[發(fā)明專利]高選擇性的寬帶十字型耦合器

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201610060814.3
• 申請(qǐng)日: 2016-01-28
• 公開（公告）號(hào): CN105720345B
• 公開（公告）日: 2018-06-12
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 馮文杰;趙超穎;車文荃;張穎;楊琬琛
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 南京理工大學(xué)
• 主分類號(hào): H01P5/16
• 分類號(hào): H01P5/16
• 代理公司: 南京理工大學(xué)專利中心 32203
• 代理人: 馬魯晉

本發(fā)明公開了一種高選擇性的寬帶十字型耦合器，包括了四對(duì)完全相同的連接在輸入、輸出端口處的傳統(tǒng)耦合線，每對(duì)耦合線中的任意一條傳輸線依次相連形成一個(gè)內(nèi)環(huán)，另外四條傳輸線一端連接輸入、輸出端口，另一端分別串聯(lián)了相同的短路分支線，在這四對(duì)耦合線正下方的地面上開槽，并且槽內(nèi)置有金屬片，耦合系數(shù)得以提高并有效地抑制了二次諧波。由于結(jié)構(gòu)的旋轉(zhuǎn)對(duì)稱性，可以方便地利用二階奇偶模分析方法分析電路并得到相應(yīng)的參數(shù)值。此十字型耦合器的帶寬在27.5%以上，回波損耗大于20 dB，隔離大于13.5 dB帶內(nèi)插損小于1.6 dB，結(jié)構(gòu)緊湊、設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單、電性能好，很容易實(shí)現(xiàn)與其他平面微波毫米波電路與系統(tǒng)的集成。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于微波毫米波混合平面集成電路，特別是一種高選擇性的寬帶十字型耦合器。

背景技術(shù)

十字型耦合器是微波集成電路中一個(gè)重要的無(wú)源器件，它使得傳輸路徑存在互連的兩路信號(hào)能夠相互隔離，互不干擾地進(jìn)行傳輸。對(duì)于一個(gè)理想的十字型耦合器，相鄰的端口有良好的隔離，相對(duì)的端口無(wú)耗傳輸。過(guò)去常采用三維結(jié)構(gòu)這種最直接的方法實(shí)現(xiàn)，例如空氣橋、焊接線。但是這種方法成本高，結(jié)構(gòu)復(fù)雜。現(xiàn)在已經(jīng)設(shè)計(jì)出了許多平面的單頻/雙頻十字型耦合器，環(huán)形結(jié)構(gòu)和分支線的加載最為常見，如文獻(xiàn)1(“Y.Chen and S.-P.Yeo,Asymmetrical four-port microstrip coupler for crossover application,”IEEETrans.Microw.Theory Tech.,vol.55,no.11,pp.2434–2438,Nov.2007?！?，文獻(xiàn)2(“F.Lin,Q.-X.Chu,and S.W.Wong,Dual-band planar crossover with two-section branch-linestructure,IEEE Trans.Microw.Theory Techn.,vol.61,no.6,pp.2309-2316,Jun.2013.”)，以及文獻(xiàn)3(“He Zhu,Yifan Wang,Amin M.Abbosh,Broadband microwavecrossover using parallel-coupled microstrip lines and short-ended stubs,IETMicrow.Antennas Propag.,,2015,vol.9,Iss.1,pp.79-85.”)，都詳細(xì)地介紹了不同結(jié)構(gòu)的十字型耦合器，雖然級(jí)聯(lián)結(jié)構(gòu)拓寬了帶寬，但也增大了電路的尺寸，插入損耗變大。這些問(wèn)題可通過(guò)不同形狀的貼片諧振器、雙面結(jié)構(gòu)或者微帶-槽線/共面波導(dǎo)過(guò)渡結(jié)構(gòu)解決，如文獻(xiàn)4(“W.Liu,Z.Zhang,Z.Feng,M.Iskander,A compact wideband micro-stripcrossover,IEEE Microw.Wirel.Compon.Lett.,2012,22,(5),pp.254-256.”)，以及文獻(xiàn)5(“B.Henin,A.Abbosh,Design of a compact planar crossover using Sierpinskicarpet micro strip patch,IET Microw.Antennas Propag.,2013,7,(1),pp.54-60.”)，都比較詳細(xì)地介紹了幾種小型化的十字型耦合器。另外，多功能的電路結(jié)構(gòu)也有深入研究，如文獻(xiàn)6(“X.Y.Zhang,Q.-Y.Guo,K.-X.Wang,B.-J.Hu,and H.L.Zhang,Compact filteringcrossover using stub-loaded ring resonator,IEEE Microw.Wireless Compon.Lett.,vol.24,no.5,pp.327–329,May 2014.”)。

但上述結(jié)構(gòu)有些帶寬較窄，有些選擇性較差，不能滿足寬帶和高選擇性的需要。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種高選擇性的寬帶十字型耦合器。