[實用新型]一種雙層小型化低成本定向分支耦合器

有效

• 申請號: 201520415132.0
• 申請日: 2015-06-16
• 公開（公告）號: CN204885390U
• 公開（公告）日: 2015-12-16
• 發明（設計）人: 代明甫;范君暉;魯於;段林昌;黎陽;胡俊;徐寬敏
• 申請（專利權）人: 上海工程技術大學
• 主分類號: H01P5/18
• 分類號: H01P5/18
• 代理公司: 上海伯瑞杰知識產權代理有限公司 31227
• 代理人: 周兵

技術領域

本實用新型涉及無源電子器件技術領域，尤其涉及一種雙層小型化低成本定向分支耦合器。

背景技術

隨著無線通信技術的快速發展,各種通訊系統的載波頻率不斷提高,小型化低功耗的高頻電子器件及電路設計使微帶技術發揮了優勢。

一般而言，耦合器分為波導與微帶耦合器。雖然波導因其所特有的損耗低、抗干擾性能好、功率容量大、易于兼容口徑天線等優點，但是波導的體積與重量都過于巨大,使得系統設計中經常出現電性能與機動性能、隱蔽性能的相互矛盾,這些矛盾甚至成為了系統總體設計的瓶頸。以微帶線等為主要代表的新型集成傳輸系統以其重量輕、體積小、設計靈活、成本低廉等優點逐漸取代傳統金屬管波導成為微波與射頻系統的主要實現形式。然而，隨著終端小型化，電路集成化的發展趨勢日益明顯，超小型化微帶耦合器的設計已成為當前微波耦合器理論技術發展的一個主要方向。

目前，小型化微帶耦合器技術主要有一下三種：

LTCC技術。采用LTCC(低溫共燒陶瓷)技術，是將低溫燒結陶瓷粉制成厚度精確而且致密的生瓷帶，在生瓷帶上利用激光打孔、微孔注漿、精密導體漿料印刷等工藝制出所需要的電路圖形，并將多個被動組件(如低容值電容、電阻、濾波器、阻抗轉換器、耦合器等)埋入多層陶瓷基板中，然后疊壓在一起，內外電極可分別使用銀、銅、金等金屬，在900℃下燒結，制成三維空間互不干擾的高密度電路，也可制成內置無源元件的三維電路基板，在其表面可以貼裝IC和有源器件，制成無源/有源集成的功能模塊，可進一步將電路小型化與高密度化，特別適合用于高頻通訊用組件。此種技術易于微帶無源器件的小型化，然而制作工藝復雜、設計成本高成為該技術的主要發展瓶頸。

慢波結構技術。該技術是用來傳輸電磁波，并使電磁波的相速下降到略低于電子束的速度，從而使電子束能夠與高頻電場順利地進行互作用。目前，比較典型的幾種慢波結構有耦合腔、梯形線、曲折波導以及最為常見的螺旋線慢波結構。然而，慢波結構只能在一定程度上降低電子束的速度，對包括耦合器在內的微波器件的小型化作用十分有限。

加載技術。該技術在微波電路中加載電阻、電容或電感的方式，人為地改變電路阻抗。在較短的微帶線布局中實現較低頻匹配的目的。然而，加載電路器件后，一方面，輸入輸出各端口諧振點會發生偏移；另一方面，耦合器工作帶寬也會下降，降低耦合器的實用性。

實用新型內容

本實用新型的目的是提供一種雙層小型化低成本定向分支耦合器，尺寸小、結構簡單、便于加工、成本低廉、相對帶寬較寬，插入損耗低。

本實用新型為解決其技術問題所采用的技術方案是：

一種雙層小型化低成本定向分支耦合器，包括介質板，還包括設置于所述介質板的一側的長度漸變的S形微帶線、電連接于所述長度漸變的S形微帶線的端部的第一信號傳輸線、電連接于所述長度漸變的S形微帶線的端部的第二信號傳輸線、電連接于所述長度漸變的S形微帶線的端部的第三信號傳輸線、電連接于所述長度漸變的S形微帶線的端部的第四信號傳輸線、設置于所述介質板的另一側的金屬底板、設置于所述介質板的遠離所述長度漸變的S形微帶線的一側且嵌設于所述金屬底板內的S形共面波導傳輸線和穿設于所述介質板內且一端和所述長度漸變的S形微帶線電連接另一端和所述S形共面波導傳輸線電連接的導電過孔；所述長度漸變的S形微帶線和所述S形共面波導傳輸線通過所述導電過孔首尾相連的構成去向電路和返向電路。

其中，所述金屬底板為接地金屬板。

其中，所述長度漸變的S形微帶線沿著所述雙層小型化低成本定向分支耦合器的由中心向邊緣的方向長度逐漸增大，所述S形共面波導傳輸線沿著所述雙層小型化低成本定向分支耦合器的由中心向邊緣的方向長度逐漸增大；所述長度漸變的S形微帶線和所述S形共面波導傳輸線構成漸變性S形微帶—共面波導傳輸線組。

其中，在沿著垂直于所述介質板的端面的方向上所述長度漸變的S形微帶線和所述S形共面波導傳輸線相互平行。

其中，縱向排列的所述長度漸變的S形微帶線的寬度為k1，橫向排列的所述長度漸變的S形微帶線的寬度為k2；所述k1：k2為

其中，橫向排列的所述S形共面波導傳輸線的線寬為w1，縱向排列的所述S形共面波導傳輸線的線寬為w2；橫向排列的所述S形共面波導傳輸線與所述金屬底板之間的縫隙為g1，縱向排列的所述S形共面波導傳輸線與所述金屬底板之間的縫隙為g2；所述w1為2.4毫米，所述w2為2.3毫米，所述g1為0.1毫米，所述g2為0.15毫米。