[发明专利]一种微带缝隙耦合的宽带定向耦合器

说明书

本发明公开了一种微带缝隙耦合的宽带定向耦合器，所述宽带定向耦合器包括走线层、介质层和底层，所述走线层设置于介质层的上方，所述介质层设置于底层的上方，所述走线层包括射频主线和耦合线，所述射频主线上设置有第一凸部，所述耦合线上设置有第二凸部，第一凸部和第二凸部间隙配合，且设置于射频主线与耦合线之间。通过第一凸部与第二凸部的间隙配合，起到相当于电容器的作用，相对于传统的单节定向耦合器，本发明微带缝隙耦合的定向耦合器具有宽带性能，相对于同样作为宽带应用的加载电容的单节定耦合器，本发明具有可靠的宽带性能，易于加工；相对于同样作为宽带的多节耦合器，本发明插入损耗小，结构简洁，体积小。

技术领域

本发明涉及微波射频领域，特别涉及一种微带缝隙耦合的宽带定向耦合器。

背景技术

定向耦合器有多种实现方法，包括小孔耦合、共面波导、带状线耦合、电桥耦合等等。其中，微带线耦合器由于其具有性能良好、容易设计、生产成本低廉等优点而被广泛应用,尤其是在日益发展的移动通信领域。

传统的单节微带线定向耦合器由于微带线四分之一波长设计局限，很难做到较好的宽带特性，以700MHz-2700MHz频段为例，单节定向耦合器的带宽甚至不到50％。为提升定向耦合器的带宽这一问题，现有的方法是设计为多节定向耦合器提升带宽，多节定向耦合器的缺点在于体积大且设计复杂，而且最终的插入损耗较大；此外，在单节定向耦合器的微带直通线和耦合线之间加载电容的方式亦可增加带宽，然而这样不仅需要额外增加一个集总元器件，而且在加工上也多一道焊接工序，增强了生产成本。

发明内容

由于传统的单节微带线定向耦合器难以简洁实现宽带特性，而能够实现宽带性能的多节微带线定向耦合器在体积和插入损耗上都不尽如人意。

为实现上述目的，发明人提供了一种微带缝隙耦合的宽带定向耦合器来实现上述特性，所述宽带定向耦合器包括走线层、介质层和底层，所述走线层设置于介质层的上方，所述介质层设置于底层的上方，所述走线层包括射频主线和耦合线，所述射频主线上设置有第一凸部，所述耦合线上设置有第二凸部，第一凸部和第二凸部间隙配合，且设置于射频主线与耦合线之间。

进一步地，第一凸部和第二凸部的数量为多个，每一第一凸部对应一第二凸部。

进一步地，所述第一凸部均匀分布于射频主线的一侧，第二凸部均匀分布于耦合线的一侧。

进一步地，所述第一凸部和第二凸部的宽度为1mm～2mm。

进一步地，第一凸部与第二凸部的间隙为0.5mm～1mm。

进一步地，所述第一凸部的材质与射频主线的材质相同，所述第二凸部的材质为耦合线的材质相同。

进一步地，所述第一凸部和第二凸部的材质为铜。

进一步地，所述底层和介质层均为长方形板体。

上述技术方案所述的微带缝隙耦合的宽带定向耦合器，所述宽带定向耦合器包括走线层、介质层和底层，所述走线层设置于介质层的上方，所述介质层设置于底层的上方，所述走线层包括射频主线和耦合线，所述射频主线上设置有第一凸部，所述耦合线上设置有第二凸部，第一凸部和第二凸部间隙配合，且设置于射频主线与耦合线之间。通过第一凸部与第二凸部的间隙配合，起到相当于电容器的作用，相较于传统定向耦合器并没有增加任何器件，但是提高了带宽，相对于传统耦合器加载电容的方式，有着几乎相似的性能但是有更好的可靠性，而且降低了操作复杂度和成本。

附图说明

图1为现有的宽带定向耦合器的结构示意图；

图2为本发明一实施方式涉及的宽带定向耦合器的结构示意图；

图3为图2中A部放大示意图；

图4为本发明一实施方式涉及的宽带定向耦合器的原理等效图；