[发明专利]一种基于三角开路线构成的紧凑型耦合器

说明书

本发明公开了一种基于三角开路线构成的紧凑型耦合器，所述耦合器包括四个设置有三角开路线的分支线结构，每一个所述三角开路线的端口连接在相对应的所述分支线结构上，所述端口与所述分支线结构的连接点将所述分支线结构按照预设比例分割，且相邻所述连接点之间的距离相等；其中，所述三角开路线为微带线；所述三角开路线可视作一系列不同特性阻抗的传输线，所述传输线通过级联方式连接；本发明提供的耦合器可通过简单的工艺实现每个分支线结构上的三角开路线，制备工艺简单，制备成本低；在对耦合器中的微带传输线进行优化后，达到了减小导体损耗、辐射损耗以及寄生波模对耦合器的影响，实现了耦合器的小型化，提升了耦合器的性能。

技术领域

本发明涉及电子器件领域，尤其涉及一种基于三角开路线构成的紧凑型耦合器。

背景技术

3dB耦合器广泛应用于微波电路，如平衡混频器、平衡放大器、移相器、鉴频器等。传统3dB耦合器包含四分之一波长传输线，尺寸较大，特别是在低频段，较大的尺寸会影响其应用。因此，为了减小尺寸，研究者们提出了使用集总元件、弯折线、耦合线、周期性慢波负载、扇形开路线、长方形开路线、左手/右手特性元件等多种解决方法，但是这种方法操作起来比较复杂，且成本高，不利于推广应用。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术中存在的技术问题，提供一种基于三角开路线构成的紧凑型耦合器，具体技术方案如下：

一种基于三角开路线构成的紧凑型耦合器，所述耦合器包括四个设置有三角开路线的分支线结构，每一个所述三角开路线的端口连接在相对应的所述分支线结构上，所述端口与所述分支线结构的连接点将所述分支线结构按照预设比例分割，且相邻所述连接点之间的距离相等；其中，所述三角开路线为微带线。

本发明的进一步改进在于：所述三角开路线可视作一系列不同特性阻抗的传输线，且所述传输线间通过级联方式连接。

本发明的进一步改进在于：每一个所述传输线的宽度由式：得到，其中，n为所述三角开路线中含有的所述传输线的数量。

本发明的进一步改进在于：所述三角开路线中，除了最后一个段传输线的特性阻抗由标准微带线等式求得外，其他每个所述传输线的特性阻抗通过等式：和求得。

本发明的进一步改进在于：所述耦合器的直通端口和耦合端口之间的相位差在±1°范围内。

本发明的进一步改进在于：所述耦合器为3dB耦合器。

本发明的进一步改进在于：所述耦合器还设置有端口1、端口2、端口3和端口4共四个端口。

本发明提出的一种基于三角开路线构成的紧凑型耦合器通过在耦合器的各个分支线结构上设置一个三角开路线，三角开路线以微带的形式与每个分支线结构连接，且每个三角开路线只有一个端口，在实际应用中，可以将微带形式的三角开路线视作一系列的具有不同特征阻抗的传输线，传输线之间通过级联方式连接在一起，这样将耦合器中的微带传输线进行优化后，可有效减小导体损耗、辐射损耗和寄生波模对耦合器性能的影响；与现有技术相比，本发明的优点在于：通过在耦合器的每个分支线结构上设置一个三角开路线，减少了每个分支线结构的波长传输线的长度，减小了整个耦合器的尺寸结构，实现了耦合器的小型化；同时由于三角开路线结构简单，可通过简单的工艺来实现，有利于推广应用。

附图说明

图1为本发明耦合器的结构组成示意图；

图2为本发明三角开路线的几何形状和等效电路图；

图3为本发明耦合器的S参数仿真测量结构示意；

图4为本发明耦合器直通端口和耦合端口的相位差测试结果示意。

具体实施方式