小型化諧波抑制簡化對偶復(fù)合左右手分支線耦合器的制造方法
【專利摘要】本實用新型提供了一種小型化諧波抑制簡化對偶復(fù)合左右手分支線耦合器。該耦合器包括第一分支線和第二分支線，在第一分支線和第二分支線之間設(shè)有第三分支線和第四分支線，四段分支線構(gòu)成一個矩形，并且在矩形四個角上設(shè)有四個端口；每段分支線均由至少一個簡化對偶左右手傳輸線結(jié)構(gòu)單元構(gòu)成，簡化對偶左右手傳輸線結(jié)構(gòu)單元包括一段微帶線、位于微帶線中部的微帶側(cè)饋開路矩形螺旋電感和微帶饋線，微帶饋線連接微帶線和螺旋電感。所有的螺旋電感結(jié)構(gòu)均位于分支線耦合器內(nèi)部。本實用新型的小型化諧波抑制簡化對偶復(fù)合左右手分支線耦合器的工作頻率可根據(jù)需要確定，設(shè)計簡單，有效地降低了電路復(fù)雜性。
【專利說明】小型化諧波抑制簡化對偶復(fù)合左右手分支線耦合器
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型屬于微波分支線耦合器領(lǐng)域。具體涉及ー種螺旋結(jié)構(gòu)簡化對偶左右手單元以及基于該單元的分支線耦合器。
【背景技術(shù)】
[0002]在微波系統(tǒng)中，分支線耦合器是ー種應(yīng)用廣泛的微波器件，例如在矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀、功率合成及微波接收機(jī)中的混頻器等都有應(yīng)用。傳統(tǒng)的分支線耦合器由兩對平行微帶線構(gòu)成，其中ー對微帶線特性阻抗為50歐，另ー對特性阻抗為35.4歐，電長度均為工作頻率的四分之一波長。這種傳統(tǒng)的分支線耦合器在工作頻率內(nèi)具有良好的性能，但其在工作頻率的諧波頻段具有相似的頻率響應(yīng)，因此有必要考慮進(jìn)行諧波抑制，通常諧波抑制需要引入新的濾波器件來實現(xiàn)，這樣會増加電路尺寸，同時無源濾波器存在插損，會降低電路性能。在低頻段，傳統(tǒng)常用的分支線耦合器所占面積大，不利于電路的集成。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本實用新型的目的是提供一種基于簡化對偶左右手結(jié)構(gòu)單元的分支線耦合器，該耦合器有效地減小了電路尺寸，同時能具有良好的諧波抑制性能。
[0004]本實用新型的小型化諧波抑制簡化對偶復(fù)合左右手分支線耦合器，包括第一分支線和第二分支線，在第一分支線和第二分支線之間設(shè)有第三分支線和第四分支線，這四段分支線構(gòu)成ー個矩形，在矩形四個角上分別設(shè)有第一端ロ、第二端ロ、第三端口和第四端ロ，每段分支線均由至少ー個簡化對偶復(fù)合左右手傳輸線結(jié)構(gòu)單元實現(xiàn)，所述簡化對偶復(fù)合左右手傳輸線結(jié)構(gòu)單元包括一段微帶線、微帶側(cè)饋開路矩形螺旋電感和連接微帶線與螺旋電感的微帶饋線。
[0005]所述簡化對偶復(fù)合左右手傳輸線結(jié)構(gòu)單元中的微帶饋線由微帶線的中部引出，螺旋電感位于微帶線的中部，并且均設(shè)置在分支線耦合器的內(nèi)部。
[0006]本實用新型與傳統(tǒng)分支線耦合器相比，有益效果在于:利用簡化對偶左右手傳輸線結(jié)構(gòu)単元具有的頻率響應(yīng)和相移特性，使其對于諧波具有很好的抑制作用，這是傳統(tǒng)分支線耦合器所不具備的，同時能夠有效地減小電路尺寸。本實用新型的小型化諧波抑制簡化對偶復(fù)合左右手分支線耦合器的工作頻率可根據(jù)需要確定，設(shè)計簡單，有效地降低了電路復(fù)雜性。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0007]圖1為本實用新型提出的一種簡化對偶復(fù)合左右手結(jié)構(gòu)單元結(jié)構(gòu)圖。
[0008]圖2為本實用新型的簡化對偶復(fù)合左右手結(jié)構(gòu)單元的等效電路圖。
[0009]圖3為本實用新型的基于簡化復(fù)合左右手結(jié)構(gòu)單元的IGHz分支線耦合器結(jié)構(gòu)圖。
[0010]圖4為本實用新型的分支線耦合器的仿真結(jié)果圖:工作頻率與反射系數(shù)的關(guān)系曲線圖。[0011]圖5為本實用新型的分支線耦合器的仿真結(jié)果圖:工作頻率與端ロ 2和端ロ 3的相位差的關(guān)系曲線圖。
【具體實施方式】
[0012]下面結(jié)合附圖，對本實用新型提出的一種簡化對偶復(fù)合左右手単元及其實現(xiàn)的小型化諧波抑制分支線耦合器實施例進(jìn)行具體說明:
[0013]本實用新型設(shè)計的一種簡化對偶復(fù)合左右手単元如圖1所示，包括一段微帶線1，微帶側(cè)饋開路矩形螺旋電感2,連接微帶線I和螺旋電感2的微帶饋線3,饋線3由微帶線I中部引出。微帶線I長度為I1，寬度為Wl。微帶矩形螺旋電感2外徑為cLt，內(nèi)徑為din，線寬為《，相鄰線間距為s，圈數(shù)為N。饋線3長度為1，線寬為W。等效電路如圖2所示，將并聯(lián)諧振帶來的傳輸零點位置設(shè)計在分支線耦合器的工作頻率的倍頻處，即可有效地進(jìn)行諧波抑制。
[0014]本實用新型根據(jù)圖1設(shè)計的工作頻率在IGHz的分支線耦合器如圖2所示，該耦合器制作在介電常數(shù)為3.38，介質(zhì)厚度為0.8mm的介質(zhì)基板上，包括第一分支線4和第二分支線5，在第一分支線4和第二分支線5之間設(shè)有第三分支線6和第四分支線7，四段分支線構(gòu)成ー個矩形，每段分支線均由3個簡化復(fù)合左右手單元構(gòu)成。端ロ 1、端ロ 2、端ロ 3、端ロ 4分別位于矩形四個角上，特性阻抗均為50歐。第一分支線4和第二分支線5特性阻抗為50歐，其單兀參數(shù)為=W1=0.9mm, I1=I0.2mm, 1=0.6mm, dout=3.5mm, w=0.3mm, s=0.2mm, din=0.9mm,N=3。第二分支線6和第二分支線7特性阻抗為35.4歐,其單元參數(shù)為W1=Lemnul1=IOmm,l=2mm, dout=4.3mm, w=0.5mm, s=0.3mm, din=l.7mm, N=2。所有的螺旋電感結(jié)構(gòu)均位于分支線耦合器內(nèi)部，為防止螺旋結(jié)構(gòu)相互重合，部分簡化對偶復(fù)合左右手単元關(guān)于自身中軸作對稱變換。
[0015]圖4和圖5是本實用新型的仿真結(jié)果，從圖4可以看出該分支線耦合器在工作頻率IGHz處，反射系數(shù)S11小于-20dB，端ロ 2和端ロ 3之間實現(xiàn)了 3dB的等功率輸出，并且在2GHz處反射系數(shù)接近OdB，表現(xiàn)出很強的諧波抑制特性。從圖5可以看出在工作頻率處端ロ 2和端ロ 3的相位差約為90°。同時該分支線耦合器尺寸為30.6mmX 30mm,比傳統(tǒng)的分支線耦合器(45.8mmX44.8mm)減小了約56%，很好地實現(xiàn)了電路小型化。
【權(quán)利要求】
1.小型化諧波抑制簡化對偶復(fù)合左右手分支線耦合器，包括第一分支線(4)和第二分支線(5)，在第一分支線(4)和第二分支線(5)之間設(shè)有第三分支線(6)和第四分支線(7)，這四段分支線構(gòu)成ー個矩形，在矩形四個角上分別設(shè)有第一端ロ、第二端ロ、第三端口和第四端ロ，其特征在于，每段分支線均由至少ー個簡化對偶復(fù)合左右手傳輸線結(jié)構(gòu)單元實現(xiàn)，所述簡化對偶復(fù)合左右手傳輸線結(jié)構(gòu)單元包括一段微帶線(I)、微帶側(cè)饋開路矩形螺旋電感(2)和連接微帶線(I)與螺旋電感(2)的微帶饋線(3)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的小型化諧波抑制簡化對偶復(fù)合左右手分支線耦合器，其特征在于，所述簡化對偶復(fù)合左右手傳輸線結(jié)構(gòu)單元中的微帶饋線(3)由微帶線(I)的中部引出，螺旋電感(2)位于微帶線(I)的中部，并且均設(shè)置在分支線耦合器的內(nèi)部。
【文檔編號】H01P5/18GK203434258SQ201320479422
【公開日】2014年2月12日 申請日期:2013年8月7日 優(yōu)先權(quán)日:2013年8月7日
【發(fā)明者】唐萬春, 莊偉 , 王橙, 施永榮, 劉升, 黃承, 沈來偉, 朱建平 申請人:南京師范大學(xué)