[发明专利]一种宽带电小尺寸定向耦合器

说明书

技术领域

本发明属于射频电路技术领域，特别涉及对电小尺寸定向耦合器的改良设计。

背景技术

目前射频电路系统中使用的定向耦合器有两种尺寸特征：一种为长度为四分之一波长或大于四分之一波长；另一种长度小于十分之一波长。

第一种定向耦合器的优点是容易实现较强的耦合度，并且耦合度的频率响应起伏相对较小，典型地，在一个倍频程内平坦度优于±0.5dB。但由于其长度较长，占用空间大，使用不便。

第二种定向耦合器的结构如图1所示，包括一段用来传输射频功率的主传输线1和一段由耦合线构成的耦合探头2，耦合探头置于主传输线的能量分布场内，该耦合线两端弯折形成正向耦合输出端口21和反向耦合输出端口22，还包括与所述反向耦合输出口相连的吸收负载3；这种定向耦合器的优点是尺寸小，占用空间少；但由于耦合线短，较难实现大于-15dB以上的耦合度；在一个倍频程内，耦合度变化达到6dB，如果频率未知，则无法得到准确的耦合度。使用时只能给出某个固定频率的耦合度，在其附近做窄带使用，因此这种耦合器又称窄带电小尺寸定向耦合器。

已有的一种克服电小尺寸定向耦合器带宽限制的方法是，采用软件查表修正，即将不同频率对应的耦合度存储下来，使用时，首先要知道工作频率，根据频率在表格中查找相应的耦合度。这种方法可以拓展耦合器的使用频带，但缺点是需要软件配合，而且要预先知道工作频率，限制了其应用范围。

发明内容

本发明的目的是为克服已有窄带电小尺寸定向耦合器性能的不足，提出一种宽带电小尺寸定向耦合器，可在不增加窄带电小尺寸定向耦合器长度的条件下，改善其耦合度频响的平坦度，在很小的空间内，一个或数个倍频程的频带内，实现平坦的耦合特性。

本发明提出的一种宽带电小尺寸定向耦合器，包括一窄带电小尺寸耦合器，该窄带电小尺寸耦合器包括一段用来传输射频功率的主传输线和一段由耦合线构成的耦合探头，耦合探头置于主传输线的能量分布场内，该耦合线两端弯折形成正向耦合输出端口和反向耦合输出端口，与所述反向耦合输出口相连的吸收负载；其特征在于，还包括一个有损耗的频响补偿网络，该有损耗的频响补偿网络的输入端连接在窄带电小尺寸定向耦合器的正向耦合输出端，该有损耗的频响补偿网络的输出端作为宽带电小尺寸定向耦合器的正向耦合输出端。

本发明的特点及有益效果：

本发明的重要技术特征在于采用损频响补偿网络对窄带电小尺寸定向耦合器的耦合度频响做补偿，在一个和一个以上倍频程内获得平坦的耦合特性，且具有体积小，结构紧凑，方便实现的特点。

附图说明

图1为窄带电小尺寸定向耦合器结构示意图。

图2为本发明的宽带电小尺寸定向耦合器的结构示意图。

图3为本发明的原理示意图，其中：

图3(a)表明窄带电小尺寸定向耦合器的耦合度随频率增大而增大；

图3(b)表明有损频响补偿网络的频响与耦合度频响呈相反的趋势；

图3(c)表明本发明的将窄带电小尺寸定向耦合器与有损频响补偿网络级联后的频响为常数。

图4为本发明的宽带电小尺寸定向耦合器的实施例1示意图，其中：

图4(a)为本实施例1结构示意图，

图4(b)为图4(a)的截面示意图；

图4(c)为本实施例的有损频响补偿网络的电路拓扑图。

图5为本发明的有损耗的频响补偿网络的实施例2结构示意图。

图6为本发明的有损耗的频响补偿网络的实施例3结构示意图。

具体实施方式

本发明设计的宽带射频电小尺寸定向耦合器结合附图及实施例详细说明如下：

本发明设计的一种宽带电小尺寸定向耦合器，如图2所示，包括一窄带电小尺寸耦合器21，如图2中虚线框内，该窄带电小尺寸耦合器21包括一段用来传输射频功率的主传输线211和一段由耦合线构成的耦合探头212，耦合探头置于主传输线的能量分布场内，该耦合线两端弯折形成正向耦合输出端口2121和反向耦合输出端口2122，与所述反向耦合输出口相连的吸收负载213；其特征在于，还包括一个有损耗的频响补偿网络22，该有损耗的频响补偿网络的输入端连接在窄带电小尺寸定向耦合器的正向耦合输出端2121，该有损耗的频响补偿网络的输出端作为宽带电小尺寸定向耦合器的正向耦合输出端。