[发明专利]一种具有任意输出幅度和相位的横跨定向耦合器

摘要

本发明公开了一种具有任意输出幅度和相位的横跨定向耦合器，包括介质基板；所述介质基板上设置有平行耦合微带线、终端短路平行耦合微带线、跨接电容、串联电容以及输入/输出50欧姆传输线。由于本发明采用了电容加载平行耦合微带线，展宽了输出端口幅度和相位任意定向耦合器的带宽。现有较优结构回波损耗大于20dB的相对带宽为5.2％，隔离度大于20dB的相对带宽为9.4％；而本发明实现的回波损耗大于20dB的相对带宽为10.9％，隔离度大于20dB的相对带宽为19.6％。由于本发明采用了终端短路平行耦合微带线结合电容加载平行耦合微带线，实现了较小的电路尺寸，比现有较优结构减小了81.2％。

主权项

1.一种具有任意输出幅度和相位的横跨定向耦合器，包括介质基板(1)；所述介质基板(1)上设置有平行耦合微带线(2)、终端短路平行耦合微带线(3)、跨接电容、串联电容以及输入/输出50欧姆传输线；所述平行耦合微带线(2)包括第一段平行耦合微带线(21)、第二段平行耦合微带线(22)和第三段平行耦合微带线(23)；所述跨接电容包括第一跨接电容(41)、第二跨接电容(42)和第三跨接电容(43)；所述串联电容包括第一串联电容(51)、第二串联电容(52)、第三串联电容(53)和第四串联电容(54)；所述输入/输出50欧姆传输线包括第一输入/输出50欧姆传输线(61)、第二输入/输出50欧姆传输线(62)、第三输入/输出50欧姆传输线(63)和第四输入/输出50欧姆传输线(64)；所述第一串联电容(51)连接在第一段平行耦合微带线(21)左侧的上端和第一输入/输出50欧姆传输线(61)之间；所述第二串联电容(52)连接在第三段平行耦合微带线(23)右侧的上端和第二输入/输出50欧姆传输线(62)之间；所述第三串联电容(53)连接在第一段平行耦合微带线(21)左侧的下端和第三输入/输出50欧姆传输线(63)之间；所述第四串联电容(54)连接在第三段平行耦合微带线(23)右侧的下端和第四输入/输出50欧姆传输线(64)之间；其特征在于：所述第一跨接电容(41)置于第一段平行耦合微带线(21)中间、第二跨接电容(42)置于第二段平行耦合微带线(22)中间、第三跨接电容(43)置于第三段平行耦合微带线(23)中间；所述第一跨接电容(41)与第三跨接电容(43)的容值相等，所述第二跨接电容(42)的容值与第三跨接电容(43)的容值不同；所述终端短路平行耦合微带线(3)左侧的上端和下端分别与第三段平行耦合微带线(23)右侧的上端和下端连接；所述第二串联电容(52)和第四串联电容(54)的容值相等，第一串联电容(51)和第三串联电容(53)的容值相等，第一串联电容(51)和第二串联电容(52)的容值不同；所述横跨定向耦合器的输出幅度和相位由平行耦合微带线(2)的偶模特性阻抗、平行耦合微带线(2)与终端短路平行耦合微带线(3)偶模特性阻抗之比、终端短路平行耦合微带线(3)的电长度和第二串联电容(52)/第四串联电容(54)的容值决定；计算公式如下：其中，amplitude为输出端口间幅度，phase为输出端口间相位，tan()为相位phase的正切值，Z0为输入/输出50欧姆传输线特性阻抗，Z1e为平行耦合微带线(2)的偶模特性阻抗，k1为平行耦合微带线(2)与终端短路平行耦合微带线(3)偶模特性阻抗之比，θ1为终端短路平行耦合微带线(3)的电长度，C3为第二串联电容(52)/第四串联电容(54)的容值。