小型化微帶耦合器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及耦合器，具體是小型化微帶耦合器。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著通信技術(shù)取得了長(zhǎng)足快速的發(fā)展，微波通信設(shè)備也隨之發(fā)展起來(lái)。如今通信設(shè)備趨于小型化、便攜化，這對(duì)通信設(shè)備中無(wú)源器件的尺寸縮小提出更高的要求。
[0003]定向耦合器具有簡(jiǎn)單的結(jié)構(gòu)以及良好的方向性，在微波通信中得到了較為廣泛的應(yīng)用。定向耦合器的種類從結(jié)構(gòu)上分有微帶型、波導(dǎo)型和同軸型等；從耦合方式上有分支線耦合、微帶平行耦合線耦合、小孔耦合等。傳統(tǒng)微帶形式的定向耦合器無(wú)法克服所占面積較大的缺點(diǎn)，因此限制了其在便攜微波設(shè)備上的應(yīng)用。目前，定向耦合器的小型化已經(jīng)成為了一個(gè)熱門的課題。
[0004]一般的，定向耦合器的小型化設(shè)計(jì)有以下幾種:1、通過(guò)補(bǔ)償電容，提高了耦合器的方向性并減小了尺寸；2、通過(guò)引入多個(gè)開路枝節(jié)，實(shí)現(xiàn)了微帶混合環(huán)的小型化；3、采用了 T型等效的方法實(shí)現(xiàn)了小型化；4、采用了主線、副線以及耦合線的魚骨形等效實(shí)現(xiàn)了小型化，避免了 T型等效的中心重疊問(wèn)題。但第三種和第四種方案僅僅是理論上的仿真，并沒(méi)有考慮到實(shí)際微波器件的耦合效應(yīng)，T型等效的中心重合問(wèn)題，以及主線、副線以及耦合線的魚骨形等效的耦合失真嚴(yán)重。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0005]本實(shí)用新型的目的在于提供一種小型化微帶耦合器，解決了 T型等效的中心重合冋題。
[0006]本實(shí)用新型的目的主要通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn):小型化微帶耦合器，包括形狀為矩形的微波介質(zhì)材料板，微波介質(zhì)材料板左側(cè)壁設(shè)有第一接口和第三接口，微波介質(zhì)材料板右側(cè)壁設(shè)有第二接口和第四接口，微波介質(zhì)材料板的正表面設(shè)置有軸線互相平行的第一耦合支線和第二耦合支線，第一耦合支線的左端通過(guò)第一微帶支線與第一接口連接，第一耦合支線的右端通過(guò)第二微帶支線與第二接口連接，第二耦合支線的左端通過(guò)第三微帶支線與第三接口連接，第二耦合支線的右端通過(guò)第四微帶支線與第四接口連接，第一微帶支線通過(guò)第一連接微帶與第三微帶支線連接，第二微帶支線通過(guò)第二連接微帶與第四微帶支線連接，第一連接微帶面向第二連接微帶的一側(cè)連接有第一裂縫支線，第二連接微帶面向第一連接微帶的一側(cè)連接有第二裂縫支線，第一裂縫支線和第二裂縫支線互相對(duì)稱，在第一裂縫支線和第二裂縫支線之間存在裂縫，第一耦合支線面向第二耦合支線的一側(cè)連接有十字微帶線A，第二耦合支線面向第一耦合支線的一側(cè)連接有十字微帶線B，十字微帶線A和十字微帶線B互相對(duì)稱設(shè)置，十字微帶線A和十字微帶線B是由一根橫向微帶和豎向微帶交叉構(gòu)成十字形結(jié)構(gòu)，十字微帶線A的豎向微帶的一端與第一耦合支線的中部連接，十字微帶線B的豎向微帶的一端與第二耦合支線的中部連接。
[0007]傳統(tǒng)微帶雙分支定向耦合器的結(jié)構(gòu)中，分支線長(zhǎng)度及其間距均為中心相波長(zhǎng)。其輸入、輸出端口的特性阻抗為Z0，傳統(tǒng)的微帶雙分支定向耦合器尺寸較大，本文通過(guò)傳輸線的對(duì)稱等效，設(shè)計(jì)了一種小型化的微帶雙分支定向耦合器。我們分析傳統(tǒng)微帶雙分支定向耦合器分支線的等效電路后發(fā)現(xiàn)，將四段分支線進(jìn)行T型等效后發(fā)現(xiàn)，定向耦合器中心部分發(fā)生重疊，這會(huì)產(chǎn)生嚴(yán)重的耦合現(xiàn)象，影響定向耦合器的性能。而本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)采用對(duì)稱結(jié)構(gòu)構(gòu)成，通過(guò)十字微帶線A和十字微帶線B形成耦合，利用第一裂縫支線和第二裂縫支線形成耦合，這2個(gè)耦合結(jié)構(gòu)形成定向耦合，提高定向耦合的性能。
[0008]本文提出了一款小型化的微帶雙分支定向耦合器的設(shè)計(jì)方案。該方案基于傳統(tǒng)微帶雙分支定向耦合器的原理，對(duì)分支微帶線的結(jié)構(gòu)進(jìn)行等效，等效后的雙分支定向耦合器較傳統(tǒng)的雙分支定向耦合器面積縮小了 51%，實(shí)現(xiàn)了微帶雙分支定向耦合器的小型化，最終加工了實(shí)物，給出了測(cè)試結(jié)果。實(shí)測(cè)結(jié)果表明該微帶雙分支定向耦合器在整個(gè)設(shè)計(jì)頻帶內(nèi)具有良好的匹配、功分以及隔離的性能。
[0009]小型化微帶雙分支定向耦合器的中心頻率為f 0=1.6 GHz，頻率范圍為1.5~1.7GHz，輸入/輸出端口阻抗Ζ0=50 Ω。選用F4B系列的微波介質(zhì)材料板。
[0010]使用AV36580A矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀對(duì)加工的定向耦合器進(jìn)行了實(shí)際測(cè)量。根據(jù)各端口 S參數(shù)可知，在1.5~1.7 GHz工作帶寬內(nèi)SI I為-15 dB，中心頻率1.6 GHz處SI I為-20dB，各輸入端口實(shí)現(xiàn)了良好的匹配。隔離口 S41為-20 dB實(shí)現(xiàn)了良好的隔離。直通端與耦合端的功分效果良好，在所要求的頻帶范圍內(nèi)功分比最大相差0.5 dB.測(cè)試結(jié)果與仿真結(jié)果有著較好的一致性。
[0011]優(yōu)選的，所述裂縫的寬度與豎向微帶的寬度相等。
[0012]優(yōu)選的，所述第一耦合支線和第二耦合支線的寬度均為Ml，第一微帶支線、第二微帶支線、第三微帶支線、第四微帶支線的寬度均為M2，Ml大于M2。
[0013]優(yōu)選的，第一接口、第二接口、第三接口、第四接口的阻抗為50 Ω。
[0014]優(yōu)選的，微波介質(zhì)材料板的相對(duì)介電常數(shù)為2.65，微波介質(zhì)材料板的厚度為2 mm。
[0015]優(yōu)選的，第一微帶支線、第二微帶支線、第三微帶支線、第四微帶支線、第一耦合支線、第二耦合支線、第一裂縫支線、第二裂縫支線、十字微帶線A、十字微帶線B、第一連接微帶、第二連接微帶均為微帶線。
[0016]本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)在于:結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，體積大幅度縮小，具有良好的匹配、功分以及隔離的性能。
【附圖說(shuō)明】
[0017]圖1為本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0018]圖中的附圖標(biāo)記分別表示為:11、第一接口，12、第二接口，13、第三接口，14、第四接口，21、第一微帶支線，22、第二微帶支線，23、第三微帶支線，24、第四微帶支線，31、第一耦合支線，32、第二耦合支線，41、第一裂縫支線，42、第二裂縫支線，51、十字微帶線A，52、十字微帶線B，61、第一連接微帶，62、第二連接微帶。
【具體實(shí)施方式】
[0019]下面結(jié)合實(shí)施例及附圖對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步的詳細(xì)說(shuō)明，但本實(shí)用新型的實(shí)施方式不限于此。
[0020]實(shí)施例1:
[0021]如圖1所示。
[0022]小型化微帶耦合器，包括形狀為矩形的微波介質(zhì)材料板，微波介質(zhì)材料板左側(cè)壁設(shè)有第一接口 11和第三接口 13，微波介質(zhì)材料板右側(cè)壁設(shè)有第二接口 12和第四接口 14，微波介質(zhì)材料板的正表面設(shè)置有軸線互相平行的第一耦合支線31和第二耦合支線32，第一耦合支線31的左端通過(guò)第一微帶支線21與第一接口 11連接，第一耦合支線31的右端通過(guò)第二微帶支線22與第二接口 12連接，第二耦合支線32的左端通過(guò)第三微帶支線23與第三接口 13連接，第二耦合支線32的右端通過(guò)第四微帶支線24與第四接口 14連接，第一微帶支線21通過(guò)第一連接微帶61與第三微帶支線23連接，第二微帶支線22通過(guò)第二連接微帶62與第四微帶支線24連接，第一連接微帶61面向第二連接微帶62的一側(cè)連接有第一裂縫支線41，第二連接微帶6