一种小型化超宽带3dB定向耦合器的制作方法

本发明属于微波技术领域，特别涉及一种小型化超宽带3db定向耦合器。

背景技术：

现代电子对抗系统、测量仪器系统的发展,使得微波系统覆盖了越来越宽的频带随着人们对便携化,集成化的不断追求,作为微波系统中广泛使用的定向祸合器,人们对其带宽和体积提出了更高的要求。描述这种部件性能的主要技术指标有工作频率范围、输入输出电压驻波比、插入损耗、隔离度、幅度平衡、相位平衡特性、温度稳定性、体积、重量、可靠性等。

常规的工艺方法难以实现体积小、带宽宽、可批量生产的要求。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种小型化超宽带3db定向耦合器，解决了五节耦合线与单节耦合线级联的技术问题。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种小型化超宽带3db定向耦合器，包括耦合器、端口p1、端口p2、端口p3、端口p4、侧印地gnd1、侧印地gnd2、接地屏蔽层g1和接地屏蔽层g3，耦合器的左边从前至后依次间隔设有端口p3和端口p1，耦合器的左边从前至后依次间隔设有端口p4和端口p2，耦合器的前面设有侧印地gnd2，耦合器的后面设有侧印地gnd1，耦合器的下面接地屏蔽层g3，耦合器的上面设有接地屏蔽层g1；

耦合器包括接地屏蔽层g2、连接引线lin1、连接引线lin2、连接引线lin3、连接引线lin4、折叠宽边耦合线l1、折叠宽边耦合线l2、折叠宽边耦合线l3、折叠宽边耦合线l4、折叠宽边耦合线l5、折叠宽边耦合线l6、连接柱h1、连接柱h2、连接柱h3、连接柱h4、连接柱h5、连接柱h6、连接柱h7、连接柱h8、连接柱h9和连接柱h10；

折叠宽边耦合线l1、折叠宽边耦合线l2、折叠宽边耦合线l3、折叠宽边耦合线l4和折叠宽边耦合线l5为从左至右依次设置；折叠宽边耦合线l1的下边依次间隔设有接地屏蔽层g2和折叠宽边耦合线l6；

折叠宽边耦合线l1包括上层折叠线l11和下层折叠线l12，折叠宽边耦合线l2包括上层折叠线l21和下层折叠线l22，折叠宽边耦合线l3包括上层折叠线l31和下层折叠线l32，折叠宽边耦合线l4包括上层折叠线l41和下层折叠线l42，折叠宽边耦合线l5包括上层折叠线l51和下层折叠线l52，折叠宽边耦合线l6包括上层折叠线l61和下层折叠线l62；

下层折叠线l12的一端通过连接引线lin1连接端口p1，另一端通过连接柱h2与下层折叠线l22的一端连接，下层折叠线l22的另一端通过连接柱h4与下层折叠线l32的一端连接，下层折叠线l32的另一端通过连接柱h6与下层折叠线l42的一端连接，下层折叠线l42的另一端通过连接柱h8与下层折叠线l52的一端连接，下层折叠线l52的另一端通过连接柱h10与下层折叠线l62的一端连接，下层折叠线l62另一端通过连接引线lin3连接端口p3，上层折叠线l51的一端通过连接引线lin2连接端口p2，另一端通过连接柱h7与上层折叠线l41的一端连接，上层折叠线l41的另一端通过连接柱h5与上层折叠线l31的一端连接，上层折叠线l31的另一端通过连接柱h3与上层折叠线l21的一端连接，上层折叠线l21的另一端通过连接柱h1与上层折叠线l11的一端连接，上层折叠线l11的另一端通过连接柱h9与上层折叠线l61的一端连接，上层折叠线l61的另一端通过连接引线lin4连接端口p4；

接地屏蔽层g2将折叠宽边耦合线l6与折叠宽边耦合线l1、折叠宽边耦合线l2、折叠宽边耦合线l3、折叠宽边耦合线l4和折叠宽边耦合线l5隔离开，侧印地gnd1、侧印地gnd2、接地屏蔽层g1、接地屏蔽层g2和接地屏蔽层g3均连接在一起。

所述端口p1、所述端口p2、所述端口p3和所述端口p4均为表面贴装的50欧姆阻抗的端口。

所述耦合器、所述端口p1、所述端口p2、所述端口p3、所述端口p4、所述侧印地gnd1、所述侧印地gnd2、所述接地屏蔽层g1和所述接地屏蔽层g3均采用多层低温共烧陶瓷工艺加工。

本发明所述的一种小型化超宽带3db定向耦合器，解决了五节耦合线与单节耦合线级联的技术问题，本发明采用低损耗低温共烧陶瓷材料和三维立体集成，折叠宽边耦合线，多节与单节耦合线级联技术，所带来的显著优点是：(1)耦合度强、带宽宽；(2)体积小、重量轻、可靠性高；(3)电路实现结构简单，可实现大批量生产；(4)成本低；(5)使用安装方便，单独作为部件使用，可以通过全自动贴片机安装和焊接。

附图说明

图1是本发明的侧视图；

图2是本发明俯视图。

具体实施方式

如图1和图2所示一种小型化超宽带3db定向耦合器，包括耦合器、端口p1、端口p2、端口p3、端口p4、侧印地gnd1、侧印地gnd2、接地屏蔽层g1和接地屏蔽层g3，耦合器的左边从前至后依次间隔设有端口p3和端口p1，耦合器的左边从前至后依次间隔设有端口p4和端口p2，耦合器的前面设有侧印地gnd2，耦合器的后面设有侧印地gnd1，耦合器的下面接地屏蔽层g3，耦合器的上面设有接地屏蔽层g1；

耦合器包括接地屏蔽层g2、连接引线lin1、连接引线lin2、连接引线lin3、连接引线lin4、折叠宽边耦合线l1、折叠宽边耦合线l2、折叠宽边耦合线l3、折叠宽边耦合线l4、折叠宽边耦合线l5、折叠宽边耦合线l6、连接柱h1、连接柱h2、连接柱h3、连接柱h4、连接柱h5、连接柱h6、连接柱h7、连接柱h8、连接柱h9和连接柱h10；

折叠宽边耦合线l1、折叠宽边耦合线l2、折叠宽边耦合线l3、折叠宽边耦合线l4和折叠宽边耦合线l5为从左至右依次设置；折叠宽边耦合线l1的下边依次间隔设有接地屏蔽层g2和折叠宽边耦合线l6；

折叠宽边耦合线l1包括上层折叠线l11和下层折叠线l12，折叠宽边耦合线l2包括上层折叠线l21和下层折叠线l22，折叠宽边耦合线l3包括上层折叠线l31和下层折叠线l32，折叠宽边耦合线l4包括上层折叠线l41和下层折叠线l42，折叠宽边耦合线l5包括上层折叠线l51和下层折叠线l52，折叠宽边耦合线l6包括上层折叠线l61和下层折叠线l62；

折叠宽边耦合线l1、折叠宽边耦合线l2、折叠宽边耦合线l3、折叠宽边耦合线l4、折叠宽边耦合线l5和折叠宽边耦合线l6均为s型耦合线结构。

下层折叠线l12的一端通过连接引线lin1连接端口p1，另一端通过连接柱h2与下层折叠线l22的一端连接，下层折叠线l22的另一端通过连接柱h4与下层折叠线l32的一端连接，下层折叠线l32的另一端通过连接柱h6与下层折叠线l42的一端连接，下层折叠线l42的另一端通过连接柱h8与下层折叠线l52的一端连接，下层折叠线l52的另一端通过连接柱h10与下层折叠线l62的一端连接，下层折叠线l62另一端通过连接引线lin3连接端口p3，上层折叠线l51的一端通过连接引线lin2连接端口p2，另一端通过连接柱h7与上层折叠线l41的一端连接，上层折叠线l41的另一端通过连接柱h5与上层折叠线l31的一端连接，上层折叠线l31的另一端通过连接柱h3与上层折叠线l21的一端连接，上层折叠线l21的另一端通过连接柱h1与上层折叠线l11的一端连接，上层折叠线l11的另一端通过连接柱h9与上层折叠线l61的一端连接，上层折叠线l61的另一端通过连接引线lin4连接端口p4；

接地屏蔽层g2将折叠宽边耦合线l6与折叠宽边耦合线l1、折叠宽边耦合线l2、折叠宽边耦合线l3、折叠宽边耦合线l4和折叠宽边耦合线l5隔离开，侧印地gnd1、侧印地gnd2、接地屏蔽层g1、接地屏蔽层g2和接地屏蔽层g3均连接在一起。

所述端口p1、所述端口p2、所述端口p3和所述端口p4均为表面贴装的50欧姆阻抗的端口。

所述耦合器、所述端口p1、所述端口p2、所述端口p3、所述端口p4、所述侧印地gnd1、所述侧印地gnd2、所述接地屏蔽层g1和所述接地屏蔽层g3均采用多层低温共烧陶瓷工艺加工。

本发明采用多层低温共烧陶瓷工艺实现，其低温共烧陶瓷材料和金属图形在大约900℃温度下烧结而成，所以具有非常高的可靠性和温度稳定性。由于结构采用三维立体集成和多层折叠结构以及外表面金属屏蔽实现接地和封装，使得成本降到最低。

本发明的尺寸仅为12mm×7mm×2.3mm，中心频率为2ghz，带宽为0.5ghz～3.5ghz，带宽比为7，输入端口回波损耗优于17db，直通与耦合端相位相差90°(±3°)，端口间的隔离度均大于18db。与该频段同类产品相比尺寸非常小,为相应无线电子系统的小型化和有效减轻系统重量和提高系统可靠性发挥重要作用。

本发明所述的一种小型化超宽带3db定向耦合器，解决了五节耦合线与单节耦合线级联的技术问题，本发明采用低损耗低温共烧陶瓷材料和三维立体集成，折叠宽边耦合线，多节与单节耦合线级联技术，所带来的显著优点是：(1)耦合度强、带宽宽；(2)体积小、重量轻、可靠性高；(3)电路实现结构简单，可实现大批量生产；(4)成本低；(5)使用安装方便，单独作为部件使用，可以通过全自动贴片机安装和焊接。