[發明專利]一種微帶雙分支定向耦合器及雷達物位測量系統

在審

• 申請號: 202110575985.0
• 申請日: 2018-10-19
• 公開（公告）號: CN113483856A
• 公開（公告）日: 2021-10-08
• 發明（設計）人: 周雷
• 申請（專利權）人: 北京古大儀表有限公司;周雷
• 主分類號: G01F23/284
• 分類號: G01F23/284
• 代理公司: 北京安信方達知識產權代理有限公司 11262
• 代理人: 胡艷華;栗若木

本文公開了一種微帶雙分支定向耦合器。所述微帶雙分支定向耦合器包括：主線1，第一分支線2，副線3，第二分支線4、四個端口和四條端口引線；所述主線1、所述第一分支線2、所述副線3和所述第二分支線4順序首尾相連形成閉合環；所述主線1、所述第一分支線2、所述副線3和所述第二分支線4的長度均為λ/4，λ是所述微帶雙分支定向耦合器中心頻率處波長；每一個端口對應的端口引線與所述閉合環在所述端口處的切線相垂直，且向所述閉合環外延伸。本文的技術方案能夠提高定向耦合器的隔離度。

相關申請的交叉引用

本申請是分案申請。原申請的申請號為201811222931.0，申請日為2018年10月19日，發明名稱為“一種微帶雙分支定向耦合器及雷達物位測量系統”。

技術領域

本文涉及物位測量技術領域，尤其涉及的是一種微帶雙分支定向耦合器及雷達物位測量系統。

背景技術

雷達物位計利用了電磁波的特殊性能來進行物位檢測。電磁波可以穿透空間蒸汽、粉塵等干擾源，遇到障礙物易于被反射。發射－反射－接收是雷達物位計工作的基本原理。雷達傳感器的天線以波束的形式發射電磁波信號，反射回來的信號仍由天線接收。電磁波信號從發射到接收的運行時間與傳感器到介質表面的距離成比例。

如圖1所示，在雷達物位測量領域，由于受到結構、安裝、密封及防爆等方面的限制多采用單天線的方式發射及接收電磁波信號。圖1所示的雷達物位計中，采用單天線32發射及接收電磁波信號，單芯片雷達傳感器30可以通過定向耦合器31實現發射通道和接收通道的隔離。

分支線定向耦合器是一種常用的定向耦合器。如圖2所示，一種3dB微帶雙分支定向耦合器由主線、副線及兩條耦合分支線組成。AB是主線，DC是副線，AD和BC是分支線，兩條分支線的長度及間隔均為四分之一波長(λ/4)，AB主線和DC副線的特征阻抗均為AD分支線和BC分支線的特征阻抗均為z₀，每個端口的特征阻抗為z₀。在端口(1)有輸入而其他端口匹配時，端口(2)和端口(3)有等幅不同相輸出，端口(2)和端口(3)之間存在90°相差，端口(4)無信號輸出，端口(4)是隔離端口。3dB微帶雙分支定向耦合器具有很好的對稱性，四端口中任何一個端口均可作為輸入端口。

隨著電磁波頻率的不斷提高，當雷達物位計從厘米波波段朝著毫米波波段發展時，由于3dB微帶雙分支定向耦合器的尺寸變小，所以定向耦合器的隔離度下降，影響了雷達物位計的測量精度。

發明內容

根據本申請的一個方面，本申請實施例提供一種微帶雙分支定向耦合器，包括：主線1、第一分支線2、副線3、第二分支線4、四個端口和四條端口引線；

所述四個端口包括：位于所述主線1和所述第二分支線4連接處的輸入端口5、位于所述主線1與所述第一分支線2連接處的直通端口6、位于所述第一分支線2與所述副線3連接處的耦合端口7、和位于所述副線3和第二分支線4連接處的隔離端口8；

所述四條端口引線包括：設置在所述輸入端口5上的輸入端口引線51、設置在所述直通端口6上的直通端口引線61、設置在所述耦合端口7上的耦合端口引線71和設置在所述隔離端口8上的隔離端口引線81；

所述主線1、所述第一分支線2、所述副線3和所述第二分支線4順序首尾相連形成閉合環；所述主線1、所述第一分支線2、所述副線3和所述第二分支線4的長度均為λ/4，λ是所述微帶雙分支定向耦合器中心頻率處波長；每一個端口對應的端口引線與所述閉合環在所述端口處的切線相垂直，且向所述閉合環外延伸。

根據本申請的另一方面，本申請實施例提供一種雷達物位測量系統，包括：雷達信號收發裝置100、微帶分支線定向耦合器200和收發天線300；所述雷達信號收發裝置100包括發射通道組110以及接收通道組120；所述微帶分支線定向耦合器200包括四條端口引線：輸入端口引線51，直通端口引線61，耦合端口引線71和隔離端口引線81；