和信号线的有效电感。非金属条积累电荷并增大信号线的有效电容。