一种s波段微波正交功分器的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种功分器，特别是一种S波段微波正交功分器。
【背景技术】
[0002]如今无论是军用的雷达、电子探测、电子对抗等，还是民用的手机通信、电视、遥控，都需要将电子信号分配处理，这就需要用到一种重要的微波无源器件一功率分配器(功分器)。它是一种将一路信号分为两路或者多路信号的微波网络，如果将其反转使用，则是将几路信号合成一路信号的功率合成器，现在功分器已广泛应用于各种电子设备中。
[0003]随着移动通信、卫星通信及国防电子系统的微型化的迅速发展，高性能、低成本和小型化已经成为目前微波/射频领域的发展方向，对功分器的性能、尺寸、可靠性和成本均提出了更高的要求。耦合器一直是各种微波集成电路中的重要组成部件，由于直通口与耦合口的输出不同，因此将耦合器与功分器相连，可以扩大功分器的使用范围。
[0004]低温共烧陶瓷是一种电子封装技术，采用多层陶瓷技术，能够将无源元件内置于介质基板内部，同时也可以将有源元件贴装于基板表面制成无源/有源集成的功能模块。LTCC技术在成本、集成封装、布线线宽和线间距、低阻抗金属化、设计多样性和灵活性及高频性能等方面都显现出众多优点，已成为无源集成的主流技术。其具有高Q值，便于内嵌无源器件，散热性好，可靠性高，耐高温，冲震等优点，利用LTCC技术，可以很好的加工出尺寸小，精度高，紧密型好，损耗小的微波器件。由于LTCC技术具有三维立体集成优势，在微波频段被广泛用来制造各种微波无源元件，实现无源元件的高度集成。基于LTCC工艺的叠层技术，可以实现三维集成，从而使各种微波功分器具有尺寸小、重量轻、性能优、可靠性高、批量生产性能一致性好及低成本等诸多优点，利用其三维集成结构特点，可以实现微波正交功分器。但是现有技术中尚无一种S波段微波正交功分器。
【发明内容】
[0005]本发明的目的在于提供一种由带状线结构和定向耦合器实现体积小、重量轻、可靠性高、电性能优异、使用方便、适用范围广、成品率高、批量一致性好、造价低、温度性能稳定的S波段微波正交功分器。
[0006]实现本发明目的的技术解决方案为:一种S波段微波正交功分器，由微波功分器和两个定向耦合器组成。微波功分器包括表面贴装的50欧姆阻抗第一输入端口、输入电感、第一 λ/4传输线、第二 λ/4传输线、100欧姆电阻、第一输出电感、第二输出电感、表面贴装的50欧姆阻抗第一输出端口、表面贴装的50欧姆阻抗第二输出端口和接地端。其中，输入电感左端与表面贴装的50欧姆阻抗第一输入端口连接，右端与第一 λ /4传输线、第二入/4传输线连接，第一 λ/4传输线的另一端与100欧姆电阻一端连接，第二 λ/4传输线另一端与100欧姆电阻另一端连接。第一输出电感左端与第一 λ/4传输线连接，右端与表面贴装的50欧姆阻抗第一输出端口连接，第二输出电感左端与第二 λ /4传输线连接，右端与表面贴装的50欧姆阻抗第二输出端口连接。第一定向耦合器包括表面贴装的50欧姆阻抗第二输入端口、第一匹配线、表面贴装的50欧姆阻抗第一直通端口、第二匹配线、表面贴装的50欧姆阻抗第一耦合端口、第三匹配线、表面贴装的50欧姆阻抗第一隔离端口、第四匹配线、第一双螺旋结构的宽边耦合带状线、第二双螺旋结构的宽边耦合带状线和接地端，其中，第一双螺旋结构的宽边耦合带状线位于第二双螺旋结构的宽边耦合带状线正上方，第一匹配线、第二双螺旋结构的宽边耦合带状线和第二匹配线在同一平面，第一匹配线与表面贴装的50欧姆阻抗第二输入端口连接，第二匹配线与表面贴装的50欧姆阻抗第一直通端口连接，第二双螺旋结构的宽边耦合带状线左端与第一匹配线连接，第二双螺旋结构的宽边耦合带状线右端与第二匹配线连接；第三匹配线、第一双螺旋结构的宽边耦合带状线和第四匹配线在同一平面，第三匹配线与表面贴装的50欧姆阻抗第一耦合端口连接，第四匹配线与表面贴装的50欧姆阻抗第一隔离端口连接，第一双螺旋结构的宽边耦合带状线左端与第三匹配线连接，第一双螺旋结构的宽边耦合带状线右端与第四匹配线连接。第二定向耦合器包括表面贴装的50欧姆阻抗第三输入端口、第五匹配线、表面贴装的50欧姆阻抗第二直通端口、第六匹配线、表面贴装的50欧姆阻抗第二耦合端口、第七匹配线、表面贴装的50欧姆阻抗第二隔离端口、第八匹配线、第三双螺旋结构的宽边耦合带状线、第四双螺旋结构的宽边耦合带状线和接地端，其中，第三双螺旋结构的宽边耦合带状线位于第四双螺旋结构的宽边耦合带状线正上方，第五匹配线、第四双螺旋结构的宽边耦合带状线和第六匹配线在同一平面，第五匹配线与表面贴装的50欧姆阻抗第三输入端口连接，第六匹配线与表面贴装的50欧姆阻抗第二直通端口连接，第四双螺旋结构的宽边耦合带状线左端与第五匹配线连接，第四双螺旋结构的宽边耦合带状线右端与第六匹配线连接；第七匹配线、第三双螺旋结构的宽边耦合带状线和第八匹配线在同一平面，第七匹配线与表面贴装的50欧姆阻抗第二耦合端口连接，第八匹配线与表面贴装的50欧姆阻抗第二隔离端口连接，第三双螺旋结构的宽边耦合带状线左端与第七匹配线连接，第三双螺旋结构的宽边耦合带状线右端与第八匹配线连接。微波功分器的第一输出端口与第一定向耦合器的第二输入端口连接，第二输出端口与第二定向耦合器的第三输入端口连接。
[0007]本发明与现有技术相比，其显著优点为:(I)由于本发明采用低损耗低温共烧陶瓷材料和三维立体集成，因此带内平坦；(2)可产生形状相同，相位相差90度的信号波形；
(3)重量轻、可靠性高；(4)电性能优异；(5)电路实现结构简单，可实现大批量生产；(6)成本低。
【附图说明】
[0008]图1 (a)是本发明一种S波段微波正交功分器的外形示意图。
[0009]图1 (b)是本发明一种S波段微波正交功分器中微波功分器的外形及内部结构示意图。
[0010]图1(c)是本发明一种S波段微波正交功分器中第一定向耦合器的外形及内部结构示意图。
[0011]图1(d)是本发明一种S波段微波正交功分器中第二定向耦合器的外形及内部结构示意图。
[0012]图2是本发明一种S波段微波正交功分器直通口(P5、P9)、耦合口(P6、P10)的幅频特性曲线。
[0013]图3是本发明一种S波段微波正交功分器输入端口的驻波特性曲线。
[0014]图4是本发明一种S波段微波正交功分器直通口(P5)与耦合口(P6)的相位差曲线以及直通口(P9)与耦合口(PlO)的相位差曲线。
[0015]图5是本发明一种S波段微波正交功分器第一直通口(P5)与第二直通口(P9)的相位差曲线以及第一耦合口(P6)与第二耦合口(PlO)的相位差曲线。
【具体实施方式】
[0016]结合图1(a)、图1(b)、图1(c)、图1(d)，本发明的一种S波段微波正交功分器，包括微波功分器和两个定向親合器，该正交功分器的微波功分器包括表面贴装的50欧姆阻抗第一输入端口 P1、输入电感Lin、第一 λ/4传输线S1、第二 λ/4传输线S2、100欧姆电阻R、第一输出电感Loutl、第二输出电感Lout2、表面贴装的50欧姆阻抗第一输出端口 P2、表面贴装的50欧姆阻抗第二输出端口 P3和接地端。其中，输入电感Lin左端与表面贴装的50欧姆阻抗第一输入端口 Pl连接，右端与第一 λ/4传输线S1、第二 λ/4传输线S2连接，第一 λ/4传输线SI的另一端与100欧姆电阻R—端连接，第二 λ/4传输线S2另一端与100欧姆电阻R另一端连接。第一输出电感Loutl左端与第一 λ/4传输线SI连接，右端与表面贴装的50欧姆阻抗第一输出端口 Ρ2连接，第二输出电感Lout2左端与第二 λ /4传输线S2连接，右端与表面贴装的50欧姆阻抗第二输出端口 Ρ3连接。第一定向耦合器Dl包括表面贴装的50欧姆阻抗第二输入端口 Ρ4、第一匹配线L1、表面贴装的50欧姆阻抗第一直通端口 Ρ5、第二匹配线L2、表面贴装的50欧姆阻抗第一耦合端口 Ρ6、第三匹配线L3、表面贴装的50欧姆阻抗第一隔离端口 Ρ7、第四匹配线L4、第一双螺旋结构的宽边耦合带状线U1、第二双螺旋结构的宽边耦合带状线U2和接地端，其中，第一双螺旋结构的宽边耦合带状线Ul垂直位于第二双螺旋结构的宽边耦合带状线U2上方，第一匹配线L1、第二双螺旋结构的宽边耦合带状线U2和第二匹配线L2在同一平面，第一匹配线LI与表面贴装的50欧姆阻抗第二输入端口 Ρ4连接，第二匹配线L2与表面贴装的50欧姆阻抗第一直通端口 Ρ5连接，第二双螺旋结构的宽边耦合带状线U2左端与第一匹配线LI连接，第二双螺旋结构的宽边耦合带状线U2右端与第二匹配线L2连接；第三匹配线L3、第一双螺旋结构的宽边耦合带状线Ul和第四匹配线L4在同一平面，第三匹配线L3与表面贴装的50欧姆阻抗第一耦合端口 Ρ6连接，第四匹配线L4与表面贴装的50欧姆阻抗第一隔离端口 Ρ7连接，第一双螺旋结构的宽边耦合带状线Ul左端与第三匹配线L3连接，第一双螺旋结构的宽边耦合带状线Ul右端与第四匹配线L4连接。第二定向耦合器D2包括表面贴装的50欧姆阻抗第三输入端口 Ρ8、第五匹配线L5、表面贴装的50欧姆阻抗第二直通端口 Ρ9、第六匹配线L6、表面贴装的50欧姆阻抗第二耦合端口 Ρ10、第七匹配线L7、表面贴装的50欧姆阻抗第二隔离端口PU、第八匹配线L8、第三双螺旋结构的宽边耦合带状线U3、第四双螺旋结构的宽边耦合带状线U4和接地端，其中，第三双螺旋结构的宽边耦合带状线U3垂直位于第四双螺旋结构的宽边耦合带状线U4上方，第五匹配线L5、第四双螺旋结构的宽边耦合带状线U4和第六匹配线L6在同一平面，第五匹配线L5与表面贴装的50欧姆阻抗第三输入端口 Ρ8连接，第六匹配线L6与表面贴装的50欧姆阻抗第二直通端口 Ρ9连接，第四双螺旋结构的宽边耦合带状线U4左端与第五匹配线L5连接，第四双螺旋结构的宽边耦合带状线U4右端与第六匹配线L6连接；第七匹配