[发明专利]一种低频横跨和高频反向多功能复用的双频定向耦合器

说明书

本发明实施例提供了一种低频横跨和高频反向多功能复用的双频定向耦合器，该双频定向耦合器包括多个耦合线组、多个电容器及四个端口；各耦合线组包括两条耦合线，多个耦合线组两两之间首尾串联，且位于两端的两个耦合线组中的耦合线分别连接至各端口；各电容器包括两个接头；相连的两个耦合线组之间设置一个电容器，且该电容器的两个接头分别连接至连接处的两个耦合线；两端的耦合线组和端口之间设置一个电容器，且该电容器的两个接头分别连接至一端耦合线组中的两条耦合线。本发明实施例提供的双频定向耦合器可以实现电路结构复用，在低频时为横跨定向耦合器，在高频时为反向定向耦合器，由此可以实现耦合器端口功能的扩展。

技术领域

本发明涉及通信技术领域，特别是涉及一种低频横跨和高频反向多功能复用的双频定向耦合器。

背景技术

微波器件是一种工作在微波波段的器件。随着移动通信技术的飞速发展，对微波器件的需求由单一向多样化转变，比如为了满足5G通信高速率、大容量的需求，需要具有多个端口的微波器件能够同时支持多个频段的使用或者使用时覆盖尽可能宽的频带范围。定向耦合器是一种应用广泛的具有方向性的四端口功率分配微波器件，具有分配和组合输入信号的作用，并可以对输入信号的相位进行转换。当一个通信系统需要利用定向耦合器实现对多个频段、多种标准的兼容时，传统的单频段定向耦合器已经不能满足需求，因而目前研究集中于双频或者多频段的定向耦合器。

其中，双频定向耦合器可以利用同一耦合器结构在两个不同频率点下使用，这两个频率点分别属于不同的频段。目前主要通过级联多节耦合线的方式实现耦合器的双频性能，但是可实现的双频定向耦合器均为反向耦合器，反向耦合器的直通端口和耦合端口不在同一条线上。如何扩展双频定向耦合器的功能，满足通信系统对多功能器件的要求，是需要解决的问题。

发明内容

本发明提供一种低频横跨和高频反向多功能复用的双频定向耦合器，以实现耦合器的功能扩展。具体技术方案如下：

一种低频横跨和高频反向多功能复用的双频定向耦合器，所述双频定向耦合器包括多个耦合线组、多个并联的电容器及四个端口；

各耦合线组包括两条耦合线，所述多个耦合线组两两之间首尾串联，且位于两端的两个耦合线组中的四条耦合线分别连接至各端口；

各电容器包括两个接头；相连的两个耦合线组之间设置一个电容器，且该电容器的两个接头分别连接至连接处的两个耦合线；两端的耦合线组和端口之间设置一个电容器，且该电容器的两个接头分别连接至一端耦合线组中的两条耦合线。

特别的，所述各电容器的容值相等。

特别的，所述各电容器均为贴片电容器。

特别的，所述耦合线组为三个，所述电容器为四个。

特别的，两端的耦合线组具有相同的物理属性，且中间的耦合线组与所述两端的耦合线组具有不同的物理属性。

特别的，所述物理属性包括：耦合线组中耦合线的线宽、耦合线组中两条耦合线之间的距离以及耦合线组中耦合线的线长。

特别的，所述四个端口均为微波高频连接端口。

特别的，所述双频定向耦合器构建在单层电路板上，所述单层电路板的上表面为由所述多个电容器、所述多个耦合线组及所述四个端口组成的耦合器电路，所述单层电路板的下表面为金属面。

特别的，所述双频定向耦合器的电路参数为：根据端口约束条件、两个特定频率，基于双频定向耦合器设计原理计算得到的，所述两个特定频率的比值满足预设范围，所述电路参数包括所述耦合线的参数和所述电容器的参数。

特别的，当所述双频定向耦合器的工作频率为所述两个特定频率中的最小值时，所述双频定向耦合器为横跨耦合器；

当所述双频定向耦合器的工作频率为所述两个特定频率中的最大值时，所述双频定向耦合器为反向耦合器。