薄膜射頻/微波定向耦合器技術(shù)解析

在射頻和微波領(lǐng)域，定向耦合器是至關(guān)重要的無源器件，它能夠?qū)⑸漕l信號按一定比例進(jìn)行耦合輸出，廣泛應(yīng)用于各種無線通信系統(tǒng)中。今天我們就來深入了解KYOCERA的薄膜射頻/微波定向耦合器CP0302/CP0402/CP0603/CP0805和DB0603N/DB0805系列，重點(diǎn)聚焦CP0805型號。

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一、ITF技術(shù)與產(chǎn)品概述

1.1 ITF技術(shù)原理

ITF（Integrated Thin - Film）即集成薄膜技術(shù)，CP0805 SMD型定向耦合器正是基于此技術(shù)。它采用薄膜多層技術(shù)，這種技術(shù)的優(yōu)勢在于能夠?qū)崿F(xiàn)器件的微型化，同時(shí)具備出色的高頻性能和堅(jiān)固的結(jié)構(gòu)，非常適合自動化裝配，為大規(guī)模生產(chǎn)提供了可靠保障。

1.2 產(chǎn)品特性與應(yīng)用場景

• 特性：
  • 小尺寸：0805封裝，適合對空間要求較高的設(shè)計(jì)。
  • 寬頻率范圍：覆蓋800MHz - 3GHz，能適配多種高頻無線系統(tǒng)。
  • 特性阻抗：50Ω，與大多數(shù)射頻系統(tǒng)兼容。
  • 工作溫度范圍： - 40°C至 + 85°C，適應(yīng)不同的工作環(huán)境。
  • 功率額定值：連續(xù)3W，可滿足一定功率的應(yīng)用需求。
  • 低剖面和堅(jiān)固結(jié)構(gòu)：便于安裝且可靠性高。
  • 編帶包裝：方便自動化貼裝。
• 應(yīng)用場景：涵蓋移動通信、衛(wèi)星電視接收器、GPS、車輛定位系統(tǒng)、無線局域網(wǎng)等領(lǐng)域。

1.3 產(chǎn)品尺寸

二、訂購信息與質(zhì)量檢測

2.1 訂購規(guī)則

產(chǎn)品型號的編碼規(guī)則包含了豐富的信息，例如：

• CP：代表定向耦合器類型。
• TR：表示編帶包裝。
• 0805：產(chǎn)品尺寸。
• 頻率：以MHz為單位。
• 終止代碼：如W表示鎳/焊料（Sn/Pb），S表示鎳/無鉛焊料。
• 子類型：不同的布局子類型。

2.2 質(zhì)量檢測

成品會進(jìn)行100%的電氣參數(shù)和外觀特性測試。每個(gè)生產(chǎn)批次還會進(jìn)行抽樣評估，包括靜態(tài)濕度（85°C，85% RH，160小時(shí)）和耐久性（125°C，特定電流，4小時(shí)）測試。

三、不同布局類型的性能參數(shù)

CP0805有多種布局類型，每種類型在不同頻率下的耦合、插入損耗和電壓駐波比（VSWR）等性能參數(shù)有所不同。以下為部分布局類型的性能舉例：

3.1 Type A Sub - Type A

3.2 Type B Sub - Type B

工程師在選擇時(shí)，需根據(jù)具體的應(yīng)用需求，如工作頻率、耦合度要求等，來挑選合適的布局類型。

四、VHF和UHF定向耦合器

除了上述常見布局類型，還有VHF和UHF定向耦合器，如CP0805L0155ASTR（VHF）和CP0805L0436BSTR（UHF）。它們在特定頻率下有獨(dú)特的性能表現(xiàn)：

4.1 CP0805L0155ASTR

4.2 CP0805L0436BSTR

五、測試夾具與測量方法

5.1 測試夾具概述

針對CP0805和CP0603系列定向耦合器，專門設(shè)計(jì)了ITF測試夾具。該夾具由FR4多層基板構(gòu)成，采用50Ω微帶線作為傳輸線，中間層有接地平面，與微帶線間距為0.2mm。連接器為SMA型（母頭），型號為‘Johnson Components Inc.’的P/N: 142 - 0701 - 881。夾具支持全2端口校準(zhǔn)，負(fù)載校準(zhǔn)可通過50Ω SMA終端或在50Ω端口焊接50Ω貼片電阻來完成。

5.2 測量步驟

測量時(shí)，被測元件可以焊接或用非金屬棒按壓，確保四個(gè)端口與相應(yīng)焊盤接觸良好。測量耦合（和反射損耗）時(shí)，將元件放置在端口1和端口2的焊盤上，用兩個(gè)SMA 50Ω終端（公頭）端接未連接到網(wǎng)絡(luò)分析儀的端口，然后將網(wǎng)絡(luò)分析儀連接到這兩個(gè)端口。將元件在焊盤上旋轉(zhuǎn)90°，可測量第二個(gè)參數(shù)（插入損耗）。

六、安裝注意事項(xiàng)

在安裝CP0805系列定向耦合器時(shí)，需要注意元件的方向。一般來說，應(yīng)將白色（氧化鋁）面朝下，“深色”面朝上安裝在PCB上；對于CP0805xxxxxxSTR（Sn100）型號，應(yīng)將印刷面朝上安裝。

七、總結(jié)與思考

KYOCERA的薄膜射頻/微波定向耦合器CP0805系列憑借其先進(jìn)的ITF技術(shù)、豐富的布局類型和良好的性能表現(xiàn)，為射頻工程師提供了多樣化的選擇。在實(shí)際設(shè)計(jì)中，工程師需要綜合考慮應(yīng)用場景、性能參數(shù)、安裝要求等因素，合理選擇合適的產(chǎn)品和布局類型。同時(shí)，在使用測試夾具進(jìn)行測量時(shí)，要嚴(yán)格按照測量步驟操作，以確保測量結(jié)果的準(zhǔn)確性。大家在實(shí)際應(yīng)用中是否遇到過類似定向耦合器的選型和測試問題呢？歡迎在評論區(qū)分享交流。