[发明专利]定向耦合器和网络分析仪

说明书

一种定向耦合器和网络分析仪，所述定向耦合器包括两个功分器，一个功分器的第二端口与另一功分器的第一端口耦合连接，功分器用于将从其第一端口输入的一路信号能量分为两路信号能量，两路信号能量分别流向第二端口和第三端口，两路信号能量中流向第二端口的一路信号能量大于流向第三端口的另一路信号能量；功分器还用于将从第二端口输入的一路信号能量全部流向第一端口，并通过第一端口输出该路信号能量，利用功分器的第二端口和第三端口之间的隔离度实现了定向耦合器的方向性，以及通过两个功分器的连接在实现双定向功能的同时，实现了超高频率带宽。

技术领域

本发明涉及定向耦合器技术领域，具体涉及一种定向耦合器和网络分析仪。

背景技术

网络分析仪在完成测量驻波或者S参数时会同时采集自身端口发射的信号和被测器件反射信号，并对这两个信号做算术处理就能得到对被测器件的输入驻波及端口阻抗等参数，而完成自身发射信号与反射信号的提取需要通过网络分析仪前端的定向耦合器实现。定向耦合器主要完成信号的分离，它使其中一条耦合通路只完成对发射信号的采集，而不会采集到发射信号通过被测件反射回来的反射信号，另一条耦合通路只完成对反射信号的采集，而不会采集到发射信号。

网络分析仪的频段覆盖范围一般从几KHz到几GHz或者几十GHz，更高端的甚至高达上百GHz，其设计难点之一就是要设计出覆盖从低频到高频的超高频率带宽的定向耦合器。

网络分析仪中定向耦合器的实现主要有以下两种方式：一是利用平衡电桥原理，利用同轴线与阻容器件的组合来模拟巴伦实现，但是设计的电路必须达到非常好的平衡特性才能实现定向耦合器的方向性，电路设计及调试无疑是非常困难的；二是使用电阻构成的耦合衰减网络，并结合相关软件算法来实现定向耦合器的方向性，但是由算法实现的方向性并不能减小信号的泄漏，两个耦合通路都会接收到发射信号和反射信号，当发射信号和反射信号同相位进入耦合通道时，信号幅度叠加，功率增大6dB，导致耦合通道的接收机底噪恶化6dB，从而导致网络分析仪的动态范围恶化6dB，而在某些测试场合，例如测试一个滤波器阻带的抑制要求网络分析仪的动态范围高达130dB或者更高，这6dB的动态范围显得尤为重要。

发明内容

本发明主要解决的技术问题是提供一种功定向耦合器和网络分析仪，其能够实现定向耦合器的方向性以及超高频率带宽。

根据第一方面，一种实施例中提供一种定向耦合器，包括：

两个功分器，每个所述功分器包括第一端口、第二端口和第三端口，其中，一个功分器的第二端口与另一个功分器的第二端口耦合连接；

所述功分器用于将从其第一端口输入的一路信号能量分为两路信号能量，所述两路信号能量分别流向第二端口和第三端口，所述两路信号能量中流向所述第二端口的一路信号能量大于流向第三端口的另一路信号能量；

所述功分器还用于将从第二端口输入的一路信号能量全部流向第一端口，并通过第一端口输出该路信号能量。

在一实施例中，所述功分器还包括：

连接于第一端口和第二端口、第三端口之间的微带线功分结构；

微带线功分结构包括两组对称的微带线，两组微带线之间设有隔离电阻，两组微带线通过隔离电阻相连。

在一实施例中，所述微带线功分结构包括：

连接于第一端口且沿第一方向设置的第一微带线，所述第一方向为第一端口输入或输出的信号能量的方向；

连接于第二端口且沿第二方向设置的第二微带线，所述第二方向为第二端口输入或输出的信号能量的方向；

连接于第三端口且沿第三方向设置的第三微带线，所述第三方向为第三端口输入或输出的信号能量的方向；