[发明专利]基于集成基片间隙波导的缝隙耦合定向耦合器

权利要求书

1.基于集成基片间隙波导的缝隙耦合定向耦合器，其特征在于，包括两个结构相同的集成基片间隙波导ISGW耦合波导，所述ISGW耦合波导包括过孔层介质板(1)和间隙层介质板(2)；

所述过孔层介质板(1)的上表面印刷有第一金属地层(11)，下表面印刷有第一耦合微带线(12)以及周期性排列的第一圆形金属贴片(13)、第二圆形金属贴片(14)和第三圆形金属贴片(15)，所述第一耦合微带线(12)包括第一类六边形过渡段(121)以及连接在所述第一类六边形过渡段(121)两侧的直线段(122)，所述第二圆形金属贴片(14)排列在所述直线段(122)的两侧，所述第三圆形金属贴片(15)排列在第一类六边形过渡段(121)的两侧，所述第一圆形金属贴片(13)排列在第二圆形金属贴片(14)和第三圆形金属贴片(15)的周围，所述第一圆形金属贴片(13)上设有第一金属过孔(131)，所述第二圆形金属贴片(14)上设有第二金属过孔(141)，所述第三圆形金属贴片(15)上设有第三金属过孔(151)，所述第一金属过孔(131)、第二金属过孔(141)和第三金属过孔(151)均贯穿过孔层介质板(1)；

所述间隙层介质板(2)的上表面印刷有第二耦合微带线(21)，下表面印刷有第二金属地层(22)，所述第二金属地层(22)具有类六边形耦合缝隙(221)，所述第二耦合微带线(21)包括第二类六边形过渡段(211)以及连接在所述第二类六边形过渡段(211)两侧的弧线段(212)，所述类六边形耦合缝隙(221)位于第二类六边形过渡段(211)的正下方；

其中，所述过孔层介质板(1)的下表面与间隙层介质板(2)的上表面紧密贴合，且所述第一类六边形过渡段(121)与第二类六边形过渡段(211)形状相同且对齐重合，所述直线段(122)与弧线段(212)至少部分对齐，两个所述ISGW耦合波导旋转180度后相对设置，且两个所述ISGW耦合波导的第二金属地层(22)互相紧密贴合、类六边形耦合缝隙(221)对齐重合。

2.根据权利要求1所述的缝隙耦合定向耦合器，其特征在于，所述第一耦合微带线(12)上设有周期性排列的第四金属过孔(123)，第四金属过孔(123)贯穿过孔层介质板(1)。

3.根据权利要求2所述的缝隙耦合定向耦合器，其特征在于，所述弧线段(212)的宽度至少在一处位置形成阶梯过渡。

4.根据权利要求3所述的缝隙耦合定向耦合器，其特征在于，所述第一类六边形过渡段(121)与直线段(122)相连的四条边为弧线边，其余边为直线边。

5.根据权利要求4所述的缝隙耦合定向耦合器，其特征在于，所述第一圆形金属贴片(13)、第二圆形金属贴片(14)和第三圆形金属贴片(15)的尺寸相同，所述第一金属过孔(131)、第二金属过孔(141)、第三金属过孔(151)和第四金属过孔(123)的尺寸相同。

6.根据权利要求1所述的缝隙耦合定向耦合器，其特征在于，所述过孔层介质板(1)采用介电常数为3.48、损耗角正切为0.004的介质材料，所述间隙层介质板(2)采用介电常数为2.2、损耗角正切为0.0009的介质材料。

7.根据权利要求1所述的缝隙耦合定向耦合器，其特征在于，所述第二圆形金属贴片(14)相对于第一圆形金属贴片(13)在排列周期上沿直线段(122)的长度方向偏移第一距离。

8.根据权利要求7所述的缝隙耦合定向耦合器，其特征在于，所述第三圆形金属贴片(15)相对于第一圆形金属贴片(13)在排列周期上沿直线段(122)的宽度方向偏移第二距离。

9.根据权利要求1所述的缝隙耦合定向耦合器，其特征在于，调整第二圆形金属贴片(14)相对于第一圆形金属贴片(13)偏移的第一距离，以调整回波损耗和隔离度；调整第三圆形金属贴片(15)相对于第一圆形金属贴片(13)偏移的第二距离，以调整回波损耗和隔离度。

10.根据权利要求1所述的缝隙耦合定向耦合器，其特征在于，调整第一类六边形过渡段(121)、第二类六边形过渡段(211)以及类六边形耦合缝隙(221)的宽度，以得到不同耦合值。