[發明專利]一種高精度介質帶線寬邊耦合器

在審

• 申請號: 202010553822.8
• 申請日: 2020-06-17
• 公開（公告）號: CN111725598A
• 公開（公告）日: 2020-09-29
• 發明（設計）人: 王光輝
• 申請（專利權）人: 中國電子科技集團公司第十四研究所
• 主分類號: H01P5/18
• 分類號: H01P5/18
• 代理公司: 南京知識律師事務所 32207
• 代理人: 康翔;高嬌陽

本發明將耦合區主線的實心線條中去除一個軸線對稱的矩形區域，形成一個1分2和2合1的分支結構，副線的對稱軸與主線的對稱軸重合，在耦合區域，主線上有2部分與副線發生耦合，耦合能量在耦合區之外疊加，若主線和副線的對稱軸產生偏離，則在耦合區域，主線上與副線對稱軸接近的分支線上的耦合能量增強，主線上與副線對稱軸遠離的分支線上的耦合能量減弱，耦合的2路能量相加，在副線耦合端輸出的能量，相比于主線和副線的對稱軸完全重合的情況，變化微小，抵消上下對稱軸偏離的影響，可以在常規印制板加工精度的條件下，設計出滿足耦合度精度要求的、少調試甚至免調試的耦合器。

技術領域

本發明屬于微波技術領域，具體涉及一種能量耦合技術。

背景技術

耦合器是微波系統中的常用元件，應用場景有功率分配、合成、耦合等，為了保證耦合信號的幅度和相位的高精度及穩定性，絕大多數耦合器都采用定向耦合器。一般而言，耦合度在-10dB～0dB之間的屬于強耦合，多用于功率分配及合成；耦合度小于-20dB的屬于弱耦合，多用于功率監測。根據選用傳輸線類型的不同，耦合器可以是波導耦合器、同軸耦合器、微帶耦合器、帶線耦合器等，如果主線及副線的類型不同，則為混合型的耦合器。

定向耦合器一般有主線和副線兩條傳輸線、四個端口，選定主線的一個端口為信號輸入端口，則副線的兩個端口，一個是耦合端口，一個是隔離端口，具有耦合關系的兩個端口之間，信號傳輸是互易的。

常用的介質帶線寬邊耦合器采用微波印制板材制作印制圖形，介質均勻性好，圖形加工精度高。常規的介質帶線寬邊耦合器通常由3張印制板層疊組成，上層和下層印制板均為一面無銅箔、一面有銅箔的結構，中間印制板為雙面制作圖形的印制板，兩種印制線條分別制作在同一張介質基板的正反面上。

耦合器的耦合度直接取決于印制線條之間的距離，它對耦合線條之間平面方向距離的變化非常敏感，因此，耦合器對印制線條的正反面重合精度要求非常高，在常規加工工藝條件下，印制板成品率不高。

發明內容

本發明為了解決現有技術存在的問題，提出了一種高精度介質帶線寬邊耦合器，為了實現上述目的，本發明采用了以下技術方案。

高精度介質帶線寬邊耦合器包括3塊高頻印制板，3塊印制板相互層疊壓合沒有間隙；上層印制板正面保留銅箔，反面去除銅箔；中間層印制板正、反兩面制作印制圖形；下層印制板正面去除銅箔，反面保留銅箔。

3塊印制板之間的壓合方式有2種，使上層印制板和下層印制板之間大面積導通：一種是機械壓合，用金屬箔片與上、下層印制板焊接貼合，用金屬螺釘貫穿3塊印制板并旋緊；一種是膠合，在3塊印制板的兩兩之間插入半固化片，經高溫熔化、降溫固化，使3塊印制板緊密連接，將印制板側壁金屬化。

高精度介質帶線寬邊耦合器采用介質帶線作為傳輸線的寬邊耦合，介質帶線有2條內導體，內導體之間寬邊平行，上下排列間距小；使能量在2條內導體之間耦合，2個內導體產生耦合部分的線條長度為，中心頻率上的電磁波在介質中波長的1/4。

由于2個條帶之間的耦合度相對于條帶之間的重合尺寸非常敏感，為了實現高精度的耦合度，需要將2個條帶作為印制圖形，制作在同一個印制板的正反面上。

為了進一步降低條帶之間重合尺寸偏差對耦合度的影響，將耦合區主線的實心線條中去除一個軸線對稱的矩形區域，形成一個1分2和2合1的分支結構，副線的對稱軸與主線的對稱軸重合。

在耦合區域，主線上有2部分與副線發生耦合，這2部分的耦合能量在耦合區之外疊加；若主線和副線的對稱軸產生偏離，則在耦合區域，主線上與副線對稱軸接近的分支線上的耦合能量增強，主線上與副線對稱軸遠離的分支線上的耦合能量減弱；耦合的2路能量相加，在副線耦合端輸出的能量，相比于主線和副線的對稱軸完全重合，變化微小，抵消上下對稱軸偏離的影響。