新型超宽频90°集成耦合器的制造方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于射频/微波电路设计领域，具体是一种新型超宽频90°集成禪合器。
【背景技术】
[0002] 定向禪合器作为一种重要的微波元件在射频/微波电路W及集成电路中都有着 广泛的应用。它的主要作用是将射频/微波信号按照所需的比例进行功率分配。通常来说， 定向禪合器由两根传输线所组成，不同类型的传输线包括同轴线、矩形波带状线W及微带 线等都是可W实现定向禪合器的。从禪合器的禪合结构机理来看的话，主要可W分为四种： 平行禪合、分支禪合、小孔禪合W及匹配双T。随着无线通信技术的发展，对射频/微波电路 的设计提出了更高的要求，通信系统的带宽日益增大，而通信系统的设备尺寸实现小型化， 相应的也要求应用其中的微波器件实现小型化，螺旋型禪合器的引入正好解决了无线通信 技术对于微波电路小型化的要求。但传统的螺旋型禪合器通常只能实现较窄带的信号禪合 传输，有着较高的插入损耗等问题。
【发明内容】
[0003] 发明目的：针对上述现有技术存在的问题和不足，本发明的目的是提供一种新型 超宽频90°集成禪合器，可W实现更宽的禪合器工作带宽，输出端口之间拥有更好的信号 隔离度，W及提供较小的插入损耗。
[0004] 技术方案；为实现上述发明目的，本发明采用的技术方案为一种新型超宽频90° 集成禪合器，包括相互禪合的主微带线和副微带线，所述主微带线的一端被配置为禪合器 的输入端口，用于接收射频/微波输入信号，另一端被配置为直通输出端口（简称"直通端 口 ")，用于输出信号；所述副微带线的一端被配置为禪合器的禪合输出端口（简称"禪合端 口 ")，另一端被配置为隔离端口，所述隔离端口与50欧负载相连；所述主微带线和副微带 线呈螺旋状形成串联的多个螺旋形禪合单元，各相邻所述螺旋形禪合单元的禪合间距不同 或微带线宽不同，且为从外部到内部逐渐变小。
[0005] 进一步的，各所述螺旋形禪合单元的连接处并联电容到地，调节所述禪合器的禪 合量。
[0006] 进一步的，所述禪合器的输入端口、直通输出端口和禪合输出端口处并联电容到 地，优化输入输出端口匹配，调节所述禪合器的禪合量。
[0007] 进一步的，所述主微带线和副微带线之间跨接电容，根据具体情况，优化电容值， 调节所述禪合器的禪合量。
[0008] 进一步的，所述主微带线和副微带线的等效电长度都是中也工作频率所对应的波 长的1/4。根据具体情况，会有相应调整。
[0009] 进一步的，每个所述螺旋形禪合单元内部的各段互禪的主微带线和副微带线的间 距和线宽渐变不同。
[0010] 进一步的，所述直通输出端口与禪合输出端口输出的射频/微波信号的频率与输 入信号相同，实现3地功率等分。
[0011] 进一步的，所述直通输出端口与禪合输出端口输出的射频/微波信号在相位上相 差90度，实现了单端信号与正交信号之间转化的结构。
[0012] 进一步的，所述主微带线和副微带线的螺旋结构可通过多层金属结构实现交叉W 便与外部电路连接，所述主微带线和副微带线主体可属于同层金属并利用边际禪合实现相 互禪合，或者所述主微带线和副微带线主体分分别位于不同层金属，同时利用边际禪合和 不同层的上下禪合实现相互禪合。
[0013] 进一步的，各相邻所述螺旋形禪合单元的禪合间距和微带线宽都不同。
[0014] 主微带线和副微带线的长度与宽度依据实际应用场景所需频率设定，实现本发明 中被配置作为传输路径的新型超宽频90°集成禪合器。不同于常规的螺旋形禪合器，在本 发明新型超宽频90°集成禪合器中，两条紧密禪合的微带线呈螺旋状形成串联的多个(小） 螺旋形禪合单元，而各相邻小螺旋形禪合单元间的禪合间距和微带线宽都是不同的，从外 部到内部逐渐变小，且每个螺旋形禪合单元内部的各段互禪的主微带线和副微带线的间距 和线宽可W渐变不同，从而形成禪合系数的渐变W及寄生电容值的差异，还可根据具体情 况，在所述螺旋形禪合器的主副微带线主体之间跨接电容，优化电容值，调节所述禪合器的 禪合量，实现整个螺旋形禪合器各段的禪合系数可调。各小螺旋形禪合器的连接处并联电 容到地，通过电磁仿真，优化各小螺旋形禪合单元的禪合间距W及电容容值，获得所需的超 宽频螺旋形禪合器。
[0015] 有益效果；多层金属叠加实现的螺旋形禪合器，结构紧凑，加工简单，功率容量大， 插入损耗低，与传统的螺旋形禪合器相比，能够实现更宽的工作带宽，在带宽上有着突出的 优势。本发明的新型超宽频90-度集成禪合器可W广泛应用于射频/微波/毫米波频段的 无线通信系统当中。
【附图说明】
[0016] 图1 (a)为现有的平行微带线禪合器原理示意图，图1 (b)为本发明的禪合器基 本原理7]^意图； 图2为新型超宽频90°集成禪合器的等效原理7]^意图； 图3为新型超宽频90°集成禪合器的电路实现示意图； 图4为5-30GHZ新型超宽频90°集成禪合器的立体结构示意图； 图5 (a)为5-30GHZ新型超宽频90°集成禪合器的输出信号插入损耗仿真结果图，图 5 (b)为5-30GHZ新型超宽频90°集成禪合器的输出端口隔离度仿真结果图，图5(C)为 5-30GHZ新型超宽频90°集成禪合器的正交信号镜像抑制性能仿真结果图。
【具体实施方式】
[0017] 下面结合附图和具体实施例，进一步阐明本发明，应理解该些实施例仅用于说明 本发明而不用于限制本发明的范围，在阅读了本发明之后，本领域技术人员对本发明的各 种等价形式的修改均落于本申请所附权利要求所限定的范围。
[0018] 本发明提供一种新型超宽频90°集成禪合器，可W实现更宽的禪合器工作带宽， 输出端口之间拥有更好的信号隔离度，W及提供较小的插入损耗。
[0019] 从禪合器理论的角度来说，要实现超宽频的禪合带宽，W传统的平行微带线禪合 器的例子来看，从输入输出端口到微带中也，两条微带线的间距不变，也就是说禪合系数一 定的情况下，如图1 (a)所示，实现的禪合器工作带宽往往是窄带的。通过调整微带线的间 距，在靠近输入输出端口，也就是远离微带线中也的部分，间距调大，禪合系数减小；而接近 微带线中也的部分，间距调小，禪合系数增大，实现紧密禪合，如图1 (b)所示。通过改变平 行禪合微带线禪合器传统结构，可W实现更宽的禪合带宽。
[0020] 从W上结论得到启发，考虑通过多个螺旋形禪合单元来实现一种用于射频/微波 /毫米波电路的新型超宽频90°集成禪合器，它由两条相互平行禪合的微带线构成，其中 一端被配置为禪合器的输入端口的微带线称为主微带线(简称"主微带")。另一条微带线 称为副微带线(简称"副微带")。主微带和副微带的等效电长度都是中也工作频率所对应 的波长的1/4,通过多层金属结构实现，主、副微带分别位于不同层金属，从而实现多层金属 上下禪合，边际禪合同时工作。本发明实现的新型超宽频90°集成禪合器包括一个被配置 用来接收射频/微波信号的输入端口；两个被配置用来输出与输入信号相同频率信号的端 口：禪合端口和直通端口；W及一个与50欧负载相连的隔离端口。不同于常规的螺旋形禪 合器，在本发明的新型超宽频90°集成禪合器中，两条紧密禪合的微带线呈螺旋状形成串 联的多个螺旋形禪合单元，如图2所示，各相邻螺旋形禪合单元的禪合间距和微带线宽都 不同，为从外部到内部逐渐变小，且每个螺