定向耦合器的制作方法

本申请涉及微电子，尤其涉及了一种定向耦合器。

背景技术：

1、定向耦合器是微波系统中应用广泛的一种微波器件，图1为现有技术中的定向耦合器的基本原理示意图，它是由两段靠的很近的，相互耦合的平行传输线组成，一段作为信号的主传输线，另一段作为信号的耦合线。如图1所示，定向耦合器包括主信号线以及与主信号线耦合的耦合信号线，当主信号线上输入信号时，由于电磁感应现象，耦合信号线上会产生耦合信号。

2、主信号线上有两个端口：输入端1，直通端2。耦合信号线也有两个端口：耦合端3，隔离端4，隔离端4通过隔离负载接地，也称为隔离负载端。

3、在现有技术中有对耦合器的频率调节的方案，例如申请号为201911339966.7的中国专利“一种可切换耦合频率的耦合器”，其通过开关改变耦合线的接入长度来实现耦合器耦合频率的变化，解决了传统的耦合器频率不可调的问题，但对于频率变化耦合器的定向度退化的情况并未阐述；又如申请号为202110210541.7的中国专利“一种可调耦合度双向耦合器及调节方法”，通过开关在耦合之路增加衰减网络，调节衰减电阻的方式在一定范围内调节耦合器工作频带，但该方法相对较为复杂且对于固定的衰减网络，可调节的频率范围有限。

技术实现思路

1、为了解决上述缺陷，本申请提出了一种频率可调的定向耦合器，可以通过可调工作带宽以解决耦合器工作频带受限的问题。

2、本申请的第一方面公开了一种定向耦合器，包括：主信号线；与所述主信号线耦合的耦合信号线；以及设置在所述耦合信号线下方的至少一个导电线；其中，所述导电线的一端与所述耦合信号线重叠，所述导电线的另一端朝向远离所述主信号线的方向延伸，所述导电线的延伸方向垂直于所述耦合信号线的长度方向；并且所述导电线远离所述主信号线的一端连接有开关，所述开关被配置为控制所述导电线的接地状态。

3、在上述第一方面的一种可能的实现中，所述至少一个导电线包括多组导电线，所述开关包括多组开关，其中每组导电线对应于每组开关。

4、在上述第一方面的一种可能的实现中，所述每组导电线包括至少两条导电线。

5、在上述第一方面的一种可能的实现中，所述主信号线和所述耦合信号线由微带线组成，且所述主信号线和所述耦合信号线中的一者或两者设置有金属块，以增加所述定向耦合器内部的电容。

6、在上述第一方面的一种可能的实现中，当所述主信号线和所述耦合信号线中均设置有所述金属块时，所述主信号线上的金属块与所述耦合线上的金属块对齐或错开设置。

7、在上述第一方面的一种可能的实现中，所述金属块的形状为方形、半球形或锥型中的至少一种。

8、在上述第一方面的一种可能的实现中，所述每组开关包括控制每个导电线接地的第一开关。

9、在上述第一方面的一种可能的实现中，所述每组开关还包括控制每组导电线的每条导电线之间导通的第二开关。

10、在上述第一方面的一种可能的实现中，所述定向耦合器还包括隔离负载，所述隔离负载根据开关切换来选通所述定向耦合器在不同工作状态下的负载。

11、在上述第一方面的一种可能的实现中，所述多组开关包括第一开关网络组和第二开关网络组，所述定向耦合器还包括开关控制电压电路，所述开关控制电压电路被配置为根据所述第一开关网络组和所述第二开关网络组的电平状态来选通所述负载。

12、在上述第一方面的一种可能的实现中，所述开关控制电压电路包括与门、或非门、和异或门。

13、与现有技术相比，本申请通过在耦合器的耦合信号线下方设置导电线，通过开关控制导电线的接地状态来改变耦合端的耦合分量，进一步改变对于设定的耦合度下耦合器的工作频率，能够通过可调工作带宽来解决耦合器工作频带受限的问题。

技术特征：

1.一种定向耦合器，其特征在于，包括：

2.如权利要求1所述的定向耦合器，其特征在于，所述至少一个导电线包括多组导电线，所述开关包括多组开关，其中每组导电线对应于每组开关。

3.如权利要求2所述的定向耦合器，其特征在于，所述每组导电线包括至少两条导电线。

4.如权利要求1所述的定向耦合器，其特征在于，所述主信号线和所述耦合信号线由微带线组成，且所述主信号线和所述耦合信号线中的一者或两者设置有金属块，以增加所述定向耦合器内部的电容。

5.如权利要求4所述的定向耦合器，其特征在于，当所述主信号线和所述耦合信号线中均设置有所述金属块时，所述主信号线上的金属块与所述耦合线上的金属块对齐或错开设置。

6.如权利要求4所述的定向耦合器，其特征在于，所述金属块的形状为方形、半球形或锥型中的至少一种。

7.如权利要求2所述的定向耦合器，其特征在于，所述每组开关包括控制每个导电线接地的第一开关。

8.如权利要求7所述的定向耦合器，其特征在于，所述每组开关还包括控制每组导电线的每条导电线之间导通的第二开关。

9.如权利要求2所述的定向耦合器，其特征在于，所述定向耦合器还包括隔离负载，所述隔离负载根据开关切换来选通所述定向耦合器在不同工作状态下的负载。

10.如权利要求9所述的定向耦合器，其特征在于，所述多组开关包括第一开关网络组和第二开关网络组，所述定向耦合器还包括开关控制电压电路，所述开关控制电压电路被配置为根据所述第一开关网络组和所述第二开关网络组的电平状态来选通所述负载。

11.如权利要求10所述的定向耦合器，其特征在于，所述开关控制电压电路包括与门、或非门、和异或门。

技术总结
本申请提供了一种定向耦合器，包括：主信号线；与所述主信号线耦合的耦合信号线；以及设置在所述耦合信号线下方的至少一个导电线；其中，所述导电线的一端与所述耦合信号线重叠，所述导电线的另一端朝向远离所述主信号线的方向延伸，所述导电线的延伸方向垂直于所述耦合信号线的长度方向；并且所述导电线远离所述主信号线的一端连接有开关，所述开关被配置为控制所述导电线的接地状态。本申请提出的定向耦合器可以解决耦合器工作频带受限的问题。

技术研发人员：任栋
受保护的技术使用者：南京燧锐科技有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/11