[发明专利]一种超宽带3dB正交定向耦合器电路

说明书

本发明公开了一种超宽带3dB正交定向耦合器电路，由n+1个耦合线耦合器构成，其中的n为奇数，结构对称；左侧耦合器由(n‑1)/2个耦合线耦合器级联；右侧耦合器由(n‑1)/2个耦合线耦合器级联；中间节耦合器由两级相同的耦合线耦合器交叉级联。该发明的技术效果为采用多节耦合线耦合器结构拓展带宽，通过交叉级联两级中间节耦合线减弱每一级耦合线耦合强度，从而解决传统多节耦合线耦合器中间节耦合线过紧耦合的问题。该超宽带3dB正交定向耦合器由n+1个耦合线耦合器构成，其中的n为奇数，中间节为两级耦合线耦合器级联，结构对称，输入端口和隔离端口位于同一侧，直通端口和耦合端口位于另一侧，适合于其它电路级联。

技术领域

本发明涉及微波无源器件技术领域，特别涉及一种超宽带3dB正交定向耦合器电路。

背景技术

超宽带3dB正交定向耦合器是一种重要的微波无源电路，可以构成功率合成器、功率分配器、移相器、衰减器和矢量调制器等，被广泛应用于在宽带通信、电子对抗系统、微波无线电通信、雷达以及空间通信等电子设备中，其性能对射频微波系统有着巨大影响，因此研究能够用集成电路工艺制造的超宽带3dB正交定向耦合器电路具有重大的应用价值和现实意义。

在传统的定向耦合器结构中，存在以下问题：Lange耦合器由于其结构简单、耦合度强等优点而得到广泛应用，但是由于λ/4长度，其带宽受限。双层耦合线耦合器通过宽边耦合获得强耦合度，但是其四个端口不在一个平面上，不利于与其它电路级联，而且带宽由于λ/4长度也受限。多节耦合线耦合器可以极大地拓展带宽，但是如果期望得到强耦合度，则需要更大的中间节耦合线耦合强度，这有时甚至用集成电路工艺都难以实现。

因此，研究超宽带3dB正交耦合器电路成为急需解决的技术难题，具有重大的应用价值和现实意义。

发明内容

本发明提供一种超宽带3dB正交定向耦合器电路，可以解决上述背景技术中提出的问题。

本发明提供了一种超宽带3dB正交定向耦合器电路，由n+1个耦合线耦合器构成，其中的n为奇数，结构对称；

左侧耦合器由(n-1)/2个耦合线耦合器级联；

右侧耦合器由(n-1)/2个耦合线耦合器级联；

中间节耦合器由两级相同耦合线耦合器交叉级联。

较佳地，左侧的耦合线耦合器级联方式为前一级耦合线耦合器直通端与后一级耦合线耦合器输入端连接，其耦合器耦合系数依次为k¹、k²、、、k^(n-1)/2。

较佳地，右侧的耦合线耦合器级联方式为前一级耦合线耦合器隔离端与后一级耦合线耦合器耦合端连接，其耦合器耦合系数依次为k^(n-1)/2、k^(n-3)/2、、、k¹。

较佳地，中间节的每一个耦合线耦合器的两条耦合线在中间位置交叉连接，交叉级联方式为前一级耦合线耦合器耦合端和后一级耦合线耦合器输入端连接，前一级耦合线耦合器直通端和后一级耦合线耦合器隔离端连接，每一个耦合器耦合系数为K’。

较佳地，所述超宽带3dB正交定向耦合器电路关于平面AA’对称。

较佳地，所述超宽带3dB正交定向耦合器电路的每一级耦合器电长度均为θ，θ＝π/2。

本发明的有益效果为：

1、该超宽带3dB正交定向耦合器电路，采用多节耦合线耦合器结构拓展带宽，通过交叉级联两级中间节耦合线减弱每一级耦合线耦合强度，从而解决传统多节耦合线耦合器中间节耦合线过紧耦合的问题。