[实用新型]一种不等分功率的定向耦合器

说明书

技术领域

本实用新型涉及移动通信技术领域，尤其涉及一种不等分功率的定向耦合器。

背景技术

定向耦合器在微波技术中有着广泛的应用，如用来检测功率、频率和频谱；进行功率分配和合成。在迅速发展的微波集成电路和单片微波集成电路中，定向耦合器作为微波系统中的核心器件，在微波通信中扮演着不可或缺的角色，因此定向耦合器的性能成为制约系统性能和技术水平的关键。

常见的耦合器为三分支定向耦合器，其结构为左右对称结构，参见附图1，是三分支定向耦合器电路原理图，图中1、H、G分别为每段线的归一化特性导纳，当耦合器满足理想方向性和无反射时，各臂特性导纳之间关系如下：

该方程中，有两组解，但是G2和H得不到唯一解，该方程具有无穷多个解，即意味着G2和H可灵活选取设计，一方面需要考虑设计器件的工作频带，另一方面要考虑可加工性，选取的导纳合理。在一般设计中，为了增加工作带宽，或者为了提高定向耦合器的方向性以及驻波，使用多级分支线结构，但是这种设计方法会导致电桥面积增大，并且定向耦合器的最外端的分支线导纳越小，线宽也就越窄，导致加工困难，因此限制了频带的进一步展宽。

此外，上述三分支定向耦合器的两个输出端输出功率相等，但是在实际使用中为了实现对端口的能量分配，会需要一些不等分功率结构的耦合器，两个输出端输出不等分功率的信号。

实用新型内容

本实用新型一个实施例提供一种不等分功率的定向耦合器，目的旨在解决定向耦合器在不使用更多级分支线结构、不增大电桥尺寸的情况下，提高阻抗匹配带宽，输出功率不等分,以满足不同的射频信号分配、隔离和混合要求,并且便于加工的技术问题。

为了实现上述目的，本实用新型的一个实施例提供以下技术方案：

一种不等分功率的定向耦合器，所述定向耦合器包括有介质基板和设置在所述介质基板的其中一表面的电桥；其中，所述电桥包括有主线、副线、第一分支线、第二分支线和第三分支线；所述第一分支线电连接所述主线与副线的第一端部；所述第二分支线电连接所述主线与副线的第二端部；所述第三分支线的两端与所述主线与副线的中部位置电连接，通过调节该第三分支线的导纳，以调整定向耦合器的输出功率比。

进一步地，所述第三分支线上设有L型分支线，构成所述L型分支线的两臂分设于第三分支线的两侧，并且两者之间的夹角可调。

进一步地，所述L型分支线的两臂为开路线或短路线。

进一步地，所述L型分支线的两臂的长度相等或不等。

进一步地，所述电桥还包括两个输入端和两个输出端，所述两个输入端，分别电连接所述第一端部；所述两个输出端，分别电连接所述第二端部。

进一步地，所述电桥为微带线、带状线或波导结构。

进一步地，所述电桥还包括有阻抗匹配分支线，所述阻抗匹配分支线分别对称设置在所述第一端部，用于调节所述第一端部的阻抗匹配。

进一步地，所述电桥还包括有相位调节分支线，所述相位调节分支线分别对称设置在所述第一分支线与第三分支线之间的主线和副线上。

进一步地，所述电桥还包括有电抗补偿分支线，所述电抗补偿分支线分别对称设置在所述主线和副线的长度的1/2处。

进一步地，所述主线和所述副线为相互平行的直线结构，该定向耦合器整体以第三分支线为中心轴的左右非对称结构。

进一步地，所述主线和所述副线为曲折形状或相互平行的直线结构，定向耦合器整体以第三分支线为中心轴的左右非对称结构。

相比现有技术，本实用新型的方案具有以下优点：

1.本方案基于常规的三支线定向耦合器改进，通过调节该第三分支线的导纳，以调整定向耦合器的输出功率比，实现了在不使用更多级分支线、不增大电桥尺寸的情况下，提高阻抗匹配带宽，两个输出端输出功率不等分,以满足不同的射频信号分配、隔离和混合要求，并且便于加工。

2.L型分支线可设计为开路线或者短路线，其长度可相等或者不等，以便于根据设计需要灵活调整；另外，电桥可为微带线、带状线或波导结构，方便根据实际需要灵活选择。

3.在第一分支线与第三分支线之间的主线和副线上设置相位调节分支线，通过调整第三分支线和相位调节分支线，一方面用于满足宽频带阻抗匹配，另一方面可使整个工作频带相位平衡在四分之一波长，也即90°左右。

4.因为在电桥的第三分支线和主线连接的T接头处具有“结电抗”效应，造成频率的偏移，所以在所述主线和副线的长度的1/2处设置电抗补偿分支线，可补偿该“结电抗”效应。