BRPI0710351A2

BRPI0710351A2 - acoplador direcional

Info

Publication number: BRPI0710351A2
Application number: BRPI0710351-4A
Authority: BR
Inventors: Erkki Niiranen
Original assignee: Powerwave Comtek Oy
Priority date: 2006-05-12
Filing date: 2007-04-23
Publication date: 2011-08-09
Also published as: WO2007132061A1; BRPI0710351A8; EP2022130A1; CN101443951B; US7821354B2; US20090146758A1; CN101443951A; FI124514B; FI20065317L; EP2022130A4; FI20065317A0; EP2022130B1

Abstract

<B>ACOPLADOR DIRECIONAL<D> Acoplador direcional (500), que compreende um substrato dielétrico (501) na parte superior de uma placa de metal (510), funciona como plano de aterramento. O caminho de transmissão é uma linha suspensa de fitas, de maneira que existe um recesso no plano de aterramento abaixo do condutor de transmissão (520) que se situa na superfície do substrato. O condutor sensor (530) é uma fita condutora de dimensões muito pequenas na superfície do substrato. Foi conectada em sua extremidade frontal com a porta de medição (P3) e a partir de sua extremidade traseira por meio de um resistor de terminação (550) a uma pequena fita de aterramento (515) . A fita de aterramento está próxima ao condutor sensor no lado da porta de saída (P2) do acoplador direcional. Com esta estrutura assimétrica, é obtida alguma diretividade, apesar das pequenas dimensões do condutor sensor. Também, abaixo do condutor sensor (530) existe um recesso (506) no plano de aterramento, que liga o recesso abaixo ao condutor de transmissão (520) . Dimensionando adequadamente o recesso abaixo do condutor sensor, as velocidades das formas de onda pares e ímpares que ocorrem na linha constituída por este e o plano de aterramento, são obtidas iguais, podendo assim ser aperfeiçoada a diretividade, O acoplador direcional economiza espaço na placa de circuitos. Como o substrato, pode ser usado um material comum de placa de circuitos, de acordo com o que a placa pode ter, além do acoplador direcional, também outras peças de circuitos de radiofreqúéncia. O acoplador direcional não exige sintonização na produção.

Description

ACOPLADOR DIRECIONAL

A invenção se refere a um acoplador direcionalusado em circuitos de radiofreqüência.

O acoplador direcional é um arranjo relativo a umcaminho de transmissão de um campo eletromagnético deradiofreqüência. Dã um a sinal de medição do nível que éproporcional à resistência de um campo que se propaga em umadeterminada direção no caminho de transmissão. Em princípio, umcampo que se propaga na direção oposta ao caminho de transmissãonão afeta o nível do sinal de medição. 0 acoplador direcional tempelo menos três portas: uma entrada, uma saída e uma porta demedição. A energia de um sinal que se dirige à porta de entrada éconduzida quase totalmente pelo acoplador até a porta de saída, euma pequena parte dessa energia é transferida para a porta demedição. A parte do acoplador direcional entre as portas deentrada e de saída é, ao mesmo tempo, parte do caminho detransmissão de um equipamento de rádio que continua, por exemplo,até a antena de um transmissor. Então, é recebido um sinal demedição proporcional à potência real do campo que se propaga nadireção da antena a partir da porta de medição, sinal que pode serusado com objetivos de controle do transmissor. A precisão doajuste é parcialmente dependente da qualidade do acopladordirecional, isto é, de quão completamente é eliminado o efeito docampo que se propaga na direção oposta com relação ao campo a sermedido.

Nesta descrição e nas reivindicações,"sinal/campo para frente" significa um sinal/campo que se propagaa partir da porta de entrada até a porta de saída do acopladordirecional, e "sinal/campo reverso" significa o sinal/campo que sepropaga a partir da porta de saída até a porta de entrada doacoplador direcional.

Um acoplador direcional pode ser projetado devárias maneiras. A maioria delas se baseia na utilização de linhasde transmissão de comprimento de quarto de onda. A Fig. 1 mostraum exemplo desse conhecido acoplador direcional. Nele, o caminhode transmissão do sinal a ser medido compreende o condutor detransmissão 120, que é uma fita condutora na superfície superiorda placa de circuitos PCB, e o terra de sinalização GND queconsiste na superfície condutora inferior da placa de circuitos. Aextremidade frontal do condutor de transmissão 120 em conjunto comum sinal local terra constitui a porta de entrada Pl do acopladordirecional. Da mesma forma, a extremidade traseira do condutor detransmissão em conjunto com o terra de sinalização constitui aporta de saída P2 do acoplador direcional. Além disso, nasuperfície superior da placa de circuitos PCB, existe uma segundafita condutora 130 paralela ao condutor de transmissão, cujocomprimento da fita condutora um quarto do comprimento de onda λnas freqüências de operação do acoplador direcional. A distânciaentre as fitas condutoras 120 e 130 é, por exemplo, um décimo desua distância à terra. A segunda fita condutora 130 continua emseu caminho para longe do condutor de transmissão. A primeiraextensão 135 finaliza na terceira porta, ou na porta de mediçãoP3. Quando o acoplador direcional estiver em uso, um circuito éacoplado à porta de medição, cuja impedância do circuito Z é igualà impedância característica Z0 das linhas de transmissão formadaspelas fitas condutoras do acoplador direcional em conjunto com oterra de sinalização e o meio. A segunda extensão 13 6 da segundafita condutora termina na quarta porta P4, também denominada napresente de porta isolada. Assim, o acoplador direcional doexemplo tem quatro portas, como também a maioria dos demaisacopladores direcionais.

A segunda fita condutora 13 0 atua como condutorsensor: devido ao acoplamento eletromagnético entre ele e condutorde transmissão, parte da energia enviada à porta de entradatransfere para o circuito do condutor sensor, para as impedânciasde carga das portas P3 e P4. Quando a freqüência do campo parafrente é tal que a condição λ/4 supramencionada e mostrada na Fig.1 é observada, a energia transferida para a porta de medição P3está no máximo, e a energia que se transfere para a porta isoladaP4 está no mínimo. Esta última energia é zero em um acopladorideal, porque as formas de ondas pares e ímpares que ocorrem noacoplador se cancelam na extremidade da porta isolada da linha detransmissão, com base no condutor sensor 130. A diretividade doacoplador se baseia neste fato. Isto é, se existir um camporeverso de igual freqüência no acoplador direcional, quase nenhumaenergia sua é transferida para a porta de medição P3 devido àestrutura simétrica. A qualidade da diretividade é expressa como aproporção do nível do sinal na porta de medição até o nível desinal da porta isolada. Isto é o mesmo que a relação do nível desinal causada pelo campo para frente na porta de medição para onível de sinal causado pelo campo reverso na porta de medição,quando esses campos que se propagam em direções opostas são defreqüências e potências iguais.

A Fig. 2 mostra um exemplo da diretividade e dalargura de banda do acoplador direcional de acordo com a Fig. 1. Afigura mostra as curvas de dois coeficientes de transmissão comofunção da freqüência. A curva 201 mostra a variação do nível desinal na porta de medição em proporção ao nível do sinal deentrada, e a curva 202 mostra a variação do nível de sinal naporta isolada em proporção ao nível do sinal de entrada. Adiferença dos coeficientes expressa em decibéis indica o valor dadiretividade. Pode-se ver nas curvas que a diretividade está emseu máximo em cerca de 2 0 dB, valor somente válido em uma faixa defreqüências cuja largura relativa é somente uma pequenaporcentagem em ambos os lados da freqüência 2,08 GHz quecorrespondem ao quarto de onda. A diretividade ultrapassa o valorde 15 dB na faixa de 1,92-2,25 GHz, cuja largura relativa é cercade 16%. A curva 201 também indica que, na faixa de operação doacoplador direcional, o nível do sinal na porta de medição é cercade 25 dB menor que o nível de sinal que se propaga pelo acoplador.Isto significa que o sinal de medição provoca uma atenuação de0,014 dB no sinal passante.

Se o acoplador direcional for usado em umafreqüência em que o comprimento das partes paralelas das fitascondutoras 120 e 130 corresponda à metade do comprimento de onda,a situação na terceira e na quarta porta se reverte: a energiatransferida para a terceira porta P3 está no mínimo, e a energiaque se transfere para a quarta porta P4 está no máximo. Novamente,se o acoplador direcional for usado em freqüências que sejambaixas quando comparadas à freqüência correspondente aocomprimento do quarto de onda, a diretividade é muito pequena.

O valor da diretividade supramencionado, 20 dB,típico de acopladores direcionais de acordo com a Fig. 1, é aindainsatisfatório. Este valor relativamente modesto é causado pelasformas de onda pares e ímpares que não se cancelam totalmenteentre si no lado da porta isolada, porque a forma de onda ímpartambém se propaga além do meio dielétrico em maior quantidade noar, caso em que sua velocidade é maior. É obtida uma melhorestrutura por sua diretividade se tanto o condutor de transmissãocomo o condutor sensor forem dispostos dentro de um quadrodielétrico, e tanto acima como abaixo existindo um plano de terra.É conhecido um aperfeiçoamento a partir da publicação da patenteUS 6.549.089, em que a indutância é adicionada de forma adequadaentre o condutor transmissor e sensor e a terra. Isto pode serfeito com bobinas ou ramais de linhas de transmissão em curto-circuito menores que o quarto de onda. A sintonia também pode serfeita com capacitores discretos. A sintonia é relativamentedifícil, e aumenta os custos de produção do acoplador direcional.Além disso, suas perdas aumentam quando comparadas à estruturabásica.

As Figs. 3a e 3b mostram um acoplador direcionalconhecido a partir da publicação US 6.822.532 em que o caminho detransmissão é principalmente isolado a ar. O condutor detransmissão 320 é uma fita condutora na superfície superior de umsubstrato dielétrico relativamente fino 301, e o terra desinalização, isto é, o plano de terra GND é uma placa metálicarígida localizada a uma determinada distância do substrato. Nestadescrição e reivindicações, este tipo de linha de transmissão édenominada "linha suspensa de fitas". A Fig. 3a mostra a seçãotransversal da metade da estrutura. Daí parece que a estrutura temduas linhas suspensas de fitas simetricamente: na superfícieinferior do substrato 301 no condutor de transmissão 320 existe umcondutor de fita 33 0 que funciona como o condutor sensor doacoplador direcional, e abaixo do substrato existe um plano deterra similar ao que existe acima. Os planos terra aindaconstituem paredes laterais para a estrutura, de maneira a sercriado um alojamento condutor e fechado. Na Fig. 3b existe umavista superior da placa de circuitos constituída pelo substrato epelas fitas condutoras. O condutor de transmissão 320 passa nomeio da superfície superior do substrato em sua direçãolongitudinal. Perto de uma extremidade da placa, o condutor detransmissão vira para o lado maior da placa, constituindo a portade entrada Pl do acoplador direcional, em conjunto com o terra desinalização. Perto da outra extremidade da placa, o condutor detransmissão gira para o lado maior oposta da placa, constituindo aporta de saída P2 do acoplador direcional em conjunto com o terrade sinalização. A distância das portas de entrada e de saída é oquarto de comprimento de onda. Na superfície superior dosubstrato, também existem duas fitas de aterramento 311, 312 demaneira que o condutor de transmissão passa entre as duas, asfitas estando ligadas ao terra de sinalização a partir de suasbordas externas. Na extremidade ao lado da porta de entrada PI, ocondutor de transmissão 320 e a segunda fita de aterramento 312estão próximas entre si a certa distância. Além disso, o condutorde transmissão tem uma projeção 321 na direção da primeira fita deaterramento 311. De forma correspondente, na extremidade ao ladoda porta de saída P2, o condutor de transmissão e a primeira fitade aterramento 311 estão próximas entre si a certa distância, e ocondutor de transmissão tem uma segunda projeção 322 na direção dasegunda fita de aterramento 312. Com esse tipo de conformação, acapacitância entre o condutor de transmissão e o terra desinalização aumenta em ambas as extremidades do condutor detransmissão, de maneira a reduzir a diferença de velocidades entrea forma de onda par e ímpar. Com relação ao condutor sensor 33 0,existe um arranjo similar na superfície inferior do substrato 301.As extremidades do condutor sensor constituem, com o terra desinalização, a porta de medição P3 e a porta isolada P4 do acoplador direcional.

Os custos da estrutura supramencionada sãoconsideravelmente maiores que os custos dos acopladoresdirecionais da estrutura da placa de circuitos. A desvantagem detodos os acopladores direcionais que usam linhas de comprimento λ/4 é que somente funcionam de maneira satisfatória em uma faixarelativamente estreita de freqüências. Além disso, em muitasaplicações, exigem um espaço inconvenientemente grande.

Pela publicação Fl 20040450, é conhecido umacoplador direcional, em que não são usadas linhas de quarto decomprimento de onda, mas uma sonda relativamente pequenaposicionada no campo do sinal a ser medido. A sonda inclui umresistor e alguma superfície condutora. A Fig. 4 mostra um exemplodeste acoplador direcional constituído em uma placa de circuitos.A placa de circuitos PCB é, neste exemplo, uma placa multicamadas.Em uma de suas intercamadas, existe uma primeira fita condutorareta 42 0 que é o condutor de transmissão do caminho de transmissãoe, paralela à esta, uma fita de aterramento 411 que pertence aoterra de sinalização. Paralela ao condutor de transmissão, em seuoutro lado, pode passar uma segunda fita de aterramento. Além dafita de aterramento, o terra de sinalização compreende asuperfície inferior condutora da placa de circuitos PCB, isto é,um plano de terra. Na superfície superior da placa de circuitos,na parte superior do caminho de transmissão, existe um chipresistor 432 acima do condutor de transmissão 420 e da fita deaterramento 411. A primeira extremidade do resistor está ligada aum primeiro condutor tipo fita de medição 441 e a segundaextremidade a um segundo condutor tipo fita de medição 442. Alinha de medição constituída pelos condutores de medição levam âporta de medição P3 do acoplador direcional. O resistor 432funciona como o resistor de terminação da linha de medição e comoparte da sonda que sente a resistência do campo eletromagnéticoque se propaga no caminho de transmissão. A outra partesubstancial da sonda consiste de um condutor sensor 431 que é umaextensão do primeiro condutor de medição próximo ao resistor, nolado da porta de entrada Pl do acoplador direcional do resistor. Adiretividade se baseia nessa estrutura assimétrica da sonda. Com aestrutura da Fig. 3, é obtida uma boa diretividade em uma grandefaixa de freqüências.

O objetivo da invenção é implementar um acopladordirecional por meio de uma forma nova e vantajosa. 0 acopladordirecional de acordo com a invenção é caracterizado pelo que éapresentado na reivindicação independente 1. Algumas configuraçõesvantajosas da invenção estão descritas nas demais reivindicações.

A idéia básica da invenção é a seguinte: Aestrutura do acoplador direcional compreende um substratodielétrico na parte superior de uma placa metálica que funcionacomo plano de terra. 0 caminho de transmissão é uma linha suspensade fitas, de maneira que existe um recesso no plano de terraabaixo do condutor de transmissão que está na superfície dosubstrato. 0 condutor sensor é uma fita condutora de tamanho muitopequeno na superfície do substrato ou em sua camada. Estáconectado em sua extremidade frontal à porta de medição e em suaextremidade traseira por meio de um resistor de terminação a umapequena fita de aterramento. A fita de aterramento está próxima aocondutor sensor no lado da porta de saída do acoplador direcional.Com tal estrutura assimétrica, é obtida alguma diretividade apesardo pequeno tamanho do condutor sensor. Também, abaixo do condutorsensor existe um recesso no plano de terra, recesso que se une aorecesso abaixo do condutor de transmissão. Dimensionandoadequadamente o recesso abaixo do condutor sensor, as velocidadesdas formas de onda pares e ímpares que ocorrem na linhaconstituída por este e o plano de terra são obtidas as mesmas, eassim a diretividade pode ser melhorada.

Uma vantagem da invenção é que pode serimplementado um acoplador direcional com boa diretividade comdimensões muito pequenas. Isto significa uma considerável economiade espaço na placa de circuitos em que residem as fitas condutorasdo acoplador direcional. Outra vantagem da invenção é que asperdas do acoplador direcional acordadas são relativamente baixas,devido à linha suspensa de fitas usada como caminho detransmissão. Com relação a isto, o material comum admissível daplaca de circuitos no ponto de vista de custos pode ser usado comosubstrato. A partir disso, ainda segue que pode ser implementadauma placa de circuitos, vantajosa do ponto de vista de custos deprodução e de características elétricas, placa que além doacoplador direcional, tem também outras peças de circuitos deradiofreqüência. Outra vantagem de acordo com a invenção, é que oacoplador direcional não requer sintonização na produção, a partirdo que é obtida considerável economia de custos e maiorconfiabilidade.

A invenção será agora descrita em detalhes. Adescrição se refere aos desenhos de acompanhamento, em que

A Fig. 1 mostra um exemplo de um acopladordirecional de acordo com a técnica anterior,

A Fig. 2 mostra um exemplo das características deum acoplador direcional de acordo com a técnica anterior,

As Figs. 3a, b mostram um segundo exemplo de umacoplador direcional de acordo com a técnica anterior,

A Fig. 4 mostra um terceiro exemplo de umacoplador direcional prático de acordo com a técnica anterior,

As Figs. 5a-c mostram um exemplo de um acopladordirecional de acordo com a invenção,

A Fig. 6 mostra um segundo exemplo de umacoplador direcional de acordo com a invenção,

A Fig. 7 mostra um terceiro exemplo de umacoplador direcional de acordo com a invenção,

A Fig. 8 mostra mais exemplos da conformação docondutor sensor em um acoplador direcional de acordo com ainvenção, e

A Fig. 9 mostra um exemplo das características deum acoplador direcional de acordo com a invenção.

As Figs. 1 -4 já foram descritas em conexão com adescrição da técnica anterior.

As Figs. 5a-c mostram um exemplo de um acopladordirecional de acordo com a invenção. Na Fig. 5a, o acoplador évisto de cima, na Fig. 5b do lado da porta de entrada e na Fig. 5cexiste, em desenho de perspectiva, somente o plano de terra doacoplador direcional de acordo com as Figs. 5a e 5b. O acopladordirecional 500 compreende um plano de terra relativamente massivo510 e, em sua parte superior, um substrato dielétrico 501. Nesteexemplo, o condutor de transmissão 520 e o condutor sensor 530 doacoplador direcional são fitas condutoras na superfície superiordo substrato. Na superfície superior do substrato, também existeuma fita de aterramento 515. A superfície inferior do substratoneste exemplo, foi amplamente revestida com um condutor que estáem contato com o plano de terra e, portanto faz parte do terra desinalização GND. É aconselhável fazer este tipo de revestimento,pelo menos nos pontos de fixação do substrato para melhorar oaterramento. Também na superfície superior do substrato, podehaver algum terra de sinalização, além da fita de aterramentosupramencionada. O substrato, com seus condutores e componentes aele conectados, constitui a placa de circuitos PCB. No plano deterra abaixo do condutor de transmissão 520 existe um recesso tipocalha 505 em todo o seu comprimento. A partir disso, segue-se queo caminho de transmissão é bastante isolado do ar e, portanto, seutipo é uma linha suspensa de fitas. A impedância do caminho detransmissão é estabelecida como desejada, escolhendo adequadamentea profundidade do recesso.

O condutor sensor 530 é muito pequeno. Seucomprimento elétrico é, por ex., somente 1/80 do comprimento deonda λ. Este comprimento é somente um décimo do comprimento λ /8que é usado em alguns acopladores direcionais. Neste exemplo, ocondutor sensor fica próximo do condutor de transmissão, sendo adistância entre eles, por ex., 1/400 do comprimento de onda. Ocondutor sensor é conectado em sua extremidade frontal à porta demedição P3 com um condutor de medição 541 perpendicular em relaçãoao condutor de transmissão, condutor de medição que é da mesmafita condutora que o condutor sensor. Visto da porta de medição,na extremidade frontal do condutor sensor, existe uma porção deampliação constante 531 para melhorar a combinação de impedânciade todo o arranjo de medição. A extremidade traseira do condutorsensor 530 está ligada a uma extremidade do resistor de terminação550. A "extremidade traseira" significa o lado do condutor sensormais próximo à porta de saída. Quando a ampliação da extremidadefrontal do condutor sensor é levada em conta, o condutor sensorfaz uma curva cerca de 90 graus seguindo sua linha de centros, aextremidade traseira sendo paralela ao caminho de transmissão. Asegunda extremidade do resistor 550 é, por sua vez, ligada àreferida fita de aterramento 515. O tamanho da fita de aterramentoneste exemplo é da mesma ordem que a do condutor sensor. Nesteexemplo, foi conectada solidamente ao plano de terra com umparafuso de fixação SCW de toda a placa de circuitos PCB e, alémdisso, existem ligações da fita de aterramento para o revestimentocondutor da superfície inferior do substrato. A fita deaterramento 515 se localiza logo ao lado do condutor sensor nolado da porta de saída P2 do acoplador direcional. Por meio dessetipo de estrutura assimétrica com relação à normal do caminho detransmissão, é obtida alguma diretividade, apesar do pequenotamanho do condutor sensor.

Também abaixo do condutor sensor 53 0 existe umrecesso no plano de terra 510. Este recesso 506 liga, nesteexemplo, o recesso 505 abaixo do condutor de transmissão.

Dimensionando adequadamente a largura e a profundidade do recessoabaixo do condutor sensor, as velocidades das formas de onda parese ímpares que ocorrem na linha constituída pelo condutor e o planode terra são obtidas como as mesmas e assim, pode ser melhorada adiretividade. Por exemplo, a profundidade ideal do recesso 506 emum acoplador direcional que funcione na faixa de freqüências 0,9GHz é da ordem de 5 mm.

A Fig. 6 mostra um segundo exemplo de umacoplador direcional de acordo com a invenção. Em sua estruturabásica, o acoplador direcional 600 é similar ao acopladordirecional 500 supramencionado. A diferença é que o condutor detransmissão 620 está agora na superfície inferior do substrato 601na isolação de ar da linha suspensa de fitas, e o condutor sensor63 0 na superfície superior do substrato está agora parcialmenteacima do condutor de transmissão. Essa localização muda oacoplamento entre o condutor de transmissão e o condutor sensor e,portanto as características do acoplador direcional. 0 condutorsensor pode se situar naturalmente por inteiro acima do condutorde transmissão.

A Fig. 7 mostra um terceiro exemplo de umacoplador direcional de acordo com a invenção. Em sua estruturabásica, o acoplador direcional 700 é similar aos acopladoresdirecionais apresentados nas Figs. 5a-c e 6. A diferença é que oacoplador direcional agora também compreende a tampa metálica 770acima da placa de circuitos. A tampa se dobra a partir das suasbordas contra o plano de terra 710 ou o terra na superfíciesuperior da placa de circuitos, de maneira a ser parte do terra desinalização GND. Essa tampa funciona como blindagem contra camposde interferência externa e, por outro lado, afeta naturalmente aimpedância das linhas de transmissão que pertencem ao acopladordirecional. Além disso, afeta as velocidades das formas de ondapares e ímpares que ocorrem na linha constituída pelo condutorsensor e o plano de terra. Acima foi mencionado o arranjo dessasvelocidades iguais por meio do recesso abaixo do condutor sensor.Pela mesma razão, a tampa pode incluir uma projeção condutora 771adequadamente projetada no condutor sensor.

A Fig. 8 mostra mais exemplos da configuração docondutor sensor em um acoplador direcional de acordo com ainvenção. A subfigura (a) mostra um condutor sensor 83a, uma fitade aterramento GND e um resistor de terminação 850 conectadosentre si. A direção de transmissão do sinal a ser medido, marcadopor uma flecha cinza, é tal que a fita de aterramento se localizaao lado da porta de saída do acoplador direcional com relação aocondutor sensor. O condutor sensor é similar em forma ao da Fig.5a, com a diferença que ainda compreende uma projeção 835 paralelaao caminho de transmissão como uma continuação de sua extremidadetraseira. Com essa projeção, o acoplamento entre a transmissão e ocondutor sensor pode ser mudado e assim sintonizado o acopladordirecional. Na subfigura (b) , existe uma projeção de sintonizaçãosimilar 836 no condutor sensor 83b como no condutor sensormostrado na subfigura (a) . A diferença é que o condutor sensor 83bé, seguindo sua linha de centros, substancialmente perpendicularao caminho de transmissão, excluindo a projeção 836. Assim, estecondutor sensor não tem, com os critérios supramencionados, umaporção paralela ao caminho de transmissão. Na subfigura (c), porsua vez, o condutor sensor 83c é, seguindo sua linha de centros,totalmente paralelo ao caminho de transmissão, incluindo a porçãode ampliação.

A Fig. 9 mostra um exemplo das características deum acoplador direcional de acordo com a invenção. A curva 901mostra a mudança do nível do sinal na porta de medição emproporção ao nível de um sinal para frente, e a curva 902 mostra amudança do nível do sinal na porta de medição em proporção aonível de um sinal reverso com o mesmo nível. As curvas são medidasa partir de um acoplador direcional de acordo com as Figs. 5a-c,destinadas a um dispositivo que opera no sistema GSM900. A curva901 corresponde à curva 201 na Fig. 2, e a curva 902 à curva 202na Fig. 2. A diferença de coeficientes expressa em decibéis indicaentão o valor da diretividade. As curvas indicam que adiretividade é pelo menos 25 dB na faixa de freqüências 0,89-1,04GHz, que é 16% como um valor relativo. Na Fig. 2, esta largura debanda é obtida somente com diretividade de cerca de 15 dB. 0aperfeiçoamento comparado com a técnica anterior mostrado na Fig.2 é, portanto, bastante notável, apesar do fato que o acopladordirecional ser muito menor.

Nesta descrição e reivindicações de patente, osprefixos "mais baixo", "acima" e os epítetos "abaixo", "em cima" e"uma vista superior" se referem à posição do acoplador direcional,onde a placa de circuitos pertencente ao acoplador é horizontal eo plano de terra o mais baixo. A posição de uso do acopladordirecional pode ser, naturalmente, qualquer uma.

É descrita acima a estrutura do acopladordirecional de acordo com a invenção. Sua implementação podediferir nos detalhes daqueles descritos. 0 substrato pode ser, porex., multicamadas, de acordo com pelo menos uma das fitascondutoras constituídas pelo condutor de transmissão, o condutorsensor e a fita de aterramento se situam dentro do substrato. Aidéia do invento pode ser aplicada de diferentes maneiras dentrodas limitações impostas pela reivindicação independente 1.

Claims

1. Acoplador direcional (500; 600; 700) quecompreende um substrato dielétrico (501; 601; 701) na partesuperior de uma placa metálica (510; 610; 710) que funciona comoum plano de terra, uma porta de entrada (Pl), uma porta de saída(P2) e um caminho de transmissão entre elas, caminho que é umalinha suspensa de fitas, de maneira a haver um recesso (505; 605)no plano de terra abaixo de um condutor de transmissão (520; 620;-720) na superfície do substrato, um condutor sensor (530; 630;-730), que é uma fita condutora na superfície do substrato, umaextremidade frontal do condutor sensor estando conectada a umaporta de medição (P3) do acoplador direcional e uma extremidadetraseira a um resistor de terminação (550; 850), caracterizadopelo fato de que o condutor sensor (530; 630; 730) ésubstancialmente menor que um oitavo de onda, o acopladordirecional ainda compreende uma fita de aterramento (515) ligadaao plano de terra (510; 610; 710) para obter diretividade, fita deaterramento que está localizada próxima ao condutor sensor no ladoda porta de saída (P2), e à cuja fita de aterramento umaextremidade do referido resistor de terminação foi conectada,existindo um recesso (506) no plano de terra também abaixo docondutor sensor para melhorar a diretividade.

2. Acoplador direcional de acordo com areivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o condutor sensor(530; 730) se situa próximo ao condutor de transmissão (520; 720)na superfície superior do substrato (501; 701).

3. Acoplador direcional de acordo com areivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o condutor sensor(630) se situa na superfície superior do substrato (601), ocondutor de transmissão (620) se situa na superfície inferior dosubstrato isolando do ar a linha suspensa de fitas, e o condutorsensor (630) se situa agora pelo menos parcialmente acima docondutor de transmissão.

4. Acoplador direcional de acordo com areivindicação 1, caracterizado pelo fato de que ainda compreendeuma tampa metálica (770) acima do substrato em conexão galvânicacom o terra de sinalização (GND).

5. Acoplador direcional de acordo com areivindicação 4, caracterizado pelo fato de que a referida tampacompreende uma projeção condutora (771) direcionada para ocondutor sensor (730) acima deste, para tornar iguais asvelocidades das formas de onda pares e ímpares que ocorrem na linha constituída pelo condutor sensor e o plano de terra.

6. Acoplador direcional de acordo com areivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o recesso (506) noplano de terra (510) abaixo do condutor sensor (530) une o recesso(505) no plano de terra abaixo do condutor,de transmissão (520).

7. Acoplador direcional de acordo com areivindicação 1, caracterizado pelo fato de que, visto a partir daporta de medição (P3), na extremidade frontal do condutor sensor(530; 83a; 83b; 83c) existe uma porção de ampliação constante(531) para melhorar a combinação de impedância de todo o arranjo de medição do sinal para frente.

8. Acoplador direcional de acordo com areivindicação 7, caracterizado pelo fato de que o condutor sensor(530; 83a) faz uma curva com cerca de 90 graus seguindo sua linhade centros 10, a extremidade traseira sendo paralela ao caminhode transmissão.

9. Acoplador direcional de acordo com areivindicação 7, caracterizado pelo fato de que o condutor sensor(83c) é, seguindo sua linha de centros, totalmente paralelo aocaminho de transmissão.

10. Acoplador direcional de acordo com areivindicação 7, caracterizado pelo fato de que como umacontinuação da extremidade traseira do condutor sensor (83a; 83b)existe uma projeção (835; 836) paralela ao caminho de transmissãopara sintonizar o acoplador direcional.

11. Acoplador direcional de acordo com areivindicação 10, caracterizado pelo fato de que o condutor sensor(83b) é, seguindo sua linha de centros, substancialmenteperpendicular ao caminho de transmissão, excluindo a referidaprojeção (836) .

12. Acoplador direcional de acordo com areivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a superfícieinferior do substrato (510) ter sido amplamente revestida por umcondutor que está em contato com o plano de terra (510), fazendoassim parte do terra de sinalização (GND).

13. Acoplador direcional de acordo com areivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o substrato éconstituído por multicamadas e pelo menos uma das fitas condutorasé constituída pelo condutor de transmissão, o condutor sensor e afita de aterramento se situando dentro do substrato.