新型超寬頻90°集成耦合器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于射頻/微波電路設(shè)計(jì)領(lǐng)域，具體是一種新型超寬頻90°集成禪合器。
【背景技術(shù)】
[0002] 定向禪合器作為一種重要的微波元件在射頻/微波電路W及集成電路中都有著 廣泛的應(yīng)用。它的主要作用是將射頻/微波信號(hào)按照所需的比例進(jìn)行功率分配。通常來說， 定向禪合器由兩根傳輸線所組成，不同類型的傳輸線包括同軸線、矩形波帶狀線W及微帶 線等都是可W實(shí)現(xiàn)定向禪合器的。從禪合器的禪合結(jié)構(gòu)機(jī)理來看的話，主要可W分為四種： 平行禪合、分支禪合、小孔禪合W及匹配雙T。隨著無線通信技術(shù)的發(fā)展，對(duì)射頻/微波電路 的設(shè)計(jì)提出了更高的要求，通信系統(tǒng)的帶寬日益增大，而通信系統(tǒng)的設(shè)備尺寸實(shí)現(xiàn)小型化， 相應(yīng)的也要求應(yīng)用其中的微波器件實(shí)現(xiàn)小型化，螺旋型禪合器的引入正好解決了無線通信 技術(shù)對(duì)于微波電路小型化的要求。但傳統(tǒng)的螺旋型禪合器通常只能實(shí)現(xiàn)較窄帶的信號(hào)禪合 傳輸，有著較高的插入損耗等問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 發(fā)明目的：針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)存在的問題和不足，本發(fā)明的目的是提供一種新型 超寬頻90°集成禪合器，可W實(shí)現(xiàn)更寬的禪合器工作帶寬，輸出端口之間擁有更好的信號(hào) 隔離度，W及提供較小的插入損耗。
[0004] 技術(shù)方案；為實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案為一種新型超寬頻90° 集成禪合器，包括相互禪合的主微帶線和副微帶線，所述主微帶線的一端被配置為禪合器 的輸入端口，用于接收射頻/微波輸入信號(hào)，另一端被配置為直通輸出端口（簡稱"直通端 口 ")，用于輸出信號(hào)；所述副微帶線的一端被配置為禪合器的禪合輸出端口（簡稱"禪合端 口 ")，另一端被配置為隔離端口，所述隔離端口與50歐負(fù)載相連；所述主微帶線和副微帶 線呈螺旋狀形成串聯(lián)的多個(gè)螺旋形禪合單元，各相鄰所述螺旋形禪合單元的禪合間距不同 或微帶線寬不同，且為從外部到內(nèi)部逐漸變小。
[0005] 進(jìn)一步的，各所述螺旋形禪合單元的連接處并聯(lián)電容到地，調(diào)節(jié)所述禪合器的禪 合量。
[0006] 進(jìn)一步的，所述禪合器的輸入端口、直通輸出端口和禪合輸出端口處并聯(lián)電容到 地，優(yōu)化輸入輸出端口匹配，調(diào)節(jié)所述禪合器的禪合量。
[0007] 進(jìn)一步的，所述主微帶線和副微帶線之間跨接電容，根據(jù)具體情況，優(yōu)化電容值， 調(diào)節(jié)所述禪合器的禪合量。
[0008] 進(jìn)一步的，所述主微帶線和副微帶線的等效電長度都是中也工作頻率所對(duì)應(yīng)的波 長的1/4。根據(jù)具體情況，會(huì)有相應(yīng)調(diào)整。
[0009] 進(jìn)一步的，每個(gè)所述螺旋形禪合單元內(nèi)部的各段互禪的主微帶線和副微帶線的間 距和線寬漸變不同。
[0010] 進(jìn)一步的，所述直通輸出端口與禪合輸出端口輸出的射頻/微波信號(hào)的頻率與輸 入信號(hào)相同，實(shí)現(xiàn)3地功率等分。
[0011] 進(jìn)一步的，所述直通輸出端口與禪合輸出端口輸出的射頻/微波信號(hào)在相位上相 差90度，實(shí)現(xiàn)了單端信號(hào)與正交信號(hào)之間轉(zhuǎn)化的結(jié)構(gòu)。
[0012] 進(jìn)一步的，所述主微帶線和副微帶線的螺旋結(jié)構(gòu)可通過多層金屬結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)交叉W 便與外部電路連接，所述主微帶線和副微帶線主體可屬于同層金屬并利用邊際禪合實(shí)現(xiàn)相 互禪合，或者所述主微帶線和副微帶線主體分分別位于不同層金屬，同時(shí)利用邊際禪合和 不同層的上下禪合實(shí)現(xiàn)相互禪合。
[0013] 進(jìn)一步的，各相鄰所述螺旋形禪合單元的禪合間距和微帶線寬都不同。
[0014] 主微帶線和副微帶線的長度與寬度依據(jù)實(shí)際應(yīng)用場(chǎng)景所需頻率設(shè)定，實(shí)現(xiàn)本發(fā)明 中被配置作為傳輸路徑的新型超寬頻90°集成禪合器。不同于常規(guī)的螺旋形禪合器，在本 發(fā)明新型超寬頻90°集成禪合器中，兩條緊密禪合的微帶線呈螺旋狀形成串聯(lián)的多個(gè)(?。?螺旋形禪合單元，而各相鄰小螺旋形禪合單元間的禪合間距和微帶線寬都是不同的，從外 部到內(nèi)部逐漸變小，且每個(gè)螺旋形禪合單元內(nèi)部的各段互禪的主微帶線和副微帶線的間距 和線寬可W漸變不同，從而形成禪合系數(shù)的漸變W及寄生電容值的差異，還可根據(jù)具體情 況，在所述螺旋形禪合器的主副微帶線主體之間跨接電容，優(yōu)化電容值，調(diào)節(jié)所述禪合器的 禪合量，實(shí)現(xiàn)整個(gè)螺旋形禪合器各段的禪合系數(shù)可調(diào)。各小螺旋形禪合器的連接處并聯(lián)電 容到地，通過電磁仿真，優(yōu)化各小螺旋形禪合單元的禪合間距W及電容容值，獲得所需的超 寬頻螺旋形禪合器。
[0015] 有益效果；多層金屬疊加實(shí)現(xiàn)的螺旋形禪合器，結(jié)構(gòu)緊湊，加工簡單，功率容量大， 插入損耗低，與傳統(tǒng)的螺旋形禪合器相比，能夠?qū)崿F(xiàn)更寬的工作帶寬，在帶寬上有著突出的 優(yōu)勢(shì)。本發(fā)明的新型超寬頻90-度集成禪合器可W廣泛應(yīng)用于射頻/微波/毫米波頻段的 無線通信系統(tǒng)當(dāng)中。
【附圖說明】
[0016] 圖1 (a)為現(xiàn)有的平行微帶線禪合器原理示意圖，圖1 (b)為本發(fā)明的禪合器基 本原理7]^意圖； 圖2為新型超寬頻90°集成禪合器的等效原理7]^意圖； 圖3為新型超寬頻90°集成禪合器的電路實(shí)現(xiàn)示意圖； 圖4為5-30GHZ新型超寬頻90°集成禪合器的立體結(jié)構(gòu)示意圖； 圖5 (a)為5-30GHZ新型超寬頻90°集成禪合器的輸出信號(hào)插入損耗仿真結(jié)果圖，圖 5 (b)為5-30GHZ新型超寬頻90°集成禪合器的輸出端口隔離度仿真結(jié)果圖，圖5(C)為 5-30GHZ新型超寬頻90°集成禪合器的正交信號(hào)鏡像抑制性能仿真結(jié)果圖。
【具體實(shí)施方式】
[0017] 下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例，進(jìn)一步闡明本發(fā)明，應(yīng)理解該些實(shí)施例僅用于說明 本發(fā)明而不用于限制本發(fā)明的范圍，在閱讀了本發(fā)明之后，本領(lǐng)域技術(shù)人員對(duì)本發(fā)明的各 種等價(jià)形式的修改均落于本申請(qǐng)所附權(quán)利要求所限定的范圍。
[0018] 本發(fā)明提供一種新型超寬頻90°集成禪合器，可W實(shí)現(xiàn)更寬的禪合器工作帶寬， 輸出端口之間擁有更好的信號(hào)隔離度，W及提供較小的插入損耗。
[0019] 從禪合器理論的角度來說，要實(shí)現(xiàn)超寬頻的禪合帶寬，W傳統(tǒng)的平行微帶線禪合 器的例子來看，從輸入輸出端口到微帶中也，兩條微帶線的間距不變，也就是說禪合系數(shù)一 定的情況下，如圖1 (a)所示，實(shí)現(xiàn)的禪合器工作帶寬往往是窄帶的。通過調(diào)整微帶線的間 距，在靠近輸入輸出端口，也就是遠(yuǎn)離微帶線中也的部分，間距調(diào)大，禪合系數(shù)減??；而接近 微帶線中也的部分，間距調(diào)小，禪合系數(shù)增大，實(shí)現(xiàn)緊密禪合，如圖1 (b)所示。通過改變平 行禪合微帶線禪合器傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)，可W實(shí)現(xiàn)更寬的禪合帶寬。
[0020] 從W上結(jié)論得到啟發(fā)，考慮通過多個(gè)螺旋形禪合單元來實(shí)現(xiàn)一種用于射頻/微波 /毫米波電路的新型超寬頻90°集成禪合器，它由兩條相互平行禪合的微帶線構(gòu)成，其中 一端被配置為禪合器的輸入端口的微帶線稱為主微帶線(簡稱"主微帶")。另一條微帶線 稱為副微帶線(簡稱"副微帶")。主微帶和副微帶的等效電長度都是中也工作頻率所對(duì)應(yīng) 的波長的1/4,通過多層金屬結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)，主、副微帶分別位于不同層金屬，從而實(shí)現(xiàn)多層金屬 上下禪合，邊際禪合同時(shí)工作。本發(fā)明實(shí)現(xiàn)的新型超寬頻90°集成禪合器包括一個(gè)被配置 用來接收射頻/微波信號(hào)的輸入端口；兩個(gè)被配置用來輸出與輸入信號(hào)相同頻率信號(hào)的端 口：禪合端口和直通端口；W及一個(gè)與50歐負(fù)載相連的隔離端口。不同于常規(guī)的螺旋形禪 合器，在本發(fā)明的新型超寬頻90°集成禪合器中，兩條緊密禪合的微帶線呈螺旋狀形成串 聯(lián)的多個(gè)螺旋形禪合單元，如圖2所示，各相鄰螺旋形禪合單元的禪合間距和微帶線寬都 不同，為從外部到內(nèi)部逐漸變小，且每個(gè)螺