專利名稱：可選耦合能級(jí)波導(dǎo)耦合器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
一種波導(dǎo)耦合器可在微波通信系統(tǒng)內(nèi)用于組合、采樣和/或檢測(cè)同時(shí)前進(jìn)和反射的RF信號(hào)的功率級(jí)。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有的波導(dǎo)耦合器已經(jīng)在相鄰的波導(dǎo)之間應(yīng)用了耦合狹縫結(jié)構(gòu)，根據(jù)通信系統(tǒng)期望的工作頻帶，所述耦合狹縫結(jié)構(gòu)包括寬度精確的多個(gè)狹縫。此外，為了在H信號(hào)平面內(nèi)工 作，可以沿著波導(dǎo)側(cè)壁添加也具有高精確度的特征，以匹配期望的工作頻帶。波導(dǎo)之間的耦合能級(jí)可由側(cè)壁特征和/或耦合狹縫的數(shù)量/標(biāo)度來(lái)確定。波導(dǎo)耦合器的設(shè)計(jì)通常在頻率和耦合能級(jí)方面非常明確，需要制造者提供一系列不同的波導(dǎo)耦合器，每個(gè)波導(dǎo)耦合器均具有明確的工作頻率和耦合能級(jí)，在不同的設(shè)計(jì)之間具有最小的制造效率，以滿足市場(chǎng)需求?，F(xiàn)有的耦合能級(jí)可調(diào)的波導(dǎo)耦合器具有用法復(fù)雜的機(jī)動(dòng)化插入/退出元件和/或需要在波導(dǎo)內(nèi)精確的裝配和/或再定位的多個(gè)單獨(dú)的元件。這樣的結(jié)構(gòu)會(huì)增加相當(dāng)大的額外支出和/或需要操作者有一定的技能。此外，這些復(fù)雜的解決方案會(huì)提供不能接受的電性能和/或環(huán)境標(biāo)記降級(jí)。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明的目的在于提供一種克服了現(xiàn)有技術(shù)中的缺陷的設(shè)備。


包含在本說(shuō)明書中并構(gòu)成本說(shuō)明書的一部分的附圖示出了本發(fā)明的實(shí)施例，其中，附圖中相同的標(biāo)號(hào)指示相同的特征或元件，并且可不對(duì)每幅附圖中出現(xiàn)的相同標(biāo)號(hào)均進(jìn)行詳細(xì)描述，對(duì)下面給出的實(shí)施例的詳細(xì)描述與上面給出的本發(fā)明的總體描述一起用于解釋本發(fā)明的原理。圖I是為了清楚起見(jiàn)而去除了底部的示例性耦合器的實(shí)施例的示意性等軸測(cè)視圖。圖2是為了清楚起見(jiàn)而去除了底部的圖I的耦合器的示意性仰視圖。圖3是為了清楚起見(jiàn)而去除了底部的圖I的耦合器的示意性端視圖。圖4是沿著圖2的B-B線截取的示意性剖視圖。圖5是沿著圖2的C-C線截取的示意性剖視圖。圖6是圖I的蓋的示意性等軸仰視圖。圖7是圖6的局部放大視圖。圖8是可選的蓋的示意性等軸測(cè)視圖。圖9是另一可選的蓋的示意性等軸測(cè)視圖。圖10是圖I的耦合器在3dB結(jié)構(gòu)下建模的電性能，示出了在5. 925Ghz和7. 125Ghz之間的耦合、回波損耗和端口隔離度。圖11是圖I的耦合器在6dB結(jié)構(gòu)下建模的電性能，示出了在5. 925Ghz和7. 125Ghz之間的耦合、回波損耗和端口隔離度
具體實(shí)施例方式發(fā)明人已經(jīng)認(rèn)識(shí)到的是，現(xiàn)有的波導(dǎo)耦合器包含過(guò)量的離散元件和/或表面特征，在不同的耦合能級(jí)的耦合器之間具有極低的部件協(xié)調(diào)性。如圖I至圖9所示的示例性波導(dǎo)耦合器具有寬的工作頻帶，并且可通過(guò)容易地互換單個(gè)元件而被配置為用于多個(gè)耦合能級(jí)。如圖I中最佳地示出的，溝槽部分2設(shè)置有第一溝槽4和第二溝槽6。第一溝槽4和第二溝槽6的每個(gè)均設(shè)置有底部(為了清楚起見(jiàn)而從圖I至圖5中去除)、外側(cè)壁8和內(nèi)側(cè)壁10 ;第一溝槽4的內(nèi)側(cè)壁10和第二溝槽6的內(nèi)側(cè)壁10彼此相鄰。內(nèi)側(cè)壁10之間的耦合狹縫12在第一溝槽4和第二溝槽6之間連通。耦合狹縫12的長(zhǎng)度可根據(jù)例如波導(dǎo)波長(zhǎng)的1/2和波導(dǎo)的幾何形狀進(jìn)行選擇。向內(nèi)突出的基臺(tái)14可設(shè)置在每個(gè)外側(cè)壁8上，與耦合狹縫12相對(duì)。耦合狹縫12沿著溝槽部分2的縱軸的長(zhǎng)度可被設(shè)置得比第一溝槽4的寬度大。蓋16位于在溝槽部分2的敞開的頂部24上，以封閉第一溝槽4和第二溝槽6，從而形成第一波導(dǎo)18和第二波導(dǎo)22。為了使相鄰的波導(dǎo)之間的相互連接能夠簡(jiǎn)化，第一溝槽4和第二溝槽6可設(shè)置有多個(gè)彎曲部24，所述多個(gè)彎曲部24可用于使鄰近耦合狹縫12的內(nèi)側(cè)壁10被定位為彼此靠近，并使第一波導(dǎo)18和第二波導(dǎo)22平行地隔開且在相互連接端26處分開，從而提供適當(dāng)?shù)拈g距以易于接近選擇的互連裝置，諸如，用于將耦合器與另外的波導(dǎo)互連的波導(dǎo)凸緣等。各種波導(dǎo)互連裝置的細(xì)節(jié)在本領(lǐng)域是眾所周知的，因此，這里不再進(jìn)行說(shuō)明和進(jìn)一步地描述。如圖6至圖8中最佳地示出的，在耦合能級(jí)低的結(jié)構(gòu)中，例如，在6dB結(jié)構(gòu)中，蓋16可設(shè)置有延伸到第一溝槽4和第二溝槽6中的突起28。更具體地講，如圖7中最佳地示出的，突起28可形成為在高度上具有多個(gè)臺(tái)階30的階梯式脊部。此外，臺(tái)階還可關(guān)于橫向位置設(shè)置。臺(tái)階30的尺寸可關(guān)于突起28的中央臺(tái)階32對(duì)稱，例如，長(zhǎng)度相當(dāng)于期望的工作頻率的波長(zhǎng)的O. 25，寬度相當(dāng)于期望的工作頻率的波長(zhǎng)的O. 05，由此形成的突起28使經(jīng)過(guò)其的RF能量結(jié)合，降低了橫過(guò)耦合狹縫12的耦合能級(jí)。臺(tái)階30可從蓋16以關(guān)于期望的RF性能(諸如，耦合、回波損耗和端口隔離度)所選擇的最大的向內(nèi)延伸距離設(shè)置，并可鄰近耦合狹縫12的中央從耦合狹縫12以關(guān)于期望的RF性能(諸如，耦合、回波損耗和端口隔離度)所選擇的最小的橫向距離設(shè)置。相鄰的臺(tái)階30之間的高度差可隨著各個(gè)臺(tái)階30朝向中央臺(tái)階32而減小。臺(tái)階30的最大的向內(nèi)延伸距離可小于第一溝槽4的高度的一半。在示例性實(shí)施例中，在中央臺(tái)階32的每一側(cè)設(shè)置有兩個(gè)臺(tái)階30。為了容易制造，在橫向位置，臺(tái)階可設(shè)置有位于各個(gè)臺(tái)階30之間的半徑過(guò)渡部34。類似地，在高度上，臺(tái)階可設(shè)置有位于各個(gè)臺(tái)階30之間的直角過(guò)渡部36。因此，在蓋16的制造過(guò)程中，可通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)切削/磨削工具僅沿三個(gè)軸的運(yùn)動(dòng)以高精度經(jīng)濟(jì)地執(zhí)行加工操作。
在耦合能級(jí)高的結(jié)構(gòu)中，例如，在3dB結(jié)構(gòu)中，蓋16可設(shè)置有例如如圖9中所示的平坦表面。因此，通過(guò)簡(jiǎn)單地互換蓋16，相同的溝槽部分2在高的耦合能級(jí)下或者在低的耦合能級(jí)下可工作?？蛇x地，如圖8中所示，例如通過(guò)多個(gè)緊固件等(未示出)被附著到溝槽部分2的蓋16可被配置為在位于第一側(cè)(未示出)的高耦合能級(jí)平坦表面與在第二側(cè)38具有階梯式向內(nèi)突出的突起的低耦合能級(jí)表面之間可互換，消除了對(duì)額外的單獨(dú)部件的需要，從而獲得了能夠易于選擇的雙耦合能級(jí)功能。對(duì)3dB (圖10)和6dB (圖11)的示例性耦合器結(jié)構(gòu)建模的電性能說(shuō)明即使橫過(guò)寬的工作頻帶，耦合性能仍具有高指向性。 本領(lǐng)域技術(shù)人員將理解的是，通過(guò)三軸加工、壓鑄、金屬注射成型和/或通過(guò)鑄造/模制的組合然后進(jìn)行加工，由此可以以高精度經(jīng)濟(jì)地制造溝槽部分2和蓋部分16。耦合狹縫12、突起28和基臺(tái)14的具體尺寸可根據(jù)期望的波導(dǎo)尺寸、耦合能級(jí)和工作頻帶進(jìn)行選擇。由于耦合器能夠被配置為3dB耦合器或6dB耦合器，因此，消除了現(xiàn)有的對(duì)多個(gè)單獨(dú)的耦合器的設(shè)計(jì)、制造和庫(kù)存的要求。此外，被用作3dB耦合器或6dB耦合器的結(jié)構(gòu)可以以可能性最小的安裝誤差在本領(lǐng)域中快速地實(shí)現(xiàn)。部件列表
權(quán)利要求
1.一種雙信號(hào)平面波導(dǎo)稱合器，包括 溝槽部分，具有第一溝槽和第二溝槽，第一溝槽和第二溝槽每個(gè)均設(shè)置有底部、外側(cè)壁和內(nèi)側(cè)壁，第一溝槽的內(nèi)側(cè)壁和第二溝槽的內(nèi)側(cè)壁彼此相鄰； 耦合狹縫，位于內(nèi)側(cè)壁之間，在第一溝槽和第二溝槽之間連通； 蓋，封閉第一溝槽和第二溝槽，以形成第一波導(dǎo)和第二波導(dǎo)，蓋包括延伸到第一溝槽和第二溝槽中的突起，突起形成在高度上具有多個(gè)臺(tái)階的階梯式脊部，臺(tái)階以最大的向內(nèi)延伸距離設(shè)置，并在鄰近耦合狹縫的中央的中央臺(tái)階處從耦合狹縫以最小的橫向距離設(shè)置。
2.如權(quán)利要求I所述的耦合器，其特征在于，所述耦合器還包括向內(nèi)突出的基臺(tái)，所述基臺(tái)設(shè)置在每個(gè)外側(cè)壁上，與耦合狹縫相對(duì)。
3.如權(quán)利要求I所述的耦合器，其特征在于，所述臺(tái)階關(guān)于中央臺(tái)階對(duì)稱。
4.如權(quán)利要求I所述的耦合器，其特征在于，在高度上，臺(tái)階設(shè)置有位于每個(gè)臺(tái)階之間的直角過(guò)渡部。
5.如權(quán)利要求I所述的耦合器，其特征在于，相鄰的臺(tái)階之間的高度差隨著每個(gè)臺(tái)階朝向中央臺(tái)階而減小。
6.如權(quán)利要求I所述的耦合器，其特征在于，沿著耦合器的縱軸，在中央臺(tái)階的每一側(cè)具有兩個(gè)臺(tái)階。
7.如權(quán)利要求I所述的耦合器，其特征在于，沿著耦合器的縱軸，在中央臺(tái)階的每一側(cè)具有一個(gè)臺(tái)階。
8.如權(quán)利要求I所述的耦合器，其特征在于，從一個(gè)臺(tái)階到另一臺(tái)階設(shè)置有橫向位移。
9.如權(quán)利要求8所述的耦合器，其特征在于，在橫向位置，臺(tái)階設(shè)置有位于每個(gè)臺(tái)階之間的半徑過(guò)渡部。
10.如權(quán)利要求I所述的耦合器，其特征在于，第一波導(dǎo)和第二波導(dǎo)具有多個(gè)彎曲部，所述多個(gè)彎曲部將第一波導(dǎo)和第二波導(dǎo)定位成彼此隔開且在耦合器的相互連接端處彼此平行。
11.如權(quán)利要求I所述的耦合器，其特征在于，突起位于蓋的第二側(cè)，蓋的第一側(cè)是平坦的；蓋能夠在第一側(cè)面對(duì)溝槽部分或者第二側(cè)面對(duì)溝槽部分的情況下被附著到溝槽部分。
12.一種耦合能級(jí)可配置的雙信號(hào)平面波導(dǎo)耦合器套件，包括 溝槽部分，具有第一溝槽和第二溝槽，第一溝槽和第二溝槽均設(shè)置有底部、外側(cè)壁和內(nèi)側(cè)壁，第一溝槽的內(nèi)側(cè)壁和第二溝槽的內(nèi)側(cè)壁彼此相鄰； 耦合狹縫，位于內(nèi)側(cè)壁之間，在第一溝槽和第二溝槽之間連通； 低耦合蓋和高耦合蓋，用于封閉第一溝槽和第二溝槽，高耦合蓋設(shè)置有平坦表面，低耦合蓋包括延伸到第一溝槽和第二溝槽中的突起，突起形成在高度上具有多個(gè)臺(tái)階的階梯式脊部，臺(tái)階以最大的向內(nèi)延伸距離設(shè)置，并鄰近耦合狹縫的中央從耦合狹縫以最小的橫向距離設(shè)置， 由此高耦合蓋或低耦合蓋可被應(yīng)用于封閉第一溝槽和第二溝槽，以形成其間具有對(duì)應(yīng)的期望耦合能級(jí)的第一波導(dǎo)和第二波導(dǎo)。
13.如權(quán)利要求12所述的耦合器，其特征在于，低耦合蓋和高耦合蓋分別為單個(gè)元件的第一側(cè)和第二側(cè)。
14.如權(quán)利要求12所述的耦合器，其特征在于，所述耦合器還包括向內(nèi)突出的基臺(tái)，所述基臺(tái)設(shè)置在每個(gè)外側(cè)壁上，與耦合狹縫相對(duì)。
15.如權(quán)利要求12所述的耦合器，其特征在于，所述臺(tái)階關(guān)于突起的中央對(duì)稱。
16.如權(quán)利要求12所述的耦合器，其特征在于，沿著耦合器的縱軸，在中央臺(tái)階的每一側(cè)具有兩個(gè)臺(tái)階。
17.如權(quán)利要求12所述的耦合器，其特征在于，從一個(gè)臺(tái)階到另一臺(tái)階設(shè)置有橫向位移。
18.如權(quán)利要求12所述的耦合器，其特征在于，在高度上，臺(tái)階設(shè)置有位于每個(gè)臺(tái)階之間的直角過(guò)渡部。
19.如權(quán)利要求12所述的耦合器，其特征在于，相鄰的臺(tái)階之間的高度差隨著每個(gè)臺(tái)階朝向中央臺(tái)階而減小。
20.如權(quán)利要求12所述的耦合器，其特征在于，耦合狹縫的縱向長(zhǎng)度大于第一溝槽的覽度。
全文摘要
一種波導(dǎo)耦合器，設(shè)置有具有第一溝槽和第二溝槽的溝槽部分。位于第一溝槽的內(nèi)側(cè)壁和第二溝槽的內(nèi)側(cè)壁之間的耦合狹縫在第一溝槽和第二溝槽之間連通。蓋封閉第一溝槽和第二溝槽，以形成第一波導(dǎo)和第二波導(dǎo)。蓋包括具有延伸到第一溝槽和第二溝槽中的突起的突起表面。突起在高度上，必要時(shí)在橫向位置，形成具有多個(gè)臺(tái)階的階梯式脊部。臺(tái)階以最大的向內(nèi)延伸距離設(shè)置，并在鄰近耦合狹縫的中央的中央臺(tái)階處從耦合狹縫以最小的橫向距離設(shè)置。通過(guò)使應(yīng)用于溝槽部分的蓋在平坦表面和突起表面之間互換，耦合器在高耦合能級(jí)和低耦合能級(jí)之間可選。
文檔編號(hào)H01P5/04GK102640349SQ201180004571
公開日2012年8月15日 申請(qǐng)日期2011年9月8日 優(yōu)先權(quán)日2010年10月11日
發(fā)明者R·布蘭道 申請(qǐng)人:安德魯有限責(zé)任公司