[發明專利]一種超寬帶3dB正交定向耦合器電路

有效

• 申請號: 202010772116.2
• 申請日: 2020-08-04
• 公開（公告）號: CN111900523B
• 公開（公告）日: 2021-10-26
• 發明（設計）人: 吳奕蓬
• 申請（專利權）人: 西安博瑞集信電子科技有限公司
• 主分類號: H01P5/18
• 分類號: H01P5/18
• 代理公司: 深圳市科進知識產權代理事務所(普通合伙) 44316
• 代理人: 魏毅宏

本發明公開了一種超寬帶3dB正交定向耦合器電路，由n+1個耦合線耦合器構成，其中的n為奇數，結構對稱；左側耦合器由(n?1)/2個耦合線耦合器級聯；右側耦合器由(n?1)/2個耦合線耦合器級聯；中間節耦合器由兩級相同的耦合線耦合器交叉級聯。該發明的技術效果為采用多節耦合線耦合器結構拓展帶寬，通過交叉級聯兩級中間節耦合線減弱每一級耦合線耦合強度，從而解決傳統多節耦合線耦合器中間節耦合線過緊耦合的問題。該超寬帶3dB正交定向耦合器由n+1個耦合線耦合器構成，其中的n為奇數，中間節為兩級耦合線耦合器級聯，結構對稱，輸入端口和隔離端口位于同一側，直通端口和耦合端口位于另一側，適合于其它電路級聯。

技術領域

本發明涉及微波無源器件技術領域，特別涉及一種超寬帶3dB正交定向耦合器電路。

背景技術

超寬帶3dB正交定向耦合器是一種重要的微波無源電路，可以構成功率合成器、功率分配器、移相器、衰減器和矢量調制器等，被廣泛應用于在寬帶通信、電子對抗系統、微波無線電通信、雷達以及空間通信等電子設備中，其性能對射頻微波系統有著巨大影響，因此研究能夠用集成電路工藝制造的超寬帶3dB正交定向耦合器電路具有重大的應用價值和現實意義。

在傳統的定向耦合器結構中，存在以下問題：Lange耦合器由于其結構簡單、耦合度強等優點而得到廣泛應用，但是由于λ/4長度，其帶寬受限。雙層耦合線耦合器通過寬邊耦合獲得強耦合度，但是其四個端口不在一個平面上，不利于與其它電路級聯，而且帶寬由于λ/4長度也受限。多節耦合線耦合器可以極大地拓展帶寬，但是如果期望得到強耦合度，則需要更大的中間節耦合線耦合強度，這有時甚至用集成電路工藝都難以實現。

因此，研究超寬帶3dB正交耦合器電路成為急需解決的技術難題，具有重大的應用價值和現實意義。

發明內容

本發明提供一種超寬帶3dB正交定向耦合器電路，可以解決上述背景技術中提出的問題。

本發明提供了一種超寬帶3dB正交定向耦合器電路，由n+1個耦合線耦合器構成，其中的n為奇數，結構對稱；

左側耦合器由(n-1)/2個耦合線耦合器級聯；

右側耦合器由(n-1)/2個耦合線耦合器級聯；

中間節耦合器由兩級相同耦合線耦合器交叉級聯。

較佳地，左側的耦合線耦合器級聯方式為前一級耦合線耦合器直通端與后一級耦合線耦合器輸入端連接，其耦合器耦合系數依次為k¹、k²、、、k^(n-1)/2。

較佳地，右側的耦合線耦合器級聯方式為前一級耦合線耦合器隔離端與后一級耦合線耦合器耦合端連接，其耦合器耦合系數依次為k^(n-1)/2、k^(n-3)/2、、、k¹。

較佳地，中間節的每一個耦合線耦合器的兩條耦合線在中間位置交叉連接，交叉級聯方式為前一級耦合線耦合器耦合端和后一級耦合線耦合器輸入端連接，前一級耦合線耦合器直通端和后一級耦合線耦合器隔離端連接，每一個耦合器耦合系數為K’。

較佳地，所述超寬帶3dB正交定向耦合器電路關于平面AA’對稱。

較佳地，所述超寬帶3dB正交定向耦合器電路的每一級耦合器電長度均為θ，θ＝π/2。

本發明的有益效果為：

1、該超寬帶3dB正交定向耦合器電路，采用多節耦合線耦合器結構拓展帶寬，通過交叉級聯兩級中間節耦合線減弱每一級耦合線耦合強度，從而解決傳統多節耦合線耦合器中間節耦合線過緊耦合的問題。