[发明专利]用于定向耦合器的夹层结构

说明书

技术领域

本发明总地涉及电子传输线器件的领域，且更具体地涉及定向耦合器。

背景技术

定向耦合器是用在许多射频(RF)应用中的无源器件，所述应用包含例如功率放大器模块。定向耦合器按照已知量将传输线中的一部分传输功率通过另一端口耦合出（在微带耦合器或带状线耦合器的情况下，通过使用两条传输线，这两条传输线被设置为足够接近在一起，使得穿过一条传输线的能量被耦合到另一条传输线）。如图1中所示，定向耦合器100具有四个端口，即输入端口P₁、传输端口P₂、耦合端口P₃及隔离端口P₄。术语“主线”指耦合器的介于端口P₁与P₂之间的传输线部分110。术语“耦合线”指平行于主线110延伸且介于耦合端口P₃与隔离端口P₄之间的传输线部分120。通常，该隔离端口P₄端接一内部匹配负载或外部匹配负载，例如，50Ohm负载或75Ohm负载。应理解，由于该定向耦合器为线性器件，图1上的标号是任意的。任何端口可以是输入端口，其将导致被直接连接的端口为传输端口，相邻的端口为耦合端口，对角线的端口为隔离端口(对于带状线耦合器和微带耦合器)。

带状线耦合器和微带耦合器被广泛实施于功率放大器模块，尤其是用于电信应用中的功率放大器模块，所述功率放大器模块使用多层层压印刷电路板(PCB)，因为这样易于制作且成本低。传统上，通过将主RF线210及耦合线220放置于两个垂直相邻的PCB层上且维持该两个结构的重叠以提供RF耦合，如图2中所示，来实现这些耦合器。

发明内容

各个方面及实施例针对的是一种条带耦合的耦合器（strip coupledcoupler）设计，在该耦合器设计中，相对于传统的条带耦合的耦合器设计，可以用减小的尺寸实现指定的耦合因子，且该耦合器设计也维持高定向性。根据一个实施例，使用“夹层”结构来提供主线与副/耦合线之间的更强的耦合，其中该主线实施于通过通孔连接的两个层中，且副臂位于该两个主线层之间，如下文进一步讨论的那样。

根据一个实施例，一种多层条带耦合的耦合器包括：形成于多层基板中的第一金属层中的第一主臂部分，形成于该多层基板中的该第一金属层上方的第二金属层中的第二主臂部分，该第二主臂部分与该第一主臂部分垂直对齐且并联电连接至该第一主臂部分；和形成于该多层基板中的第三金属层中的耦合臂，该耦合臂设置于该第一主臂部分与该第二主臂部分之间，该耦合臂通过第一介电层而与该第一主臂部分分开且通过第二介电层而与该第二主臂部分分开。该第一主臂部分、该耦合臂及该第二主臂部分在多层基板中垂直地对齐且形成夹层结构。该多层条带耦合的耦合器还包括：位于该第一主臂部分的输入附近的第一通孔，该第一通孔将该第一主臂部分与第二主臂部分并联地电连接；和第二通孔，其位于该第一主臂部分及第二主臂部分的相对于所述输入的远端（distal end）附近，该第二通孔将该第一主臂部分与该第二主臂部分并联地电连接。在一个示例中，该多层基板为多层印刷电路板。在一个示例中，该耦合臂位于该第一通孔与第二通孔之间。在另一个示例中，该第一主臂部分与第二主臂部分中的电流方向相同。在另一个示例中，该第一主臂部分与第二主臂部分及该耦合臂包含铜迹线。

根据形成在多层印刷电路板中的条带耦合的耦合器的一个实施例，该条带耦合的耦合器包括形成于该多层印刷电路板的第一层中的第一主线部分、形成于该多层印刷电路板的第二层中的第二主线部分、形成于该多层印刷电路板的第三层中的耦合线、和至少一个通孔，该第三层设置于该第一层与该第二层之间，且该耦合线设置于该第一主线部分与该第二主线部分之间，且该耦合线、该第一主线部分与该第二主线部分垂直对齐，所述至少一个通孔将该第一主线部分并联地电连接至该第二主线部分。