[发明专利]基于LTCC的缺陷地结构的3dB超宽带90°定向耦合器

说明书

本发明公开了一种基于LTCC的缺陷地结构的3dB超宽带90°定向耦合器，包括一个由超宽带巴伦和一个改进型谢夫曼宽带90°移相器，超宽带巴伦部分为带状线‑缺陷地结构三端口，移相器部分为折叠的传输线与参考直导线，通过将超宽带巴伦的一不平衡输出端口连接宽带90°移相器折叠传输线的输入端，巴伦另一不平衡输出端口连接移相器的参考直线的输入端，由此折叠传输线输出端口与参考直线的输出端口输出相位相差90°，幅度近似相同，具有超宽带性能的3dB超宽带90°定向耦合器。本发明具有通带内较为平坦、带宽较宽、回波损耗小、输出端口的输出信号功率一致、结构紧凑、稳定性高，生产成本低、易于加工的等优势。

技术领域

本发明属于微波技术领域，具体属于一种基于LTCC的缺陷地结构的3dB超宽带90°定向耦合器。

背景技术

近年来，随着无线通讯技术的迅速发展，渗透在生活，军用等各个领域中，因此射频系统也朝着结构紧凑，小型化，覆盖宽带宽的特点发展，于是这对于射频通信系统中的器件有了较高的要求，宽宽带小型化逐渐成为了电子元件的设计趋势。

传统阶梯式定向耦合器利用增加耦合器的枝节来满足频带性能，但是会导致元件设计的复杂性和不易加工性，且在高频波段不易控制。1959年切比雪夫引入了切比雪夫耦合器来解决阶梯段连接不连续的问题，包括耦合渐变线和指数渐变线，切比雪夫型耦合器可以基于多项式推导出耦合系数，但是存在多项式较为复杂，只适用于级数较低的耦合器。到了20世纪60年代后期，定向耦合器的结构开始有了改变，主要有微带线和带状线两种结构，更适用于现代移动通信的发展需要，微带线与带状线节后的定向耦合器的结构较为简单，特别是带状线型具有小型化的优势，但是均存在带宽不够宽的缺点。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于LTCC的缺陷地结构的3dB超宽带90°定向耦合器。

实现本发明目的的技术方案是：一种基于LTCC的缺陷地结构的3dB超宽带90°定向耦合器，包括设置在接地层上的超宽带巴伦和90度宽带移相器，所述超宽带巴伦为带状线-缺陷地结构三端口，90度宽带移相器为折叠的传输线与参考直导线，通过将超宽带巴伦的一不平衡输出端口连接宽带90°移相器折叠传输线的输入端，超宽带巴伦另一不平衡输出端口连接移相器的参考直线的输入端。

优选地，所述超宽带巴伦包括第一输入端口、巴伦输入端口连接板、巴伦第一输出传输线、巴伦第二输出传输线、巴伦缺陷地结构、第一接线柱、第二接线柱、第四接线柱；所述巴伦第一输出传输线与巴伦第二输出传输线结构相同，巴伦输入端口连接板、巴伦第一输出传输线、巴伦第二输出传输线以及巴伦缺陷地结构均位于接地层的上方；第一输入端口与巴伦输入端口连接板一端连接，巴伦输入端口连接板的另一端口连接第四接线柱的上端，第四接线柱的下端连接接地层，巴伦第一输出传输线的一端连接第一接线柱的上端，另一端口开路，巴伦第二输出传输线一端连接第二接线柱的上端，另一端开路。

优选地，所述90度宽带移相器包括移相器参考传输线、移相器第一输入传输线、移相器第二输出传输线、移相器第一耦合传输线移相器第二耦合传输线、移相器短路传输线、移相器接地传输线、第三接线柱、第一输出端口、第二输出端口；

移相器第一耦合传输线与移相器第二耦合传输线结构相同，移相器参考传输线、移相器第一输入传输线、移相器第二输出传输线、移相器第一耦合传输线移相器第二耦合传输线、移相器短路传输线、移相器接地传输线均位于接地层的下方，移相器第一输入传输线的一端与第一接线柱的下端连接，移相器第一输入传输线的另一端连接移相器第一耦合传输线的一端，移相器短路传输线的一端连接移相器第一耦合传输线的另一端和移相器第二耦合传输线的一端，移相器第二耦合传输线的另一端连接移相器第二输出传输线的一端，移相器第二输出传输线另一端连接第一输出端口，移相器短路传输线的另一端连接移相器接地传输线，移相器接地传输线的另一端连接第三接线柱的下端，第三接线柱的上端连接接地层，移相器参考传输线的一端与第二接线柱的下端连接，移相器参考传输线的另一端连接第二输出端口。