[实用新型]一种双层小型化低成本定向分支耦合器

说明书

技术领域

本实用新型涉及无源电子器件技术领域，尤其涉及一种双层小型化低成本定向分支耦合器。

背景技术

随着无线通信技术的快速发展,各种通讯系统的载波频率不断提高,小型化低功耗的高频电子器件及电路设计使微带技术发挥了优势。

一般而言，耦合器分为波导与微带耦合器。虽然波导因其所特有的损耗低、抗干扰性能好、功率容量大、易于兼容口径天线等优点，但是波导的体积与重量都过于巨大,使得系统设计中经常出现电性能与机动性能、隐蔽性能的相互矛盾,这些矛盾甚至成为了系统总体设计的瓶颈。以微带线等为主要代表的新型集成传输系统以其重量轻、体积小、设计灵活、成本低廉等优点逐渐取代传统金属管波导成为微波与射频系统的主要实现形式。然而，随着终端小型化，电路集成化的发展趋势日益明显，超小型化微带耦合器的设计已成为当前微波耦合器理论技术发展的一个主要方向。

目前，小型化微带耦合器技术主要有一下三种：

LTCC技术。采用LTCC(低温共烧陶瓷)技术，是将低温烧结陶瓷粉制成厚度精确而且致密的生瓷带，在生瓷带上利用激光打孔、微孔注浆、精密导体浆料印刷等工艺制出所需要的电路图形，并将多个被动组件(如低容值电容、电阻、滤波器、阻抗转换器、耦合器等)埋入多层陶瓷基板中，然后叠压在一起，内外电极可分别使用银、铜、金等金属，在900℃下烧结，制成三维空间互不干扰的高密度电路，也可制成内置无源元件的三维电路基板，在其表面可以贴装IC和有源器件，制成无源/有源集成的功能模块，可进一步将电路小型化与高密度化，特别适合用于高频通讯用组件。此种技术易于微带无源器件的小型化，然而制作工艺复杂、设计成本高成为该技术的主要发展瓶颈。

慢波结构技术。该技术是用来传输电磁波，并使电磁波的相速下降到略低于电子束的速度，从而使电子束能够与高频电场顺利地进行互作用。目前，比较典型的几种慢波结构有耦合腔、梯形线、曲折波导以及最为常见的螺旋线慢波结构。然而，慢波结构只能在一定程度上降低电子束的速度，对包括耦合器在内的微波器件的小型化作用十分有限。

加载技术。该技术在微波电路中加载电阻、电容或电感的方式，人为地改变电路阻抗。在较短的微带线布局中实现较低频匹配的目的。然而，加载电路器件后，一方面，输入输出各端口谐振点会发生偏移；另一方面，耦合器工作带宽也会下降，降低耦合器的实用性。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种双层小型化低成本定向分支耦合器，尺寸小、结构简单、便于加工、成本低廉、相对带宽较宽，插入损耗低。

本实用新型为解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种双层小型化低成本定向分支耦合器，包括介质板，还包括设置于所述介质板的一侧的长度渐变的S形微带线、电连接于所述长度渐变的S形微带线的端部的第一信号传输线、电连接于所述长度渐变的S形微带线的端部的第二信号传输线、电连接于所述长度渐变的S形微带线的端部的第三信号传输线、电连接于所述长度渐变的S形微带线的端部的第四信号传输线、设置于所述介质板的另一侧的金属底板、设置于所述介质板的远离所述长度渐变的S形微带线的一侧且嵌设于所述金属底板内的S形共面波导传输线和穿设于所述介质板内且一端和所述长度渐变的S形微带线电连接另一端和所述S形共面波导传输线电连接的导电过孔；所述长度渐变的S形微带线和所述S形共面波导传输线通过所述导电过孔首尾相连的构成去向电路和返向电路。

其中，所述金属底板为接地金属板。

其中，所述长度渐变的S形微带线沿着所述双层小型化低成本定向分支耦合器的由中心向边缘的方向长度逐渐增大，所述S形共面波导传输线沿着所述双层小型化低成本定向分支耦合器的由中心向边缘的方向长度逐渐增大；所述长度渐变的S形微带线和所述S形共面波导传输线构成渐变性S形微带—共面波导传输线组。

其中，在沿着垂直于所述介质板的端面的方向上所述长度渐变的S形微带线和所述S形共面波导传输线相互平行。

其中，纵向排列的所述长度渐变的S形微带线的宽度为k1，横向排列的所述长度渐变的S形微带线的宽度为k2；所述k1：k2为

其中，横向排列的所述S形共面波导传输线的线宽为w1，纵向排列的所述S形共面波导传输线的线宽为w2；横向排列的所述S形共面波导传输线与所述金属底板之间的缝隙为g1，纵向排列的所述S形共面波导传输线与所述金属底板之间的缝隙为g2；所述w1为2.4毫米，所述w2为2.3毫米，所述g1为0.1毫米，所述g2为0.15毫米。