專利名稱：一種印制電路板集成分支線耦合器的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及無源微波元件技術領域，特別是指一種印制電路板(PCB)集成分支線耦合器。
背景技術：
在射頻領域，如室外基站、室內覆蓋設備、直放站等，尤其是在功放及接收前端的典型平衡放大器電路中，需要大量應用耦合器器件，以實現射頻電路的分路和合路，一種能夠實現射頻電路分路和合路的耦合器就是分支線耦合器。
分支線耦合器是一種四端口，3dB，90度等功分耦合器，其結構如圖1所示。從圖1中可以看出分支線耦合器由8段傳輸線組成，包括四個端口的接入傳輸線101、102、103和104，以及將每兩個端口連接在一起的傳輸線105、106、107和108。其中，傳輸線通過圖1所示的分支線耦合器，可以實現電路的分路和合路，由于分支線耦合器實現分路和合路的具體原理為本領域的公知技術，這里不再對其詳細說明。
從圖1中可以看出，分支線耦合器有阻抗和λ/4波長的要求，對于波長的要求導致了分支線耦合器尺寸上的局限。如果分支線耦合器應用的頻率高，其尺寸就小，可以很方便地集成到PCB表面，不會由于在PCB表面由于分支線耦合器所占用面積過大，而影響PCB表面其他線路和器件的布局。
所以現有技術中，在較高頻段，例如大于3G的頻段范圍內，在PCB中通常采用將分支線耦合器集成在表面，實現微波的合路和分路，由于集成后的分支線耦合器的結構與圖1相同，這里不再對PCB集成分支線耦合器的結構進行說明。
但是在較低頻段，由于波長較大，而分支線耦合器的尺寸有λ/4波長要求，就導致了在較低頻段應用分支線耦合器時，分支線耦合器的尺寸較大。所以在較低頻段，將分支線耦合器集成在PCB表面后，占用的PCB表面面積過大，影響了PCB的布局，極大地限制了分支線耦合器在PCB中的應用。
實用新型內容有鑒于此，本實用新型的目的在于提供一種PCB集成分支線耦合器，該PCB集成分支線耦合器能夠使PCB線路布局靈活，增加分支線耦合器在PCB中的應用。
為了達到上述目的，本實用新型提供了一種PCB集成分支線耦合器，該PCB集成分支線耦合器包括第一耦合器電路21，設置于PCB的第一布線層240；第二耦合器電路22，設置于PCB的第二布線層241；金屬化過孔23，設置在第一布線層240和第二布線層241之間，用于連接第一耦合器電路21和第二耦合器電路22。
上述第一耦合器電路21可以包括與第一端口201連接的第一傳輸線211和與第二端口202連接的第二傳輸線212，連接第一傳輸線211和第二傳輸線212的第三傳輸線213，以及與第一傳輸線211和第三傳輸線213的連接點相連接的第四傳輸線214，和與第二傳輸線212和第三傳輸線213的連接點相連接的第五傳輸線215；上述第二耦合器電路22可以包括與第三端口203連接的第六傳輸線221和與第四端口204連接的第七傳輸線222，連接第六傳輸線221和第七傳輸線222的第八傳輸線223，以及與第六傳輸線221和第八傳輸線223的連接點相連接的第九傳輸線224，和與第七傳輸線222和第八傳輸線223的連接點相連接的第十傳輸線225；上述金屬化過孔23可以包括第一金屬化過孔231，用于連接上述第一耦合器電路21中的第四傳輸線214和上述第二耦合器電路22中的第九傳輸線224；第二金屬化過孔232，用于連接上述第一耦合器電路21中的第五傳輸線215和上述第二耦合器電路22中的第十傳輸線225。
上述傳輸線可以為微帶線或帶狀線。
上述第一布線層240可以為PCB表面的布線層或PCB中間的布線層；上述第二布線層241也可以為PCB表面的布線層或PCB中間的布線層。
較佳地，上述PCB為六層或大于六層時；上述第一布線層240和第二布線層241為PCB的中間布線層；上述第一耦合器電路21和第二耦合器電路22為帶狀線結構。
較佳地，上述PCB為四層時；上述第一布線層240和第二布線層241分別為PCB上表面和下表面的布線層；上述第一耦合器電路21和第二耦合器電路22為微帶線結構。
從以上技術方案可以看出，本實用新型中，通過將第一耦合器電路21和第二耦合器電路22，設置于PCB的不同布線層上，并通過金屬化過孔23連接第一耦合器電路21和第二耦合器電路22，組合成分支線耦合器，由于第一耦合器電路21的面積和第二耦合器電路22的面積，都小于原有的分支線耦合器的面積，且由于第一耦合器電路21和第二耦合器電路22設置于不同的布線層上，減小了分支線耦合器在PCB的一個布線層上所占的面積，減小的面積可以用于布置其他線路或器件，從而實現了靈活的PCB布局，增加了PCB分支線耦合器的應用；進而，本實用新型通過將耦合器電路設置于PCB的內部層面上，從而不需要占用PCB表面的面積，更加靈活地實現了PCB線路布局，并進一步增加了PCB分支線耦合器的應用。


圖1為現有技術的分支線耦合器結構圖；
圖2為本實用新型的PCB集成分支線耦合器組成結構圖；圖3為本實用新型的PCB集成分支線耦合器具體組成結構圖；圖4為本實用新型的PCB集成分支線耦合器一種具體應用的剖面圖；圖5為本實用新型的PCB集成分支線耦合器另一種具體應用的剖面圖。
具體實施方式
為使本實用新型的目的、技術方案和優點更加清楚，
以下結合附圖對本實用新型作進一步的詳細描述。
本實用新型的PCB集成分支線耦合器如圖2所示，包括設置于PCB中第一布線層240的第一耦合器電路21、設置于PCB中第二布線層241的第二耦合器電路22，以及連接第一耦合器電路21和第二耦合器電路22的金屬化過孔23。
上述PCB分支線耦合器的各組成部分的具體結構如圖3所示，其中第一耦合器電路21包括兩個端口201和202的接入傳輸線211和212，連接傳輸線211和212的傳輸線213，以及兩段傳輸線214和215，該第一耦合器電路21設置于PCB的第一布線層。其中，傳輸線211和傳輸線212分別對應于圖1中的傳輸線101和傳輸線104，傳輸線213對應于圖1中的傳輸線108。
第二耦合器電路22的結構與第一耦合器電路21結構對稱，包括兩個端口203和204的接入傳輸線221和222，連接傳輸線221和222的傳輸線223，以及兩段傳輸線224和225，該第二耦合器電路22設置于PCB的第二布線層。其中，傳輸線221和傳輸線222分別對應于圖1中的傳輸線102和傳輸線103，傳輸線223對應于圖1中的傳輸線106。
金屬化過孔23包括兩個相同的金屬化過孔231和232，其中金屬化過孔231用于穿過第一布線層和第二布線層之間的其他層，連接第一耦合器電路21中的傳輸線214和第二耦合器電路22中的傳輸線224，連接后的由傳輸線214、金屬化過孔231和傳輸線224所組成的結構等效于圖1中的傳輸線105；金屬化過孔232用于穿過第一布線層和第二布線層之間的其他層，連接第一耦合器電路21中的傳輸線215和第二耦合器電路22中的傳輸線225，連接后的由傳輸線215、金屬化過孔232和傳輸線225所組成的結構等效于圖1中的傳輸線107。
由于分支線耦合器有阻抗和λ/4波長的要求，所以在根據本實用新型進行PCB設計時，要保證通過金屬化過孔23連接第一耦合器電路21和第二耦合器電路22后，各部分仍然滿足圖1中所示分支線耦合器的阻抗和λ/4波長要求。此外，由于將傳輸線和金屬化過孔組合成的結構等效于傳輸線的計算方法，為本領域的公知技術，所以如何具體的計算金屬化過孔和各段傳輸線的阻抗和尺寸這里不再說明。
上述第一耦合器電路21和第二耦合器電路22可以分別設置于PCB的上表面和下表面的布線層，也可以都設置于PCB的中間布線層，還可以分別設置于表面的布線層和中間的布線層。以下通過附圖分別對其進行說明。
如圖4所示，為本實用新型的PCB集成分支線耦合器設置于PCB表面布線層后的PCB結構剖面圖。在圖4中，第一耦合器電路21設置于PCB板的上表面，第二耦合器22設置于PCB板的下表面，金屬化過孔23通過介質層和金屬地連接第一耦合器21和第二耦合器22。由于第一耦合器電路21和第二耦合器電路22設置于PCB的表面的布線層，所以兩者均為微帶線結構。
圖4中所示的結構為四層PCB結構，在更多層的PCB中，本實用新型分支線耦合器的應用，與在四層PCB中的應用，區別僅僅在于金屬化過孔23穿過的介質層數和金屬地層數的不同，在其實現過程中，參照圖4實現即可。
在圖5中，通過在PCB的上下兩個表面設置本實用新型中的第一耦合器電路21和第二耦合器電路22，而不是將分支線耦合器設置于同一個層上，為在PCB的上下兩個表面再設置其他電路提供了方便，增加了分支線耦合器的應用。
隨著技術的進步，對于PCB的面積要求越來越高，為了進一步減小PCB的面積，本實用新型在更多層PCB中的應用，不僅可以將第一耦合器電路21和第二耦合器電路22設置于PCB的表面，還可以將第一耦合器電路21和第二耦合器電路22分別設置于PCB內部的布線層上。由于通常情況下，需要在PCB表面布局的線路和元件，要遠遠多于需要布局在PCB內部的線路和元件，所以通過將PCB集成分支線耦合器設置于PCB內部的布線層，就可以實現PCB分支線耦合器不占用PCB表面面積，為PCB的布局提供了極大的便利。
如圖5所示，為本實用新型的PCB集成分支線耦合器設置于六層PCB內部布線層的PCB結構剖面圖，從圖中可以看出，第一耦合器電路21和第二耦合器電路22分別設置于六層PCB內部的不同布線層上，兩者通過過孔23相連接。
在圖5中，由于第一耦合器電路21和第二耦合器電路22都是設置于PCB中間的布線層，所以這兩個電路的傳輸線為帶狀線。
此外，本實用新型分支線耦合器在八層、十層、十二層甚至更多層PCB中的應用參照圖5實現即可，不再另行說明。雖然在圖5所示的結構中，第一耦合器電路21和第二耦合器電路22之間相隔了兩個介質層和一個金屬地，在實際應用過程中，并不限制第一耦合器電路21和第二耦合器電路22之間只相隔兩個介質層和一個金屬地，兩者之間也可以相隔更多的介質層和金屬地，只是無論相隔多少個介質層和多少個金屬地，第一耦合器電路21、第二耦合器電路22和連接兩者的金屬化過孔23在具體設計過程中，要滿足分支線耦合器的阻抗和λ/4波長要求。
通過上述方案可以看出，由于分支線耦合器的第一耦合器電路21和第二耦合器電路22可以分別設計在多層PCB板的不同中間布線層上，從而使得分支線耦合器可以不占用PCB表面的面積，大大增加了PCB布局的靈活性，也進一步增加了PCB集成分支線耦合器的應用。
在具體的實施過程中可對根據本實用新型的方法進行適當的改進，以適應具體情況的具體需要。因此可以理解，根據本實用新型的具體實施方式
只是起示范作用，并不用以限制本實用新型的保護范圍。
權利要求1.一種印制電路板集成分支線耦合器，其特征在于，該印制電路板集成分支線耦合器包括第一耦合器電路(21)，設置于印制電路板的第一布線層(240)；第二耦合器電路(22)，設置于印制電路板的第二布線層(241)；金屬化過孔(23)，設置在第一布線層(240)和第二布線層(241)之間，用于連接第一耦合器電路(21)和第二耦合器電路(22)。
2.根據權利要求1所述的印制電路板集成分支線耦合器，其特征在于，所述第一耦合器電路(21)包括與第一端口(201)連接的第一傳輸線(211)和與第二端口(202)連接的第二傳輸線(212)，連接第一傳輸線(211)和第二傳輸線(212)的第三傳輸線(213)，以及與第一傳輸線(211)和第三傳輸線(213)的連接點相連接的第四傳輸線(214)，和與第二傳輸線(212)和第三傳輸線(213)的連接點相連接的第五傳輸線(215)；所述第二耦合器電路(22)包括與第三端口(203)連接的第六傳輸線(221)和與第四端口(204)連接的第七傳輸線(222)，連接第六傳輸線(221)和第七傳輸線(222)的第八傳輸線(223)，以及與第六傳輸線(221)和第八傳輸線(223)的連接點相連接的第九傳輸線(224)，和與第七傳輸線(222)和第八傳輸線(223)的連接點相連接的第十傳輸線(225)；所述金屬化過孔(23)包括第一金屬化過孔(231)，用于連接所述第一耦合器電路(21)中的第四傳輸線(214)和所述第二耦合器電路(22)中的第九傳輸線(224)；第二金屬化過孔(232)，用于連接所述第一耦合器電路(21)中的第五傳輸線(215)和所述第二耦合器電路(22)中的第十傳輸線(225)。
3.根據權利要求2所述的印制電路板集成分支線耦合器，其特征在于，所述的傳輸線為微帶線或帶狀線。
4.根據權利要求1所述的印制電路板集成分支線耦合器，其特征在于，所述第一布線層(240)為印制電路板表面的布線層或印制電路板中間的布線層；所述第二布線層(241)為印制電路板表面的布線層或印制電路板中間的布線層。
5.根據權利要求1所述的印制電路板集成分支線耦合器，其特征在于，所述印制電路板為六層或大于六層；所述第一布線層(240)和第二布線層(241)為印制電路板的中間布線層；所述第一耦合器電路(21)和第二耦合器電路(22)為帶狀線結構。
6.根據權利要求1所述的印制電路板集成分支線耦合器，其特征在于，所述印制電路板為四層；所述第一布線層(240)和第二布線層(241)分別為印制電路板上表面和下表面的布線層；所述第一耦合器電路(21)和第二耦合器電路(22)為微帶線結構。
專利摘要本實用新型公開了一種PCB集成分支線耦合器，該PCB集成分支線耦合器包括第一耦合器電路(21)，設置于PCB的第一布線層(240)；第二耦合器電路(22)，設置于PCB的第二布線層(241)；金屬化過孔(23)，設置在第一布線和第二布線層之間，用于連接第一耦合器電路和第二耦合器電路。本實用新型中，通過將第一耦合器電路和第二耦合器電路設置于PCB的不同布線層上，并通過金屬化過孔連接第一耦合器電路和第二耦合器電路，由于兩個耦合器電路的面積，都小于原有的分支線耦合器的面積，減小了分支線耦合器在PCB的一個布線層上所占的面積，減小的面積可以用于布置其他線路或器件，從而實現了靈活的PCB布局，增加了PCB分支線耦合器的應用。
文檔編號H05K3/32GK2798334SQ20052001725
公開日2006年7月19日 申請日期2005年4月26日 優先權日2005年4月26日
發明者岳陵, 趙慧 申請人:華為技術有限公司