[发明专利]平面式非对称跨接耦合器

说明书

技术领域

本发明涉及一种耦合器，且特别涉及一种平面式非对称跨接耦合器。

背景技术

在高频微波电路快速发展及功能要求提高的趋势下，往往将数个电路功能整合至一个电路功能，使得高密度印刷电路板的需求益为殷切。这些印刷电路板多数未能符合未来电气产品轻、薄、短、小及多功能的趋势，究其原因乃在于多数电气产品的电路板常需要用到许多的微波电路，诸如功率分配器、耦合器、滤波器、波长转换器、截线调谐器等。

由于微波的波长极短，其所使用的电路的尺寸为同一个量级，因此，许多在低频交流电路当中被忽略的参数(例如其等效的电阻、电感、电容和电导等电路参数)在微波电路当中必须被考虑。进一步言之，在微波电路当中，导线会有来自其本身的材料与结构(几何形状及尺寸)所造成的电阻、电感、电容和电导等效应，这些参数是微波电路的重要参数，不能轻易忽略。此外，导线的长短与粗细也会影响与其相连结的元件间阻抗匹配。简言之，微波电路的尺寸变化，即使是一条导线的缩短，也会影响其原有的功能，并不能以低频交流网络理论的观点而将之视为一个无损耗的节点。

枝干耦合器在微波电路和射频集成电路(Radio Frequency Integrated Circuit，简称：RFIC)中为一相当重要的元件，可作为功率分配器(power divider)和功率合成器(power combiner)。美国专利第5,600,285号揭示了一种三维架构的跨接耦合器，由于此跨接耦合器为三维的架构，因此不适合应用于平面电路中且其制程亦较昂贵。另外，美国专利第5,274,839号则揭示了一种对称结构的跨接耦合器，其虽可应用于平面电路中，但因其对称结构的限制，使得使用者在设计电路时的自由度大大减低而难以设计出符合使用者要求的电路。

发明内容

本发明提供一种平面式非对称跨接耦合器，其具有架构简单、设计容易等优点，可应用于平面电路中并降低生产所需的成本。

本发明提出一种平面式非对称跨接耦合器，包括第一枝干至第七枝干，其中第一枝干至第四枝干形成一第一区域，第四枝干至第七枝干形成一第二区域，第一区域具有一第一埠与一第四埠，第二区域具有一第二埠与一第三埠，各枝干的特性阻抗依据各埠的负载阻抗与功率分配比所决定。

在本发明的一实施例中，上述各枝干的长度为平面式非对称跨接耦合器中心频率所对应的波长长度的N分之一，其中N为正整数。

在本发明的一实施例中，上述各枝干的长度为平面式非对称跨接耦合器中心频率所对应的波长长度的四分之一。

在本发明的一实施例中，上述的第一区域与第二区域为矩形。

在本发明的一实施例中，上述第一埠位于第一枝干与第三枝干的接点，第二埠位于第五枝干与第六枝干的接点，第三埠位于第五枝干与第七枝干的接点，第四埠位于第二枝干与第三枝干的接点。

在本发明的一实施例中，上述第一埠的负载阻抗等于第三埠的负载阻抗，第二埠的负载阻抗等于第四埠的负载阻抗。

在本发明的一实施例中，其中当第一埠为输入埠时，第四埠为隔离埠，而第二埠与第三埠为输出埠。

基于上述，本发明利用调整各枝干的特性阻抗，即可任意调整平面式非对称跨接耦合器的负载阻抗以及输出功率以符合微波电路的应用需求，使得跨接耦合器具有高设计自由度。

为让本发明的上述特征和优点能更明显易懂，下文特举实施例，并配合附图作详细说明如下。

附图说明

图1为本发明一实施例的平面式非对称跨接耦合器的示意图。

图2为本发明一实施例的串接的非对称枝干耦合器的示意图。

图3A与图3B分别为图2实施例的枝干耦合器的相位与特性阻抗的关系图。

图4A为本发明一实施例的平面式非对称跨接耦合器的频率响应图。

图4B为本发明另一实施例的平面式非对称跨接耦合器的频率响应图。

主要元件符号说明：

100：平面式非对称跨接耦合器     101～107、104A、104B：枝干

200A、200B：非对称枝干耦合器    Z_o1～Z_o4、Z_i、Z_i1、Z_i2：负载阻抗

Θ：表示功率分配量的变数        Z₁～Z₇、Z_a、Z_b：特性阻抗

S1：输入信号