[实用新型]基于射频同轴结构的高可靠强耦合定向耦合器

说明书

本实用新型公开了一种基于射频同轴结构的高可靠强耦合定向耦合器，包括上腔、下腔和耦合主体，所述耦合主体包括主通路和耦合电路，所述主通路为圆柱形导体，所述耦合电路为印刷了耦合微带线的电路板，还包括一耐压介质环，所述耐压介质环为圆柱形，中心设有同轴通孔，所述主通路外壁尺寸与腔体内壁尺寸相同，且位于同轴通孔内；所述耐压介质环一侧或相对两侧设有条形槽，所述条形槽朝向耐压介质环的圆心。本实用新型最大工作功率可达MW级，为系统中的控制模块提供高可靠、高平坦度、高方向度的强耦合信号。这种射频同轴结构的高可靠强耦合定向耦合器及制作方法提高了控制信号的采样精度和稳定性，提高了系统的可靠性。

技术领域

本实用新型涉及一种耦合器，尤其涉及一种基于射频同轴结构的高可靠强耦合定向耦合器。

背景技术

射频控制模块广泛应用于各类射频微波设备中，是发射机、接收机、电台、测试仪器\设备以及其他多种微波设备中的重要装备。定向耦合器是微波射频系统中应用极为广泛的一种微波器件，是系统中射频控制模块的关键器件。定向耦合器的作用是按一定的幅度比例关系和相位关系传输信号，它可用于信号的隔离、分离和混合，并具备很高的反向隔离。定向耦合器可以被用来为控制模块提供采样功率以及在微波设备中采样入射信号和反射信号。

随着电子信息技术的发展，微波射频系统中对控制模块的需求也越来越高，构成定向耦合器的电路种类繁多且差异较大，常见的有同轴线、波导、微带线及带状线等。一般情况下，定向耦合器用于信号取样，如发射机、短波通讯电台等，以便于系统中安全保障模块对工作信号进行测量和监测；在一些系统中也使用定向耦合器来进行信号的分配及合成，如多载频合成系统中常用的3dB定向耦合器；特别是在一些对正向和反射信号的精度要求很高的测试仪器如网络分析仪中，定向耦合器更是作为其核心部件来使用的。

射频同轴定向耦合器应保证以下2点要求：1、耦合信号的真实性及精度，不应对主线信号造成影响。2、射频高功率状态下同轴结构定向耦合应具备高可靠性，特别是耦合线与主线间应具备安全保护。第1点要求定向耦合器具有很高的稳定性、平坦度和方向度。耦合度、方向度及插入损耗这三个指标又相互影响，在一个较宽的频带范围上，定向耦合器的耦合度往往会有较大地波动，其方向度受到耦合度地制约也不易得到提高，插入损耗受耦合度地影响也会有一定地波动。第2点要求同轴结构定向耦合器的主线与耦合线间应有足够的安全距离或者增加安全耐压保护。安全距离不够或者无绝缘防护措施极易在复杂环境条件下或者功率波动时出现耐压击穿。因此，在宽带范围内一个能够满足系统使用要求的高可靠性超宽带定向耦合器具有重要的意义。

现有射频同轴定向耦合器一般通过平行耦合杆或者耦合线耦合通过空间电磁耦合原理耦合主通路功率信号，其耦合度的强弱主要通过调整耦合杆或者耦合线与主通路的距离远近来确定，这带来以下缺点：1、在大功率射频系统中使用时，主通路功率大，耦合杆或者耦合线通过控制其与主通路间的距离来调整耦合度，因为空气介质耐压小，一般约为1kV/mm～2kV/mm，为确保足够的安全距离无法获得较强的耦合信号，使控制模块无法提取出最佳的检测信号。2、耦合杆或者耦合线与耦合腔内部电路连接过渡产生的寄生参数也会影响耦合曲线，在较宽的频带下难以获得良好的平坦度和方向度。3、为了保证大功率条件下的可靠性，同轴腔的尺寸往往较大，因此整个耦合器的体积也比较大，加工成本高且加工难度较大。

发明内容

本实用新型的目的就在于提供一种解决上述问题，可以在大功率工作条件下，为系统中的控制模块提供高可靠、高平坦度、高方向度的强耦合信号的基于射频同轴结构的高可靠强耦合定向耦合器。

为了实现上述目的，本实用新型采用的技术方案是这样的：一种基于射频同轴结构的高可靠强耦合定向耦合器，包括上腔、下腔和耦合主体，所述耦合主体包括主通路和耦合电路，所述主通路为圆柱形导体，所述耦合电路为印刷了耦合微带线的电路板，其中耦合微带线靠近电路板一边沿且与该边沿平行；