帶短路支節(jié)的高隔離度微帶分支線定向耦合器的制造方法
【技術(shù)領域】
[0001]本發(fā)明屬于微波技術(shù)領域，涉及定向耦合器，應用于各種射頻識別系統(tǒng)和無線通信系統(tǒng)，為一種帶短路支節(jié)的高隔離度微帶分支線定向耦合器。
【背景技術(shù)】
[0002]定向耦合器是一種在微波與射頻電路中廣泛使用的無源器件，其指標的好壞直接影響整個系統(tǒng)的性能。定向耦合器的技術(shù)指標主要有耦合度、隔離度、幅度平衡度、相位平衡度以及工作帶寬等，其中微帶分支線結(jié)構(gòu)的定向耦合器的兩隔離端口之間的隔離度一般在20-25dB，如需要在大于I %帶寬的頻帶范圍內(nèi)把隔離度提高到30dB以上則需要采取特殊的技術(shù)措施。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的在于針對如何提高定向耦合器隔離度的問題，提出一種帶短路分支線的微帶分支線定向耦合器，
[0004]本發(fā)明的技術(shù)方案為:帶短路支節(jié)的高隔離度微帶分支線定向耦合器，在微帶二分支線定向耦合器的耦合端口設置一條短路微帶線，短路微帶線設置在距離耦合端口 1/8波長處，長度為1/4波長，所述波長指定向耦合器中心頻率點處的波長，短路微帶線一端連接耦合端口的微帶線，另一端短路。
[0005]作為優(yōu)選方式，短路微帶線的短路結(jié)構(gòu)為:在定向耦合器電路板的邊緣處采用金屬線直接連接短路微帶線與金屬底板。
[0006]作為另一種優(yōu)選方式，短路微帶線的短路結(jié)構(gòu)為:采用過孔結(jié)構(gòu)連接短路微帶線與定向耦合器電路板的金屬底板。
[0007]短路微帶線特性阻抗為75 Ω?100 Ω。
[0008]本發(fā)明基于標準微帶二分支線定向親合器，通過在親合端口增加一條短路分支線，即短路微帶線，利用短路微帶線反射回隔離端口的功率，使之與入射端口泄漏過來的功率形成抵消，從而提高定向耦合器的隔離度。
[0009]本發(fā)明提出了一種針對微帶分支線結(jié)構(gòu)定向耦合器的設計方案，設置的短路微帶線不影響耦合端口和直通端口的輸出，而且同時能有效地將輸入端口和隔離端口之間的隔離度在帶寬大于I %的頻帶范圍內(nèi)提高到30dB以上。該設計方案具有結(jié)構(gòu)簡單、加工方便，并且基本不增加成本的優(yōu)點。
【附圖說明】
[0010]圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖
[0011]圖2是本發(fā)明電路的平面圖。
[0012]圖3是測量獲得的中心頻率為915MHz時，定向耦合器的反射系數(shù)與隔離度的頻率特性，也即使用矢量網(wǎng)絡分析儀測量獲得的S參數(shù)中的回波損耗sn、隔離度s41。
【具體實施方式】
[0013]本發(fā)明設計了一種帶短路支節(jié)的高隔離度微帶分支線定向耦合器，采用標準微帶分支線定向耦合器結(jié)構(gòu)，在定向耦合器的耦合端口添加一條終端短路的微帶線，位置在距端口 1/8波長處，該短路線的長度為四分之一波長，以定向耦合器中心頻率點處的波長為計算依據(jù)，如圖1中所示，短路方式有兩種，在電路板的邊緣處可采用金屬線直接連接微帶線與金屬底板，如不在電路板的邊緣處則可采用過孔結(jié)構(gòu)連接微帶線與金屬底板，兩種連接方式不會給定向耦合器的性能帶來影響。圖1給出的是由短路支節(jié)和標準微帶分支線定向耦合器構(gòu)成的高隔離度定向耦合器。
[0014]圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖，圖2為對應圖1的電路平面圖，顯示了定向耦合器輸入端口微帶線1，隔離端口輸出微帶線4，直通端口輸出微帶線2，耦合端口輸出微帶線3 ;四段1/4波長微帶線5、6、7、8構(gòu)成標準的兩分支3dB定向耦合器；耦合端口添加的短路微帶線9 ;標號10表示短路微帶線與耦合端輸出端口之間的距離段，金屬線11連接上層的微帶線和底層的金屬底面，用于實現(xiàn)短路；標號12表示介質(zhì)基板，13是金屬底板，附圖中未顯不O
[0015]本發(fā)明的優(yōu)點:結(jié)構(gòu)簡單、易于制作、性能優(yōu)越。下面通過實施例來說明本發(fā)明的實施。
[0016]實施例:介質(zhì)基板12選擇相對介電常數(shù)為2.2、厚度為1.0毫米，短路微帶線9取長度為62.0毫米，寬度為0.8毫米，特征阻抗為75 Ω?100 Ω，金屬線11長度為I毫米，寬度為0.8毫米，輸入輸出微帶線1、2、3、4的特性阻抗均為50 Ω，1/4波長微帶線段5、6、7、8按標準二分支3dB定向親合器設計。
[0017]對照圖3，它給出了實施例的定向耦合器的參數(shù)曲線。由圖可見該定向耦合器在中心頻率有著良好的隔離度，由于采用了短路微帶線，隔離度S41在10.4MHz的帶寬范圍內(nèi)能夠保持-40dB以上的隔離，并且輸入端口的反射系數(shù)保持在_35dB以上。結(jié)果表明，本發(fā)明的定向耦合器性能優(yōu)良，并且結(jié)構(gòu)簡單便于加工，具有廣泛的應用前景。
【主權(quán)項】
1.帶短路支節(jié)的高隔離度微帶分支線定向耦合器，其特征是在微帶二分支定向耦合器的耦合端口設置一條短路微帶線，短路微帶線設置在距離耦合端口 1/8波長處，長度為1/4波長，所述波長指定向耦合器中心頻率點處的波長，短路微帶線一端連接耦合端口的微帶線，另一端短路。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的微帶分支線定向耦合器，其特征是短路微帶線的短路結(jié)構(gòu)為:在定向耦合器電路板的邊緣處采用金屬線直接連接微帶線與金屬底板實現(xiàn)短路，如不在邊緣處則采用金屬過孔結(jié)構(gòu)連接微帶線與定向耦合器電路板的金屬底板實現(xiàn)短路。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的微帶分支線定向耦合器，其特征是短路微帶線特性阻抗為 75Ω ?100Ω。
【專利摘要】帶短路支節(jié)的高隔離度微帶分支線定向耦合器，基于標準微帶分支線定向耦合器結(jié)構(gòu)，在定向耦合器的耦合端口添加一條終端短路的微帶線，短路微帶線一端連接耦合端口的微帶線，另一端短路。本發(fā)明利用短路微帶線反射回隔離端口的功率，使之與入射端口泄漏過來的功率形成抵消，從而提高定向耦合器的隔離度，短路微帶線不影響耦合端口和直通端口的輸出，但是能有效提高輸入端口和隔離端口之間在一定帶寬范圍內(nèi)的隔離度。本發(fā)明具有結(jié)構(gòu)簡單、加工方便，并且基本不增加成本的優(yōu)點。
【IPC分類】H01P5-18
【公開號】CN104733827
【申請?zhí)枴緾N201510176767
【發(fā)明人】程崇虎, 楊宇斌
【申請人】南京郵電大學
【公開日】2015年6月24日
【申請日】2015年4月14日