[实用新型]微波电路及其3dB双频分支线耦合器

说明书

技术领域

本实用新型涉及耦合器技术领域，特别是涉及一种微波电路及其3dB双频分支线耦合器。

背景技术

耦合器作为微波通信系统中最基本的无源元件，广泛应用于各种微波电路中，因此多频耦合器的设计对多频通信系统的发展具有重要意义。传统的3dB双频耦合器的研究设计并不多，而且结构中可调的参数较少，存在频率比的调节范围较窄等缺点。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题是针对上述现有技术的不足，提供一种频率比调节范围较宽的微波电路及其3dB双频分支线耦合器。

为解决上述技术问题，本实用新型所采取的技术方案是：

一种3dB双频分支线耦合器，其特征在于，包括由两个第一传输线和两个第二传输线依次连接形成的闭合矩形结构，其中每个第一传输线的两端分别连接两个第二传输线，从两个所述第一传输线和两个所述第二传输线的接口处分出四个端口，每个所述端口均连接阻抗枝节线，所述阻抗枝节线包括串联在一起的第三传输线和第四传输线。

可选的，所述第三传输线和所述第四传输线之间呈直角。

可选的，所述第一传输线的导纳为Y_A，电长度为90°；所述第二传输线的导纳为Y_B，电长度为90°。

可选的，所述第一传输线的导纳Y_A与所述第二传输线的导纳Y_B的关系为：

可选的，所述第三传输线的导纳为Y₁，电长度为θ₁；所述第四传输线的导纳为Y₂，电长度为θ₂。

一种微波电路，包括上述任一种3dB双频分支线耦合器。

采用上述技术方案所产生的有益效果在于：该3dB双频分支线耦合器，通过在传统分支线耦合器的端口并联呈阶梯状的阻抗枝节线实现双频工作，主线和分支线采用四分之一波长传输线，引入阻抗枝节线后能够增加设计自由度，减小阻抗物理实现范围的限制，仅通过改变阻抗枝节线的阻抗比和电长度比，在阻抗值满足20Ω-120Ω的可物理实现范围内，有效地扩展频率比范围，频率比范围能覆盖1.7-6.3。

通过改变阻抗枝节线的阻抗和电长度，可以在3dB双频分支线耦合器工作的高低频段上灵活地实现工作频率的位置，能有效地改善频率比范围并减小枝节线尺寸。由于受到微带线制作工艺对阻抗值的限制，该3dB双频分支线耦合器在阻抗值20Ω-120Ω可物理实现范围内，耦合器主线和分支线都是四分之一波长的情况下，频率比范围能覆盖1.7-6.3并且尺寸小。

附图说明

图1是本实用新型3dB双频分支线耦合器一个实施例的结构示意图；

图2是一个实施例中从端口1看向3dB双频分支线耦合器的等效结构；

图3是本实用新型实施例提供的Y₁和Y₂在不同频率比处的值；

图4是本实用新型实施例提供的θ₁和θ₂在不同频率比处的值；

图5是本实用新型实施例提供的回波损耗|S₁₁|的测量值曲线和仿真值曲线；

图6是本实用新型实施例提供的插入损耗|S₂₁|的测量值曲线和仿真值曲线；

图7是本实用新型实施例提供的插入损耗|S₃₁|的测量值曲线和仿真值曲线；

图8是本实用新型实施例提供的隔离度|S₄₁|的测量值曲线和仿真值曲线；

图9是本实用新型实施例提供的相位差∠S₂₁-∠S₃₁的测量值曲线和仿真值曲线。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细的说明。

如图1所示，一个实施例中，3dB双频分支线耦合器可以包括由两个第一传输线101和两个第二传输线102依次连接形成的闭合矩形结构，其中每个第一传输线101的两端分别连接两个第二传输线102。从两个所述第一传输线101和两个所述第二传输线102的接口处分出四个端口，分别为端口1、端口2、端口3和端口4，每个所述端口均连接阻抗枝节线(图未标)，所述阻抗枝节线包括串联在一起的第三传输线103和第四传输线104。