一种对称交叉级联定向耦合器的制作方法

本发明属于微波技术领域，具体涉及一种对称交叉级联定向耦合器，尤其涉及用于通信、雷达等一些军事领域对尺寸要求较高的3db定向耦合器。

背景技术：

随着科技的发展，电子设备的应用越来越广泛。其中最为典型也最为重要的

就是在军事方面的应用。比如，在一艘军舰上有大量的电台、雷达、干扰和抗干

扰设备，这些电子设备是我军打赢现代化战争的重要保障。因为军用频段为v/u

波段，带宽较窄，在一艘军舰上，大量电子设备同时工作，难免造成相互干扰，

而这种干扰是不能用常规滤波方式消除的。为了减小干扰设计一款定向耦合器，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、耦合度等。

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，低温共烧陶瓷是一种电子封装技术，采用多层陶瓷技术，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。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种对称交叉级联定向耦合器，采用五节耦合线与五节耦合线交叉级联技术实现超宽带的特性，同时采用ltcc技术实现，具有带宽宽、体积小、重量轻、可靠性高、电性能优异、结构简单、成品率高、批量一致性好、造价低、温度性能稳定等优点。

实现本发明目的的技术方案是：一种对称交叉级联定向耦合器，包括表面贴装的50欧姆阻抗的输入端口p1、表面贴装的50欧姆阻抗的直通输出端口p2、表面贴装的50欧姆阻抗耦合输出端口p3、表面贴装的50欧姆阻抗隔离端口p4、第一连接引线lin1、第二连接引线lin2、第三连接引线lin3、第四连接引线lin4、第一重合折叠耦合线l1、第二重合折叠耦合线l2、第三重合折叠耦合线l3、第四重合折叠耦合线l4、第五重合折叠耦合线l5、第六重合折叠耦合线l6、第七重合折叠耦合线l4、第八重合折叠耦合线l8、第九重合折叠耦合线l9、第十重合折叠耦合线l10、第一连接柱h1、第二连接柱h2、第三连接柱h3、第四连接柱h4、第五连接柱h5、第六连接柱h6、第七连接柱h7、第八连接柱h8、第九连接柱h9、第十连接柱h10、第十一连接柱h11、第十二连接柱h12、第十三连接柱h13、第十四连接柱h14、第十五连接柱h15、第十六连接柱h16、第十七连接柱h17、第十八连接柱h18、第一侧接地gnd1、第二侧接地gnd2、第一接地屏蔽层g1、第二接地屏蔽层g2、第三接地屏蔽层g3。

表面贴装的50欧姆阻抗的输入端口p1与第一连接引线lin1连接，表面贴装的50欧姆阻抗的直通输出端口p2与第二连接引线lin2连接，表面贴装的50欧姆阻抗耦合输出端口p3与第三连接引线lin3连接，表面贴装的50欧姆阻抗隔离端口p4与第四连接引线lin4连接，第一重合折叠耦合线l1、第二重合折叠耦合线l2、第三重合折叠耦合线l3、第四重合折叠耦合线l4、第五重合折叠耦合线l5、第六重合折叠耦合线l6、第七重合折叠耦合线l7、第八重合折叠耦合线l8、第九重合折叠耦合线l9、第十重合折叠耦合线l10均有二层折叠线，上下两层折叠线完全重合，第一折叠耦合线l1下层折叠线l12一端与第一连接引线lin1连接，另一端通过第二连接柱h2与第二折叠耦合线l2下层折叠线l22一端连接，第二折叠耦合线l2下层折叠线l22另一端通过第四连接柱h4与第三折叠耦合线l3下层折叠线l32一端连接，第三折叠耦合线l3下层折叠线l32另一端通过第六连接柱h6与第四折叠耦合线l4下层折叠线l42一端连接，第四折叠耦合线l4下层折叠线l42另一端通过第八连接柱h8与第五折叠耦合线l5下层折叠线l52一端相连，第五折叠耦合线l5下层折叠线l52另一端通过第十八连接柱h18与第十折叠耦合线l10上层折叠线l102一端相连，第五折叠耦合线l5上层折叠线l51一端与第四连接引线lin4连接，另一端通过第七连接柱h7与第四折叠耦合线l4上层折叠线l41一端连接，第四折叠耦合线l4上层折叠线l41另一端通过第五连接柱h5与第三折叠耦合线l3上层折叠线l31一端连接，第三折叠耦合线l3上层折叠线l31另一端通过第三连接柱h3与第二折叠耦合线l2上层折叠线l21一端连接，第二折叠耦合线l2上层折叠线l21另一端通过第一连接柱h1与第一折叠宽边耦合线l1上层折叠线l11一端相连，第一折叠耦合线l1上层折叠线l11另一端通过第十七连接柱h17与第六折叠耦合线l6下层折叠线l61一端相连，第六折叠耦合线l6下层折叠线l61另一端通过第十五连接柱h15与第七折叠耦合线l7下层折叠线l71一端连接，第七折叠耦合线l7下层折叠线l71另一端通过第十三连接柱h13与第八折叠耦合线l8下层折叠线l81一端连接，第八折叠耦合线l8下层折叠线l81另一端通过第十一连接柱h11与第九折叠耦合线l9下层折叠线l91一端连接，第九折叠耦合线l9下层折叠线l91另一端通过第十连接柱h10与第十折叠耦合线l10下层折叠线l101一端连接，第十折叠耦合线l10下层折叠线l101另一端与第三引线lin3相连，第十折叠耦合线l10上层折叠线l102另一端通过第九连接柱h9与第九折叠耦合线l9上层折叠线l92一端连接，第九折叠耦合线l9上层折叠线l92另一端通过第十二连接柱h12与第八折叠耦合线l8上层折叠线l82一端连接，第八折叠耦合线l8上层折叠线l82另一端通过第十四连接柱h14与第七折叠耦合线l7上层折叠线l72一端连接，第七折叠耦合线l7上层折叠线l72另一端通过第十六连接柱h16与第六折叠耦合线l6上层折叠线l62一端连接，第六折叠耦合线l6上层折叠线l62另一端与第二引线lin2相连，第一接地屏蔽层g1、第三接地屏蔽层g3分别位于最上面与最下面一层，第二接地屏蔽层g2将第一折叠耦合线l1、第二折叠耦合线l2、第三折叠耦合线l3、第四折叠耦合线l4、第五折叠耦合线l5与第六折叠耦合线l6、第七折叠耦合线l7、第八折叠耦合线l8、第九折叠耦合线l9、第十折叠耦合线l10隔离开，第一接地屏蔽层g1、第二接地屏蔽层g2、第三接地屏蔽层g3均与第一侧接地gnd1、第二侧接地gnd2连接。

表面贴装的50欧姆阻抗的输入端口p1、表面贴装的50欧姆阻抗的直通输出端口p2、表面贴装的50欧姆阻抗耦合输出端口p3、表面贴装的50欧姆阻抗隔离端口p4、第一连接引线lin1、第二连接引线lin2、第三连接引线lin3、第四连接引线lin4、第一重合折叠耦合线l1、第二重合折叠耦合线l2、第三重合折叠耦合线l3、第四重合折叠耦合线l4、第五重合折叠耦合线l5、第六重合折叠耦合线l6、第七重合折叠耦合线l4、第八重合折叠耦合线l8、第九重合折叠耦合线l9、第十重合折叠耦合线l10、第一连接柱h1、第二连接柱h2、第三连接柱h3、第四连接柱h4、第五连接柱h5、第六连接柱h6、第七连接柱h7、第八连接柱h8、第九连接柱h9、第十连接柱h10、第十一连接柱h11、第十二连接柱h12、第十三连接柱h13、第十四连接柱h14、第十五连接柱h15、第十六连接柱h16、第十七连接柱h17、第十八连接柱h18、第一侧接地gnd1、第二侧接地gnd2、第一接地屏蔽层g1、第二接地屏蔽层g2、第三接地屏蔽层g3，均采用多层低温共烧陶瓷工艺实现

与现有技术相比，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，重合折叠耦合线，多节与单多节耦合交叉级联技术，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（a）是本发明一种对称交叉级联定向耦合器的正视图，图1（b）是本发明一种对称交叉级联定向耦合器的斜俯视图。

图2是本发明一种对称交叉级联定向耦合器主要性能测试曲线图。

图3是本发明一种对称交叉级联定向耦合器直通与耦合端口相位差曲线图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步详细描述。

结合图1（a）、（b），一种对称交叉级联定向耦合器，包括表面贴装的50欧姆阻抗的输入端口p1、表面贴装的50欧姆阻抗的直通输出端口p2、表面贴装的50欧姆阻抗耦合输出端口p3、表面贴装的50欧姆阻抗隔离端口p4、第一连接引线lin1、第二连接引线lin2、第三连接引线lin3、第四连接引线lin4、第一重合折叠耦合线l1、第二重合折叠耦合线l2、第三重合折叠耦合线l3、第四重合折叠耦合线l4、第五重合折叠耦合线l5、第六重合折叠耦合线l6、第七重合折叠耦合线l4、第八重合折叠耦合线l8、第九重合折叠耦合线l9、第十重合折叠耦合线l10、第一连接柱h1、第二连接柱h2、第三连接柱h3、第四连接柱h4、第五连接柱h5、第六连接柱h6、第七连接柱h7、第八连接柱h8、第九连接柱h9、第十连接柱h10、第十一连接柱h11、第十二连接柱h12、第十三连接柱h13、第十四连接柱h14、第十五连接柱h15、第十六连接柱h16、第十七连接柱h17、第十八连接柱h18、第一侧接地gnd1、第二侧接地gnd2、第一接地屏蔽层g1、第二接地屏蔽层g2、第三接地屏蔽层g3。

结合图1（a）、（b），所述表面贴装的50欧姆阻抗的输入端口p1与第一连接引线lin1连接，表面贴装的50欧姆阻抗的直通输出端口p2与第二连接引线lin2连接，表面贴装的50欧姆阻抗耦合输出端口p3与第三连接引线lin3连接，表面贴装的50欧姆阻抗隔离端口p4与第四连接引线lin4连接，第一重合折叠耦合线l1、第二重合折叠耦合线l2、第三重合折叠耦合线l3、第四重合折叠耦合线l4、第五重合折叠耦合线l5、第六重合折叠耦合线l6、第七重合折叠耦合线l7、第八重合折叠耦合线l8、第九重合折叠耦合线l9、第十重合折叠耦合线l10均有二层折叠线，上下两层折叠线完全重合，第一折叠耦合线l1下层折叠线l12一端与第一连接引线lin1连接，另一端通过第二连接柱h2与第二折叠耦合线l2下层折叠线l22一端连接，第二折叠耦合线l2下层折叠线l22另一端通过第四连接柱h4与第三折叠耦合线l3下层折叠线l32一端连接，第三折叠耦合线l3下层折叠线l32另一端通过第六连接柱h6与第四折叠耦合线l4下层折叠线l42一端连接，第四折叠耦合线l4下层折叠线l42另一端通过第八连接柱h8与第五折叠耦合线l5下层折叠线l52一端相连，第五折叠耦合线l5下层折叠线l52另一端通过第十八连接柱h18与第十折叠耦合线l10上层折叠线l102一端相连，第五折叠耦合线l5上层折叠线l51一端与第四连接引线lin4连接，另一端通过第七连接柱h7与第四折叠耦合线l4上层折叠线l41一端连接，第四折叠耦合线l4上层折叠线l41另一端通过第五连接柱h5与第三折叠耦合线l3上层折叠线l31一端连接，第三折叠耦合线l3上层折叠线l31另一端通过第三连接柱h3与第二折叠耦合线l2上层折叠线l21一端连接，第二折叠耦合线l2上层折叠线l21另一端通过第一连接柱h1与第一折叠宽边耦合线l1上层折叠线l11一端相连，第一折叠耦合线l1上层折叠线l11另一端通过第十七连接柱h17与第六折叠耦合线l6下层折叠线l61一端相连，第六折叠耦合线l6下层折叠线l61另一端通过第十五连接柱h15与第七折叠耦合线l7下层折叠线l71一端连接，第七折叠耦合线l7下层折叠线l71另一端通过第十三连接柱h13与第八折叠耦合线l8下层折叠线l81一端连接，第八折叠耦合线l8下层折叠线l81另一端通过第十一连接柱h11与第九折叠耦合线l9下层折叠线l91一端连接，第九折叠耦合线l9下层折叠线l91另一端通过第十连接柱h10与第十折叠耦合线l10下层折叠线l101一端连接，第十折叠耦合线l10下层折叠线l101另一端与第三引线lin3相连，第十折叠耦合线l10上层折叠线l102另一端通过第九连接柱h9与第九折叠耦合线l9上层折叠线l92一端连接，第九折叠耦合线l9上层折叠线l92另一端通过第十二连接柱h12与第八折叠耦合线l8上层折叠线l82一端连接，第八折叠耦合线l8上层折叠线l82另一端通过第十四连接柱h14与第七折叠耦合线l7上层折叠线l72一端连接，第七折叠耦合线l7上层折叠线l72另一端通过第十六连接柱h16与第六折叠耦合线l6上层折叠线l62一端连接，第六折叠耦合线l6上层折叠线l62另一端与第二引线lin2相连，第一接地屏蔽层g1、第三接地屏蔽层g3分别位于最上面与最下面一层，第二接地屏蔽层g2将第一折叠耦合线l1、第二折叠耦合线l2、第三折叠耦合线l3、第四折叠耦合线l4、第五折叠耦合线l5与第六折叠耦合线l6、第七折叠耦合线l7、第八折叠耦合线l8、第九折叠耦合线l9、第十折叠耦合线l10隔离开，第一接地屏蔽层g1、第二接地屏蔽层g2、第三接地屏蔽层g3均与第一侧接地gnd1、第二侧接地gnd2连接。

结合图1（a）、（b），表面贴装的50欧姆阻抗的输入端口p1、表面贴装的50欧姆阻抗的直通输出端口p2、表面贴装的50欧姆阻抗耦合输出端口p3、表面贴装的50欧姆阻抗隔离端口p4、第一连接引线lin1、第二连接引线lin2、第三连接引线lin3、第四连接引线lin4、第一重合折叠耦合线l1、第二重合折叠耦合线l2、第三重合折叠耦合线l3、第四重合折叠耦合线l4、第五重合折叠耦合线l5、第六重合折叠耦合线l6、第七重合折叠耦合线l4、第八重合折叠耦合线l8、第九重合折叠耦合线l9、第十重合折叠耦合线l10、第一连接柱h1、第二连接柱h2、第三连接柱h3、第四连接柱h4、第五连接柱h5、第六连接柱h6、第七连接柱h7、第八连接柱h8、第九连接柱h9、第十连接柱h10、第十一连接柱h11、第十二连接柱h12、第十三连接柱h13、第十四连接柱h14、第十五连接柱h15、第十六连接柱h16、第十七连接柱h17、第十八连接柱h18、第一侧接地gnd1、第二侧接地gnd2、第一接地屏蔽层g1、第二接地屏蔽层g2、第三接地屏蔽层g3，均采用多层低温共烧陶瓷工艺实现。

一种对称交叉级联定向耦合器，由于是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。

本发明一种对称交叉级联定向耦合器的尺寸仅为12mm×7.5mm×3.5mm，其性能可从图2、图3看出，此耦合器中心频率4.5ghz，带宽1ghz~8ghz，带宽比为8，输入端口回波损耗优于20db，直通与耦合端相位相差90°(±3°)，端口间的隔离度均大于20db。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。