一種微帶線定向耦合器的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明屬于定向耦合器【技術(shù)領(lǐng)域】，公開(kāi)了一種微帶線定向耦合器，本發(fā)明的定向耦合器包括側(cè)邊耦合微帶線和頻率均衡網(wǎng)絡(luò)，側(cè)邊耦合微帶線為雙邊耦合，對(duì)稱分布，具有兩個(gè)對(duì)稱的耦合端和隔離端，頻率均衡網(wǎng)絡(luò)由電阻、電容和電感組成，分別接在側(cè)邊耦合微帶線的耦合端和隔離端上，耦合端和隔離端的頻率均衡網(wǎng)絡(luò)對(duì)稱分布，完全一致。本發(fā)明在保留傳統(tǒng)微帶線定向耦合器的優(yōu)點(diǎn)的同時(shí)，拓寬工作帶寬，減小了體積。
【專利說(shuō)明】一種微帶線定向耦合器
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及定向耦合器【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其涉及一種微帶線定向耦合器。
【背景技術(shù)】
[0002]定向耦合器常常被用在射頻功率放大器的輸出端，完成發(fā)射信號(hào)和反射信號(hào)的功率檢測(cè)，判斷功放輸出的匹配情況，在設(shè)定條件下，及時(shí)關(guān)閉功放，保護(hù)功率放大器不被損壞。在應(yīng)用于寬帶射頻功率放大器時(shí)，要求定向耦合器功率大，插損低、工作頻段寬、耦合端和隔離端的平坦度好。側(cè)邊耦合微帶線定向耦合器是耦合線定向耦合器的一種，具有插損低、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單等特點(diǎn)，不足是工作帶寬窄，一般不超過(guò)中心頻率的20%。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的在于提出一種微帶線定向耦合器，在保留傳統(tǒng)微帶線定向耦合器的優(yōu)點(diǎn)的同時(shí)，拓寬工作帶寬，減小體積，滿足寬帶射頻功率放大器的使用需求。
[0004]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提出了一種微帶線定向耦合器，包括側(cè)邊耦合微帶線和頻率均衡網(wǎng)絡(luò)；
[0005]所述側(cè)邊耦合微帶線包括三根相互平行的微帶線，中間的微帶線是主信號(hào)線，主信號(hào)線兩端分別是微帶線定向耦合器的輸入端和輸出端，兩邊對(duì)稱分布的微帶線是耦合信號(hào)線，每根耦合信號(hào)線的兩端分別是側(cè)邊耦合微帶線的耦合端和隔離端，其中與微帶線定向耦合器輸入端同側(cè)的一端是耦合端，與微帶線定向耦合器輸出端同側(cè)的一端是隔離端；
[0006]所述頻率均衡網(wǎng)絡(luò)包括電阻、電容和電感，對(duì)頻率均衡網(wǎng)絡(luò)的輸入信號(hào)在所述微帶線定向耦合器工作頻段內(nèi)起頻率均衡作用，保證微帶線定向耦合器的耦合度在工作頻段內(nèi)保持一致且等于技術(shù)指標(biāo)要求的耦合度；第一頻率均衡網(wǎng)絡(luò)的輸入端與第一耦合信號(hào)線的耦合端相連，則第一頻率均衡網(wǎng)絡(luò)的輸出端為所述微帶線定向耦合器的耦合端，第一耦合信號(hào)線的隔離端與第一匹配負(fù)載相連；第二頻率均衡網(wǎng)絡(luò)的輸入端與第二耦合信號(hào)線隔離端相連，則第二頻率均衡網(wǎng)絡(luò)的輸出端為所述微帶線定向耦合器的隔離端，第二耦合信號(hào)線的耦合端與第二匹配負(fù)載相連。
[0007]進(jìn)一步，所述微帶線定向耦合器的微帶線長(zhǎng)度是微帶線定向耦合器最高工作頻率波長(zhǎng)的四分之一，所述微帶線定向耦合器的微帶線的寬度和間隔由修正耦合度和介質(zhì)厚度計(jì)算，修正耦合度由微帶線定向耦合器的技術(shù)指標(biāo)要求的耦合度、最高工作頻率、最低工作頻率確定。
[0008]本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，優(yōu)點(diǎn)是:
[0009]1、由于微帶線是一種準(zhǔn)TEM模傳輸結(jié)構(gòu)，奇偶模相速不一致，傳輸線長(zhǎng)度越長(zhǎng)，奇偶模相位差越大，微帶線定向耦合器方向性惡化越嚴(yán)重。本發(fā)明的微帶線定向器的長(zhǎng)度只有傳統(tǒng)微帶線定向器的二分之一，因此方向性優(yōu)于傳統(tǒng)微帶線定向器。傳統(tǒng)側(cè)邊耦合微帶線的長(zhǎng)度是中心工作波長(zhǎng)的四分之一，本發(fā)明側(cè)邊耦合微帶線的長(zhǎng)度是最短工作波長(zhǎng)的八分之一，寬度和厚度保持不變，所以與傳統(tǒng)微帶線定向器相比，本發(fā)明具有體積小、方向性好的優(yōu)點(diǎn)。以IOOMHz?600MHz微帶線定向耦合器為例，傳統(tǒng)微帶線定向器的在600MHz方向性-3dB，已經(jīng)不具備方向性，而本發(fā)明在600MHz方向性可達(dá)5dB，比傳統(tǒng)微帶線定向器提聞 了 8dB ο
[0010]2、工作頻段寬，傳統(tǒng)的側(cè)邊耦合微帶線定向耦合器的工作帶寬只有中心工作頻率的20%，本發(fā)明定向耦合器工作帶寬由頻率均衡網(wǎng)絡(luò)的均衡能力決定，工作帶寬可達(dá)四個(gè)倍頻程。
[0011]3、與帶狀線定向耦合器相比，微帶線定向耦合器結(jié)構(gòu)更加簡(jiǎn)單，易于集成。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0012]圖1為本發(fā)明微帶線定向耦合器組成示意圖。
[0013]圖2為本發(fā)明微帶線定向耦合器輸入端到頻率均衡網(wǎng)絡(luò)輸入端的幅度傳輸特性示意圖。
[0014]圖3為本發(fā)明種微帶線定向耦合器頻率均衡網(wǎng)絡(luò)的幅度傳輸特性示意圖。
[0015]圖4為本發(fā)明微帶線定向耦合器輸入端到耦合端的傳輸特性示意圖。
[0016]圖5為本發(fā)明微帶線定向耦合器中均衡網(wǎng)絡(luò)電路的一種設(shè)計(jì)方式示意圖。
[0017]圖6為本發(fā)明微帶線定向耦合器耦合度測(cè)試結(jié)果示意圖。
[0018]圖7為傳統(tǒng)微帶線定向耦合器測(cè)試結(jié)果示意圖。
[0019]圖8為本發(fā)明微帶線定向耦合器耦合微帶線參數(shù)計(jì)算圖。
【具體實(shí)施方式】
[0020]下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)描述。
[0021]如圖1所示，本發(fā)明的微帶線定向耦合器包括側(cè)邊耦合微帶線和頻率均衡網(wǎng)絡(luò)；
[0022]所述側(cè)邊耦合微帶線包括三根相互平行的微帶線，中間的微帶線是主信號(hào)線，主信號(hào)線兩端分別是微帶線定向耦合器的輸入端和輸出端，兩邊對(duì)稱分布的微帶線是耦合信號(hào)線，每根耦合信號(hào)線的兩端分別是側(cè)邊耦合微帶線的耦合端和隔離端，其中與微帶線定向耦合器輸入端同側(cè)的一端是耦合端，與微帶線定向耦合器輸出端同側(cè)的一端是隔離端。
[0023]所述頻率均衡網(wǎng)絡(luò)包括電阻、電容和電感，對(duì)頻率均衡網(wǎng)絡(luò)的輸入信號(hào)在所述微帶線定向耦合器工作頻段內(nèi)起頻率均衡作用，保證微帶線定向耦合器的耦合度在工作頻段內(nèi)保持一致且等于技術(shù)指標(biāo)要求的耦合度；第一頻率均衡網(wǎng)絡(luò)的輸入端與第一耦合信號(hào)線的耦合端相連，則第一頻率均衡網(wǎng)絡(luò)的輸出端為所述微帶線定向耦合器的耦合端，第一耦合信號(hào)線的隔離端與第一匹配負(fù)載相連；第二頻率均衡網(wǎng)絡(luò)的輸入端與第二耦合信號(hào)線隔離端相連，則第二頻率均衡網(wǎng)絡(luò)的輸出端為所述微帶線定向耦合器的隔離端，第二耦合信號(hào)線的耦合端與第二匹配負(fù)載相連。
[0024]所述微帶線定向耦合器的微帶線長(zhǎng)度是微帶線定向耦合器最高工作頻率波長(zhǎng)的四分之一，所述微帶線定向耦合器的微帶線的寬度和間隔由修正耦合度和介質(zhì)厚度計(jì)算，修正耦合度由微帶線定向耦合器的技術(shù)指標(biāo)要求的耦合度、最高工作頻率、最低工作頻率確定。
[0025]設(shè)微帶線定向耦合器的技術(shù)指標(biāo)要求的耦合度為C，最高工作頻率為fh，最低工作頻率是fL，則修正耦合度Cx=C-6*log2(fh / fL)，長(zhǎng)度L是最高工作頻率的八分之一波長(zhǎng)。
[0026]修正耦合度Cx由耦合系數(shù)K，奇模特性阻抗Zcto,偶模特性阻抗Zcte決定，計(jì)算公式如下:
【權(quán)利要求】
1.一種微帶線定向耦合器，其特征在于:包括側(cè)邊耦合微帶線和頻率均衡網(wǎng)絡(luò)； 所述側(cè)邊耦合微帶線包括三根相互平行的微帶線，中間的微帶線是主信號(hào)線，主信號(hào)線兩端分別是微帶線定向耦合器的輸入端和輸出端，兩邊對(duì)稱分布的微帶線是耦合信號(hào)線，每根耦合信號(hào)線的兩端分別是側(cè)邊耦合微帶線的耦合端和隔離端，其中與微帶線定向耦合器輸入端同側(cè)的一端是耦合端，與微帶線定向耦合器輸出端同側(cè)的一端是隔離端；所述頻率均衡網(wǎng)絡(luò)包括電阻、電容和電感，對(duì)頻率均衡網(wǎng)絡(luò)的輸入信號(hào)在所述微帶線定向耦合器工作頻段內(nèi)起頻率均衡作用，保證微帶線定向耦合器的耦合度在工作頻段內(nèi)保持一致且等于技術(shù)指標(biāo)要求的耦合度；第一頻率均衡網(wǎng)絡(luò)的輸入端與第一耦合信號(hào)線的耦合端相連，則第一頻率均衡網(wǎng)絡(luò)的輸出端為所述微帶線定向耦合器的耦合端，第一耦合信號(hào)線的隔離端與第一匹配負(fù)載相連；第二頻率均衡網(wǎng)絡(luò)的輸入端與第二耦合信號(hào)線隔離端相連，則第二頻率均衡網(wǎng)絡(luò)的輸出端為所述微帶線定向耦合器的隔離端，第二耦合信號(hào)線的耦合端與第二匹配負(fù)載相連。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的微帶線定向耦合器，其特征在于:所述微帶線定向耦合器的微帶線長(zhǎng)度是微帶線定向耦合器最高工作頻率波長(zhǎng)的四分之一，所述微帶線定向耦合器的微帶線的寬度和間隔由修正耦合度和介質(zhì)厚度計(jì)算，修正耦合度由微帶線定向耦合器的技術(shù)指標(biāo)要求的耦合度、最高工作頻率、最低工作頻率確定。
【文檔編號(hào)】H01P5/18GK103887586SQ201410063997
【公開(kāi)日】2014年6月25日 申請(qǐng)日期:2014年2月21日 優(yōu)先權(quán)日:2014年2月21日
【發(fā)明者】王歡, 李衛(wèi)忠, 范德睿, 陳章 申請(qǐng)人:中國(guó)人民解放軍總參謀部第六十三研究所