小型化微带耦合器的制造方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及耦合器，具体是小型化微带耦合器。
【背景技术】
[0002]随着通信技术取得了长足快速的发展，微波通信设备也随之发展起来。如今通信设备趋于小型化、便携化，这对通信设备中无源器件的尺寸缩小提出更高的要求。
[0003]定向耦合器具有简单的结构以及良好的方向性，在微波通信中得到了较为广泛的应用。定向耦合器的种类从结构上分有微带型、波导型和同轴型等；从耦合方式上有分支线耦合、微带平行耦合线耦合、小孔耦合等。传统微带形式的定向耦合器无法克服所占面积较大的缺点，因此限制了其在便携微波设备上的应用。目前，定向耦合器的小型化已经成为了一个热门的课题。
[0004]一般的，定向耦合器的小型化设计有以下几种:1、通过补偿电容，提高了耦合器的方向性并减小了尺寸；2、通过引入多个开路枝节，实现了微带混合环的小型化；3、采用了 T型等效的方法实现了小型化；4、采用了主线、副线以及耦合线的鱼骨形等效实现了小型化，避免了 T型等效的中心重叠问题。但第三种和第四种方案仅仅是理论上的仿真，并没有考虑到实际微波器件的耦合效应，T型等效的中心重合问题，以及主线、副线以及耦合线的鱼骨形等效的耦合失真严重。
【实用新型内容】
[0005]本实用新型的目的在于提供一种小型化微带耦合器，解决了 T型等效的中心重合冋题。
[0006]本实用新型的目的主要通过以下技术方案实现:小型化微带耦合器，包括形状为矩形的微波介质材料板，微波介质材料板左侧壁设有第一接口和第三接口，微波介质材料板右侧壁设有第二接口和第四接口，微波介质材料板的正表面设置有轴线互相平行的第一耦合支线和第二耦合支线，第一耦合支线的左端通过第一微带支线与第一接口连接，第一耦合支线的右端通过第二微带支线与第二接口连接，第二耦合支线的左端通过第三微带支线与第三接口连接，第二耦合支线的右端通过第四微带支线与第四接口连接，第一微带支线通过第一连接微带与第三微带支线连接，第二微带支线通过第二连接微带与第四微带支线连接，第一连接微带面向第二连接微带的一侧连接有第一裂缝支线，第二连接微带面向第一连接微带的一侧连接有第二裂缝支线，第一裂缝支线和第二裂缝支线互相对称，在第一裂缝支线和第二裂缝支线之间存在裂缝，第一耦合支线面向第二耦合支线的一侧连接有十字微带线A，第二耦合支线面向第一耦合支线的一侧连接有十字微带线B，十字微带线A和十字微带线B互相对称设置，十字微带线A和十字微带线B是由一根横向微带和竖向微带交叉构成十字形结构，十字微带线A的竖向微带的一端与第一耦合支线的中部连接，十字微带线B的竖向微带的一端与第二耦合支线的中部连接。
[0007]传统微带双分支定向耦合器的结构中，分支线长度及其间距均为中心相波长。其输入、输出端口的特性阻抗为Z0，传统的微带双分支定向耦合器尺寸较大，本文通过传输线的对称等效，设计了一种小型化的微带双分支定向耦合器。我们分析传统微带双分支定向耦合器分支线的等效电路后发现，将四段分支线进行T型等效后发现，定向耦合器中心部分发生重叠，这会产生严重的耦合现象，影响定向耦合器的性能。而本实用新型的结构采用对称结构构成，通过十字微带线A和十字微带线B形成耦合，利用第一裂缝支线和第二裂缝支线形成耦合，这2个耦合结构形成定向耦合，提高定向耦合的性能。
[0008]本文提出了一款小型化的微带双分支定向耦合器的设计方案。该方案基于传统微带双分支定向耦合器的原理，对分支微带线的结构进行等效，等效后的双分支定向耦合器较传统的双分支定向耦合器面积缩小了 51%，实现了微带双分支定向耦合器的小型化，最终加工了实物，给出了测试结果。实测结果表明该微带双分支定向耦合器在整个设计频带内具有良好的匹配、功分以及隔离的性能。
[0009]小型化微带双分支定向耦合器的中心频率为f 0=1.6 GHz，频率范围为1.5~1.7GHz，输入/输出端口阻抗Ζ0=50 Ω。选用F4B系列的微波介质材料板。
[0010]使用AV36580A矢量网络分析仪对加工的定向耦合器进行了实际测量。根据各端口 S参数可知，在1.5~1.7 GHz工作带宽内SI I为-15 dB，中心频率1.6 GHz处SI I为-20dB，各输入端口实现了良好的匹配。隔离口 S41为-20 dB实现了良好的隔离。直通端与耦合端的功分效果良好，在所要求的频带范围内功分比最大相差0.5 dB.测试结果与仿真结果有着较好的一致性。
[0011]优选的，所述裂缝的宽度与竖向微带的宽度相等。
[0012]优选的，所述第一耦合支线和第二耦合支线的宽度均为Ml，第一微带支线、第二微带支线、第三微带支线、第四微带支线的宽度均为M2，Ml大于M2。
[0013]优选的，第一接口、第二接口、第三接口、第四接口的阻抗为50 Ω。
[0014]优选的，微波介质材料板的相对介电常数为2.65，微波介质材料板的厚度为2 mm。
[0015]优选的，第一微带支线、第二微带支线、第三微带支线、第四微带支线、第一耦合支线、第二耦合支线、第一裂缝支线、第二裂缝支线、十字微带线A、十字微带线B、第一连接微带、第二连接微带均为微带线。
[0016]本实用新型的优点在于:结构简单，体积大幅度缩小，具有良好的匹配、功分以及隔离的性能。
【附图说明】
[0017]图1为本实用新型的结构示意图。
[0018]图中的附图标记分别表示为:11、第一接口，12、第二接口，13、第三接口，14、第四接口，21、第一微带支线，22、第二微带支线，23、第三微带支线，24、第四微带支线，31、第一耦合支线，32、第二耦合支线，41、第一裂缝支线，42、第二裂缝支线，51、十字微带线A，52、十字微带线B，61、第一连接微带，62、第二连接微带。
【具体实施方式】
[0019]下面结合实施例及附图对本实用新型作进一步的详细说明，但本实用新型的实施方式不限于此。
[0020]实施例1:
[0021]如图1所示。
[0022]小型化微带耦合器，包括形状为矩形的微波介质材料板，微波介质材料板左侧壁设有第一接口 11和第三接口 13，微波介质材料板右侧壁设有第二接口 12和第四接口 14，微波介质材料板的正表面设置有轴线互相平行的第一耦合支线31和第二耦合支线32，第一耦合支线31的左端通过第一微带支线21与第一接口 11连接，第一耦合支线31的右端通过第二微带支线22与第二接口 12连接，第二耦合支线32的左端通过第三微带支线23与第三接口 13连接，第二耦合支线32的右端通过第四微带支线24与第四接口 14连接，第一微带支线21通过第一连接微带61与第三微带支线23连接，第二微带支线22通过第二连接微带62与第四微带支线24连接，第一连接微带61面向第二连接微带62的一侧连接有第一裂缝支线41，第二连接微带6