[發明專利]一種五節對稱超寬帶10dB定向耦合器

在審

• 申請號: 201710718796.8
• 申請日: 2017-08-21
• 公開（公告）號: CN107331933A
• 公開（公告）日: 2017-11-07
• 發明（設計）人: 莊智強;王鑫;戴永勝
• 申請（專利權）人: 南京理工大學
• 主分類號: H01P5/18
• 分類號: H01P5/18
• 代理公司: 南京理工大學專利中心32203
• 代理人: 王瑋

技術領域

本發明屬于微波技術領域，具體涉及一種五節對稱超寬帶10dB定向耦合器，廣泛運用于軍用、民用通信等領域。

背景技術

隨著微波通信技術的不斷更新換代，微波器件朝著微型化、寬頻帶高速發展。定向耦合器廣泛運用于微波系統，是微波系統中一種重要的分路元件，從本質上來說，定向耦合器是一種可以改變信號相位的功率分配器件。定向耦合器為四端口無源器件，包括輸入端、直通端、耦合端、隔離端定向耦合器的主要性能指標有插損、回損、耦合度、隔離度、工作帶寬等。

相比于傳統工藝技術，LTCC（低溫共燒陶瓷）技術能夠實現三維集成，其采用的低溫共燒陶瓷材料同樣具有導電率高，Q值高，損耗小等優勢。采用多層低溫陶瓷共燒技術，可以很好的加工出小型化，緊密型好，輕量化，損耗小的微波無源器件。

發明內容

本發明的目的在于提供一種五節對稱超寬帶10dB定向耦合器，采用五節對稱結構的寬邊折疊耦合線構成，采用LTCC（低溫共燒陶瓷）三維集成技術實現，具有插入損耗小、帶內波動小、工作頻帶寬、直通端口與耦合端口之間的相位正交性好、性能穩定可靠、能夠批量生產等優勢。

實現本發明目的的技術方案是：一種五節對稱超寬帶10dB定向耦合器，從上往下共包括三個部分，第一個部分為第三接地層GND3，第二個部分中五節寬邊折疊耦合線的上下兩層垂直放置，第三個部分為第四接地層GND4。特征阻抗為50歐姆的第三端口P3與特征阻抗為50歐姆的第一端口P1從前往后依次分布在耦合器的一側，特征阻抗為50歐姆的第二端口P2與特征阻抗為50歐姆的第四端口P4從前往后依次分布在耦合器的另一側。五節寬邊折疊耦合線均包括上下兩層，第一寬邊折疊耦合線上層折疊線L1a一端與第一上層連接柱H1a的上端相連，第一上層連接柱H1a的下端與第二寬邊折疊耦合線上層折疊線L2a一端連接，第二寬邊折疊耦合線上層折疊線L2a另一端連接第二上層連接柱H2a上端，第二上層連接柱H2a下端與第三寬邊折疊耦合線上層折疊線L3a一端連接，第三寬邊折疊耦合線上層折疊線L3a另一端連接第三上層連接柱H3a下端，第三上層連接柱H3a上端與第四寬邊折疊耦合線上層折疊線L4a一端連接，第四寬邊折疊耦合線上層折疊線L4a另一端連接第四上層連接柱H4a下端，第四上層連接柱H4a上端與第五寬邊折疊耦合線上層折疊線L5a一端連接。第一寬邊折疊耦合線下層折疊線L1b一端與第一下層連接柱H1b的下端相連，第一下層連接柱H1b的上端與第二寬邊折疊耦合線下層折疊線L2b一端連接，第二寬邊折疊耦合線下層折疊線L2b另一端連接第二下層連接柱H2b下端，第二下層連接柱H2b上端與第三寬邊折疊耦合線下層折疊線L3b一端連接，第三寬邊折疊耦合線下層折疊線L3b另一端連接第三下層連接柱H3b上端，第三下層連接柱H3b下端與第四寬邊折疊耦合線下層折疊線L4b一端連接，第四寬邊折疊耦合線下層折疊線L4b另一端連接第四下層連接柱H4b上端，第四下層連接柱H4b下端與第五寬邊折疊耦合線下層折疊線L5b一端連接。第一寬邊折疊耦合線上層折疊線L1a另一端與第一連接引線Lin1一端相連，第一連接引線Lin1另一端連接特征阻抗為50歐姆的第一端口P1，第一寬邊折疊耦合線下層折疊線L1b另一端與第三連接引線Lin3一端相連，第三連接引線Lin3另一端連接特征阻抗為50歐姆的第三端口P3。第五寬邊折疊耦合線上層折疊線L5a另一端與第二連接引線Lin2一端相連，第二連接引線Lin2另一端連接特征阻抗為50歐姆的第二端口P2，第五寬邊折疊耦合線下層折疊線L5b另一端與第四連接引線Lin4一端相連，第四連接引線Lin4另一端連接特征阻抗為50歐姆的第四端口P4。第三接地層GND3位于最上面一層、第四接地層GND4位于最下面一層，第三接地層GND3、第四接地層GND4與第一接地層GND1、第二接地層GND2連接，第二接地層GND2與第一接地層GND1分別位于耦合器的前后兩側。

與傳統常規技術相比，本發明采用LTCC（低溫共燒陶瓷）技術實現三維立體集成，并采用五節對稱寬邊折疊耦合線實現超寬帶定向耦合器，具有低插損、匹配優良、性能穩定可靠、可大批量生產等優點。

附圖說明

圖1（a）是本發明一種五節對稱超寬帶10dB定向耦合器的正視圖，圖1（b）是本發明一種五節對稱超寬帶10dB定向耦合器的俯視圖。

圖2是本發明一種五節對稱超寬帶10dB定向耦合器主要性能曲線。

圖3是本發明一種五節對稱超寬帶10dB定向耦合器直通端口與耦合端口正交性示意圖。