本發(fā)明涉及微波領(lǐng)域，尤其涉及一種微波信號耦合裝置。

背景技術(shù)：

隨著微波技術(shù)的發(fā)展和進(jìn)步，微波固態(tài)組件已經(jīng)大規(guī)模應(yīng)用到雷達(dá)、通訊、氣象、安全檢測等行業(yè)，給我們的日常生活帶來了更多安全和方便。隨著社會(huì)的發(fā)展和進(jìn)步，各個(gè)行業(yè)也對各類微波固態(tài)組件功能先進(jìn)性和質(zhì)量穩(wěn)定性提出了更高的要求，以應(yīng)對日新月異的社會(huì)發(fā)展。

目前各類微波固態(tài)組件都存在測試方法復(fù)雜、功能單一、產(chǎn)品的質(zhì)量穩(wěn)定性差等問題。這些現(xiàn)實(shí)的問題都促使著微波器件向功能先進(jìn)，質(zhì)量穩(wěn)定的方向更新?lián)Q代。微波信號耦合器是微波固態(tài)組件中的一個(gè)重要器件?，F(xiàn)在市場上多數(shù)耦合器都是四端口器件分別是：輸入端、輸出端、耦合端、匹配端，其中耦合端是檢查組件功能唯一的端口。耦合端口輸出的信號是微波信號，此信號不能直接用作控制信號，需要經(jīng)過高頻電纜傳輸?shù)綑z波器V1，然后檢波出連續(xù)或脈沖電壓信號作為控制信號，這也是終端顯示系統(tǒng)直接指示或判斷微波組件工作狀態(tài)的控制信號。高頻電纜和檢波器V1都是貴重器件，而且微波信號傳輸對器件的要求很高，例如：電纜的接地不牢靠，接頭松動(dòng)都會(huì)造成微波信號無法傳輸。給組件增加故障隱患。此類耦合器功能也比較單一，也無法滿足微波固態(tài)組件發(fā)展的需要。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題在于傳統(tǒng)的微波固態(tài)組件測試方法復(fù)雜、功能單一、產(chǎn)品的質(zhì)量穩(wěn)定性差等問題，因此在此提供一種微波信號耦合裝置。

一種微波信號耦合裝置，包括微帶板和傳輸微帶，其特征在于，還包括耦合器、分配器、π衰減器、檢波器V1、濾波電路、接地微帶、電阻R6且均設(shè)置在微帶板上，所述分配器包括分配器第一輸出端和第二輸出端；所述π衰減器和濾波電路均包括輸入端、輸出端、接地端，所述接地端與接地微帶連接；

所述耦合器包括輸入端和三個(gè)輸出端，所述三個(gè)輸出端分別為耦合器第一輸出端、耦合器第二輸出端、耦合器第三輸出端，所述耦合器的第一輸入端作為整個(gè)裝置的輸入端，所述耦合器第二輸出端作為整個(gè)裝置的第一輸出端，所述耦合器第二輸出端與分配器的輸入端連接，所述耦合器第三輸出端通過傳輸微帶與電阻R6連接；

所述分配器的第一輸出端作為裝置的第二輸出端，所述分配器的第二輸出端、π衰減器的輸入端、π衰減器的輸出端、檢波器V1、濾波電路的輸入端逐一通過傳輸微帶串聯(lián)連接，所述濾波電路的輸出端通過傳輸微帶與裝置的第三輸出端連接。

優(yōu)化的，還包括隔離電阻R1，所述隔離電阻R1設(shè)置在分配器第一輸出端和第二輸出端之間。

優(yōu)化的，所述分配器為1：2分配器。

優(yōu)化的，所述耦合器包括主微帶和耦合微帶，所述耦合器的第一輸入端為主微帶的輸入端，所述耦合器的第一輸出端為主微帶的輸出端，所述耦合器的第二輸出端為耦合微帶的第一輸出端，所述耦合器的第三輸出端為耦合微帶的第二輸出端。

優(yōu)化的，所述π衰減器包括電阻R2、電阻R3、電阻R4，所述電阻R2左端通過傳輸微帶與分配器的第二輸出端連接，右端通過傳輸微帶與檢波器V1左端連接，所述電阻R3一端與電阻R2的左端連接，另一端與接地微帶連接，所述電阻R4的一端與電阻R2的右端連接，另一端與接地微帶連接。

優(yōu)化的，所述濾波電路包括電阻R5和濾波電容C1，所述電阻R5和電容C1并聯(lián)連接，并聯(lián)后一端與裝置的第三輸出端左側(cè)的傳輸微帶連接，另一端與接地微帶連接。

優(yōu)化的，所述裝置的輸入端、第一輸出端、第二輸出端、第三輸出端均使用SMA接頭。

優(yōu)化的，還包括金屬盒體、金屬盒體匹配的金屬蓋板、螺釘，所述微帶板上設(shè)置過孔，所述金屬盒體底部與過孔相對的位置設(shè)置有與螺釘匹配的螺紋孔，所述穿過過孔將微帶板固定在金屬盒體內(nèi)。

優(yōu)化的，所述檢波器V1為檢波二極管，所述的檢波二極管的型號為2H10673。

優(yōu)化的，所述電阻R6為法蘭盤結(jié)構(gòu)，所述電阻R6通過螺釘固定在金屬盒體內(nèi)。

優(yōu)化的，所述裝置的頻段為2-3GHz；

所述耦合微帶包括第三部分微帶、第四部分微帶、第五部分微帶，所述第三部分微帶右端、第四部分微帶、第五部分微帶左端依次逐一并行連接，其中第三部分微帶的長度L3為6.1mm，寬度W2為1.9mm；第四部分微帶的長度L4為2.5mm，寬度W3為3mm，第五部分微帶的長度L5為16.4mm，寬度W4為2.4mm；

主微帶包括第六部分微帶、第七部分微帶、第八部分微帶，所述第六部分微帶右端、第七部分微帶、第八部分微帶左端依次逐一并行連接，其中第六部分微帶的長度L6為15.2mm，寬度W5為1.9mm，第七部分微帶的長度L7為2.5mm，寬度W6為3mm；第八部分微帶的長度L8為16.4mm，寬度W7為2.4mm；

主微帶和耦合微帶之間的距離如下，所述第三部分微帶與第六部分微帶之間的寬度S1為3mm，第四部分微帶與第七部分微帶之間的寬度S2為2.4mm，第五部分微帶與第八部分微帶之間的寬度S3為2.4mm；

分配器2由第一部分微帶和第二部分微帶組成，第一部分微帶和第二部分微帶對稱設(shè)置，第一部分微帶的長度L2＝16.5mm，寬度W1為1.4mm，分配器2的總寬度L1為9.1mm；

所述主微帶的輸入端設(shè)置在第六部分微帶的左端，所述主微帶的輸出端設(shè)置在第八部分微帶的右端，所述耦合微帶的第一輸出端為第三部分微帶的左端，所述耦合微帶的第二輸出端為第五部分微帶的右端。

本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于：

(1)本發(fā)明該具有功能先進(jìn)、質(zhì)量可靠、使用方便、適用廣泛。本發(fā)明能夠?qū)崿F(xiàn)兩個(gè)端口輸出耦合信號，裝置的第三路輸出端輸出連續(xù)或脈沖電壓信號，可以直接傳送給監(jiān)控電路，處理后用作終端系統(tǒng)監(jiān)控信號或微波固態(tài)組件工作的指示信號；裝置的第二路輸出端輸出的是微波信號，可以傳送到組件對外端口，可以在組件正常工作時(shí)檢測組件輸出功率。同時(shí)本發(fā)明也可以用在微波測試系統(tǒng)搭建及外場測試過程中用作控制及檢測信號的工裝。

(2)本發(fā)明中電阻R1能對分配器兩輸出端進(jìn)行信號隔離，一路出現(xiàn)短路、失配等情況，另一路能正常工作。

(3)本發(fā)明中分配器可以包括多個(gè)輸出端口，這樣可以輸出多路經(jīng)過耦合的耦合信號，在本方案中分配器為1：2分配器，這樣結(jié)構(gòu)簡單，能夠?qū)崿F(xiàn)耦合信號、連續(xù)或脈沖電壓信號作為兩路分別輸出。

(4)本發(fā)明中π衰減器可以根據(jù)要求更換電阻的阻值可以實(shí)現(xiàn)任意衰減，用來滿足下一級檢波器V1的輸入功率要求。

(5)本發(fā)明中濾波電路對電路中的高頻信號進(jìn)行濾除，防止高頻信號對電壓信號的干擾。

(6)本發(fā)明中裝置的輸入端和輸出端均使用SMA接頭，更詳細(xì)的，所述的SMA接頭均為陰型接頭，這樣可以直接用電纜連接。

(7)本發(fā)明中本裝置頻段為2-3GHz，其中耦合器、分配器的微帶長度和寬度是固定的。

附圖說明

圖1是本發(fā)明中微帶結(jié)構(gòu)圖；

圖2是本發(fā)明中微帶結(jié)構(gòu)圖；

圖3是微波信號耦合裝置的結(jié)構(gòu)圖。

具體實(shí)施方式

如圖1-3所示，一種微波信號耦合裝置，包括微帶板7、傳輸微帶4、耦合器1、分配器2、π衰減器5、檢波器V1、濾波電路6、接地微帶3、電阻R6，傳輸微帶4、耦合器1、分配器2、π衰減器5、檢波器V1、濾波電路6、接地微帶3、電阻R6均設(shè)置在微帶板7上。

分配器2包括分配器第一輸出端和第二輸出端，分配器第一輸出端和第二輸出端之間設(shè)置有隔離電阻R1。分配器2可以包括多個(gè)輸出端口，這樣可以輸出多路經(jīng)過耦合的耦合信號，優(yōu)化的，在本方案中分配器2為1：2分配器，這樣結(jié)構(gòu)簡單，能夠?qū)崿F(xiàn)耦合信號、連續(xù)或脈沖電壓信號作為兩路分別輸出。電阻R1能對分配器2兩輸出端進(jìn)行信號隔離，一路出現(xiàn)短路、失配等情況，另一路能正常工作。

π衰減器5和濾波電路6均包括輸入端、輸出端、接地端，π衰減器5和濾波電路6的接地端與接地微帶3連接。π衰減器5可以根據(jù)要求更換電阻的阻值可以實(shí)現(xiàn)任意衰減，用來滿足下一級檢波器V1的輸入功率要求。

π衰減器包括電阻R2、電阻R3、電阻R4，電阻R2左端通過傳輸微帶4與分配器2的第二輸出端連接，右端通過傳輸微帶與檢波器V1左端連接，電阻R3一端與電阻R2的左端連接，另一端與接地微帶3連接，電阻R4的一端與電阻R2的右端連接，另一端與接地微帶4連接。

濾波電路6包括電阻R5和濾波電容C1，電阻R5和電容C1并聯(lián)連接，并聯(lián)后一端與裝置的第三輸出端94左側(cè)的傳輸微帶4連接，另一端與接地微帶4連接。濾波電路6對電路中的高頻信號進(jìn)行濾除，防止高頻信號對電壓信號的干擾。

耦合器1包括輸入端和三個(gè)輸出端，三個(gè)輸出端分別為耦合器第一輸出端、耦合器第二輸出端、耦合器第三輸出端，耦合器1的第一輸入端作為整個(gè)裝置的輸入端91，耦合器1第二輸出端作為整個(gè)裝置的第一輸出端92，耦合器1的第二輸出端與分配器2的輸入端連接，耦合器1的第三輸出端通過傳輸微帶4與電阻R6連接；

分配器2的第一輸出端作為裝置的第二輸出端93，分配器2的第二輸出端、π衰減器5的輸入端、π衰減器5的輸出端、檢波器V1、濾波電路6的輸入端逐一通過傳輸微帶4串聯(lián)連接，濾波電路6的輸出端通過傳輸微帶4與裝置的第三輸出端94連接。

耦合器包括主微帶101和耦合微帶102，耦合器1的第一輸入端為主微帶101的輸入端，耦合器1的第一輸出端為主微帶101的輸出端，耦合器1的第二輸出端為耦合微帶102的第一輸出端，耦合器1的第三輸出端為耦合微帶102的第二輸出端。

優(yōu)化的，檢波器V1為檢波二極管，所述的檢波二極管的型號為2H10673。

優(yōu)化的，裝置的輸入端、第一輸出端、第二輸出端、第三輸出端均使用SMA接頭。更詳細(xì)的，該SMA接頭均為陰型接頭，這樣可以直接用電纜連接。

還包括金屬盒體8、金屬盒體8匹配的金屬蓋板(圖中未示出)、螺釘11，微帶板7上設(shè)置過孔，金屬盒體8底部與過孔相對的位置設(shè)置有與螺釘11匹配的螺紋孔，穿過過孔將微帶板7固定在金屬盒體內(nèi)。電阻R6為法蘭盤結(jié)構(gòu)，電阻R6通過螺釘22固定在金屬盒體8內(nèi)。金屬盒體8側(cè)壁上開設(shè)有孔，SMA接頭穿過孔與微帶板7連接，并且SMA接頭通過孔固定在金屬盒體8的側(cè)壁。

金屬蓋板可以采用鋁、銅等材質(zhì)金屬，考慮到金屬氧化，可以采取電鍍不易氧化鍍層或噴涂油漆。金屬蓋板上制作8個(gè)螺釘孔，在金屬盒體相對的位置設(shè)置有與螺釘螺紋匹配的螺紋孔12。

在本實(shí)施方案中，裝置的頻段為2-3GHz，主微帶101和耦合微帶102之間的耦合度為30dB，裝置的輸入端和三個(gè)輸出端形成4端口耦合網(wǎng)絡(luò)。裝置的第二輸出端是微波信號耦合端口、裝置的第三輸出端是連續(xù)或脈沖電壓信號耦合端口，該4個(gè)端口的匹配阻抗都是50Ω。

耦合微帶102包括第三部分微帶、第四部分微帶、第五部分微帶，第三部分微帶右端、第四部分微帶、第五部分微帶左端依次逐一并行連接，其中第三部分微帶的長度L3為6.1mm，寬度W2為1.9mm；第四部分微帶的長度L4為2.5mm，寬度W3為3mm，第五部分微帶的長度L5為16.4mm，寬度W4為2.4mm。

主微帶101包括第六部分微帶、第七部分微帶、第八部分微帶，第六部分微帶右端、第七部分微帶、第八部分微帶左端依次逐一并行連接，其中第六部分微帶的長度L6為15.2mm，寬度W5為1.9mm，第七部分微帶的長度L7為2.5mm，寬度W6為3mm；第八部分微帶的長度L8為16.4mm，寬度W7為2.4mm。

主微帶101和耦合微帶102之間的距離如下，第三部分微帶與第六部分微帶之間的寬度S1為3mm，第四部分微帶與第七部分微帶之間的寬度S2為2.4mm，第五部分微帶與第八部分微帶之間的寬度S3為2.4mm。

分配器2由第一部分微帶和第二部分微帶組成，第一部分微帶和第二部分微帶對稱設(shè)置，第一部分微帶的長度L2＝16.5mm，寬度W1為1.4mm，分配器2的總寬度L1為9.1mm。

主微帶101的輸入端設(shè)置在第六部分微帶的左端，主微帶101的輸出端設(shè)置在第八部分微帶的右端，耦合微帶102的第一輸出端為第三部分微帶的左端，耦合微帶102的第二輸出端為第五部分微帶的右端。

其中電阻R1阻值為100Ω，尺寸為81-7008TC。

π衰減器5中，R2＝39Ω、R3＝R4＝150Ω，組成6dB衰減網(wǎng)絡(luò)；該衰減網(wǎng)絡(luò)最大的優(yōu)點(diǎn)就是根據(jù)要求更換電阻的阻值可以實(shí)現(xiàn)任意衰減，用來滿足下一級檢波二極管的輸入功率要求。

檢波二極管的功能是輸入10-23dBm微波信號輸出為0.8-1V的連續(xù)或脈沖電壓信號。該檢波二級管采取微帶式封裝設(shè)計(jì)，易焊接，可直接焊接在微帶板7上。

其中濾波電路中，電阻R5為5.1KΩ，電容C1為100pF，封裝分別為0805，電阻R5和電容C1焊接在微帶板7上。

其中負(fù)載R6是耦合器匹配端口的吸收負(fù)載，阻值為50Ω，尺寸為32-1121，額定功率為50W。電路失配情況下吸收少量的微波信號，本裝置的輸入功率不大于2000W。

如果裝置的輸入端輸入1000W(1000W＝60dBm)，裝置的第一輸出端92后端連接大功率器件，本耦合器的耦合度為30dB，耦合微帶的第一輸出端輸出的耦合功率為1W(1W＝30dBm＝60dBm-30dB)，然后經(jīng)過3dB分配器2的衰減后，分配器的第一輸出端和分配器的第二輸出端輸出的功率均為0.5W(0.5W＝27dBm＝30dBm-3dB)，電阻R1阻值為100歐姆，它的作用就是使分配器2的第一輸出端和分配器2的第二輸出端兩端口相互隔離，兩端口的隔離度為10log100＝20dB，當(dāng)一個(gè)端口出現(xiàn)短路、開路、失配的情況，它能使另一個(gè)端口正常工作。同時(shí)分配器2的第二輸出端經(jīng)過π衰減器5在本方案中設(shè)置為6dB，裝置的第三輸出端94的功率為0.125W(0.125W＝21vdBm＝27dBm-6dB)，此耦合微波信號經(jīng)過檢波二極管輸出連續(xù)或脈沖電壓信號，濾波電路6對高頻信號進(jìn)行濾除，裝置的第三輸出端輸出的信號就是0.8-1v連續(xù)或脈沖電壓信號。該耦合裝置允許輸入不大于2000W的任意功率，各個(gè)節(jié)點(diǎn)的微波信號大小計(jì)算方法相同。

以上僅為本發(fā)明創(chuàng)造的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本發(fā)明創(chuàng)造，凡在本發(fā)明創(chuàng)造的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明創(chuàng)造的保護(hù)范圍之內(nèi)。