一种微带平行线的强耦合设计方法及定向耦合器的制造方法
【技术领域】
[0001] 本发明设及微带平行线，尤其设及一种微带平行线的强禪合设计方法及定向禪合 器。
【背景技术】
[0002] 定向禪合器是一种有方向性的功率禪合器件，在射频系统中有着广泛的应用，如 功率监控系统、测试系统、功率分配合成系统，天线矩阵系统等。
[0003] 目前禪合器按其实现方式可分为波导型、同轴线型、带状线型、微带线型等。在许 多微波系统对微波电路的体积和重量提出了苛刻的要求，希望用体积小、重量轻的情况下， 因微带线实现方法简单，体积小，重量轻，是一种理想的传输线。
[0004] 一个基本的平行禪合线定向禪合器的组成如图1至图2所示： 阳0化]各参数的定义如下：
[0006] W :微带线的宽度
[0007] H :介质的高度
[000引 T :导体厚度，导体一般为铜，并经过表面处理
[0009] S :微带线间距
[0010] L:禪合微带线的长宽，为保证良好的隔离度，L其物理长度为^。/4, A。为电磁波 在介质传输的一个周期波长，也可W用电角度0 =90 °表示。 W11] er:介质的介电常数 阳01引 C :禪合微带线的禪合度C = 101g(Pl/P4)，P1，P4为在输入、禪合端口的功率。
[0013] 平行禪合线定向禪合器的禪合强弱与两线间距S有关，间距愈小，禪合愈强。但禪 合太强，工艺上又无法实现，因此常采用=只弱禪合定向禪合器相级联的办法得到强禪合 走向禪合器。
[0014] 级联微带平行线定向禪合器缺点是其微带线长度变长，有3级级联，其长度就为 3 0，并且所有线都是平行线，造成布线困难。
【发明内容】
[0015] 为了解决现有技术中的问题，本发明提供了一种微带平行线的强禪合设计方法及 走向禪合器。
[0016] 本发明提供了一种微带平行线的强禪合设计方法，在微带线间距S-定的情况 下，通过特征阻抗Z。的公式来调整不同的W/H值，W实现强禪合，特征阻抗Z。的公式表示 为：
[0017] Zo=601n (8H/W+W/4H)八er)1/2 Q (W/H《1)
[0018] Zo=120JT/{[W/H+2. 42-0. 44H/W+(1-H/W) 8]*( e Q (W/H>1)
[0019] 其中，W为微带线的宽度；H为介质的高度；er为介质的介电常数。
[0020] 本发明还提供了一种定向禪合器，采用上述所述的微带平行线的强禪合设计方法 进行设计。
[0021] 作为本发明的进一步改进，包括第一微带线和第二微带线，所述第一微带线包括 第一平行禪合部和位于所述第一平行禪合部两端的第一匹配线，所述第二微带线包括第二 平行禪合部和位于所述第二平行禪合部两端的第二匹配线，所述第一平行禪合部与所述第 二平行禪合部相平行。
[0022] 作为本发明的进一步改进，所述第一微带线为一字形，所述第二微带线为U字形。
[0023] 作为本发明的进一步改进，所述第二匹配线垂直于所述第一匹配线。
[0024] 本发明的有益效果是：通过上述方案，可通过调整不同的W/H值W实现强禪合，降 低了布线的难度，在工艺也较易实现。
【附图说明】
[0025] 图1是现有技术中基本的平行禪合线定向禪合器的示意图。
[0026] 图2是现有技术中基本的平行禪合线定向禪合器的示意图。
[0027] 图3是本发明一种定向禪合器的示意图。
【具体实施方式】
[0028] 下面结合【附图说明】及【具体实施方式】对本发明进一步说明。
[0029] 一种微带平行线的强禪合设计方法，根据微带线原理，在微带线间距S -定的情 况下，禪微带线的宽度W和介质的高度H比值越低，禪合微带线的禪合度C越高，即W/H反 比于禪合度C，而W/H比值是禪合微带线的微带线特征阻抗的主要参数，通过特征阻抗Z。的 公式来调整不同的W/H值，W实现强禪合，特征阻抗Z。的公式表示为：
[0030] Z。= 601n (8H/W+W/4H)八 e r) 1/2 Q (W/H《1) 阳的1 ] Zo= 120 JT / {[W/H+2. 42-0. 44H/W+ (1-H/W) S] * ( e r) 1/2} Q (W/H > 1)
[0032] 其中，W为微带线的宽度；H为介质的高度；er为介质的介电常数。
[0033] 由上可见，W/H变小，其特征阻抗会变大，相对于原50 Q系统，造成阻抗失配，现加 入阻抗匹配部分，W适应系统需求。
[0034] 即特征阻抗越大，禪合度C在其他相同条件下越大，由此，可W设计出高特征阻抗 的禪合器，再将其匹配到50Q系统即可，实现原理如图3所示。
[0035] 如图3所示，一种定向禪合器，采用上述所述的微带平行线的强禪合设计方法进 行设计。
[0036] 如图3所示，包括第一微带线1和第二微带线2,所述第一微带线1包括第一平行 禪合部11和位于所述第一平行禪合部11两端的第一匹配线12,所述第二微带线2包括第 二平行禪合部21和位于所述第二平行禪合部21两端的第二匹配线22,所述第一平行禪合 部11与所述第二平行禪合部21相平行。
[0037] 如图3所示，所述第一微带线1为一字形，所述第二微带线2为U字形。
[0038] 如图3所示，所述第二匹配线22垂直于所述第一匹配线12。
[0039] 第一平行禪合部11与所述第二平行禪合部21的长度均为0，其特征阻抗大于 50 Q，与50 Q失配。系统禪合度C变强。为与50 Q系统匹配，在第一微带线1和第二微带 线2的端口分别设置第一匹配线12和第二匹配线22。第一匹配线12和第二匹配线22的 布线方向不受限制。四个端口都可W更改方向。
[0040] 与级联微带平行线定向禪合器相比，平行线长度缩短，第一匹配线12和第二匹配 线22可W不用平行布线，节省布线面积。
[0041] 在弱禪合C = 15地时，更改W，H的大小，计算禪合度C的变化情况：如下表所示， W C = 15地的W，H为参考，禪合度C的变化情况（单位地）。
[0044] 可见，调整不同的W/H值可W实现强禪合。
[0045] W上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定 本发明的具体实施只局限于运些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在 不脱离本发明构思的前提下，还可W做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明的 保护范围。
【主权项】
1. 一种微带平行线的强耦合设计方法，其特征在于：在微带线间距S-定的情况下，通 过特征阻抗Z。的公式来调整不同的W/H值，以实现强耦合，特征阻抗Z。的公式表示为： Z〇= 601n(8H/W+W/4H) / (εr)1/2Ω(ff/H^ 1) Z〇= 120π/{[ff/H+2. 42-0. 44H/W+(1-H/ff) 8]*(εr)1/2}Ω(ff/H^ 1) 其中，W为微带线的宽度；H为介质的高度；εr为介质的介电常数。2. -种定向耦合器，其特征在于：采用权利要求1所述的微带平行线的强耦合设计方 法进行设计。3. 根据权利要求2所述的定向耦合器，其特征在于：包括第一微带线和第二微带线，所 述第一微带线包括第一平行耦合部和位于所述第一平行耦合部两端的第一匹配线，所述第 二微带线包括第二平行耦合部和位于所述第二平行耦合部两端的第二匹配线，所述第一平 行耦合部与所述第二平行耦合部相平行。4. 根据权利要求3所述的定向耦合器，其特征在于：所述第一微带线为一字形，所述第 二微带线为U字形。5. 根据权利要求3所述的定向耦合器，其特征在于：所述第二匹配线垂直于所述第一 匹配线。
【专利摘要】本发明提供了一种微带平行线的强耦合设计方法，在微带线间距S一定的情况下，通过特征阻抗Z0的公式来调整不同的W/H值，以实现强耦合。本发明还提供了一种定向耦合器。本发明的有益效果是：可通过调整不同的W/H值以实现强耦合，降低了布线的难度，在工艺也较易实现。
【IPC分类】H01P11/00, H01P5/18
【公开号】CN105406162
【申请号】CN201510909051
【发明人】闫志泉
【申请人】深圳市虹远通信有限责任公司
【公开日】2016年3月16日
【申请日】2015年12月9日