[发明专利]一种宽带高平坦度微带耦合器设计方法

说明书

本发明公开了一种宽带高平坦度微带耦合器设计方法，包括以下步骤：S1、在低频段通过电阻耦合支节实现相对平坦的带宽耦合效果，通过设计电阻耦合支节的电阻值实现需要的耦合量；S2、在高频段通过电阻耦合与耦合线支节相结合，改善频率高端的耦合效果，使得高端耦合在宽的频带内实现高平坦耦合效果。本发明宽频带范围内的耦合平坦度达到非常优良的水平，在高达20倍以上的倍频带宽内的耦合平坦度可以达到1dB以内。本发明尺寸小，在各端口驻波性能良好，耦合平坦度优异的情况下，通过单阶耦合线+电阻耦合方式实现相应性能，尺寸相比多阶耦合线耦合器缩小3倍以上。

技术领域

本发明涉及射频电路技术领域，具体涉及一种宽带高平坦度微带耦合器设计方法。

背景技术

电子对抗和其它宽带微波通信领域，需要宽带的微波耦合器用于检测、校正等用途。微带线由于体积相对较小且便于与其它微波器件进行集成，因此应用的最为广泛，目前常见宽带微带耦合器主要有三种形式：(1)耦合线耦合器，如图1所示，即用相互靠近的两个无屏蔽传输线实现微波信号的耦合，可通过多阶实现宽带耦合，端口性能较好，能够实现3倍甚至更宽的工作带宽，但是宽带耦合的平坦度取决于阶数，但阶数越多，尺寸越大。(2)电阻耦合器，如图2所示，即用并联电阻实现微波信号的耦合，能够实现10倍甚至更宽的工作带宽，尺寸小，但是各端口驻波较差，耦合平坦度为负斜率，带宽越宽波动越大，需要额外的均衡电路进行补偿。

发明内容

针对现有技术中的上述不足，本发明提供的一种宽带高平坦度微带耦合器设计方法解决了常用的微带耦合器难以同时实现较宽的带宽和较高的耦合平坦度的问题。

为了达到上述发明目的，本发明采用的技术方案为：一种宽带高平坦度微带耦合器设计方法，包括以下步骤：

S1、在低频段通过电阻耦合支节实现相对平坦的带宽耦合效果，通过设计电阻耦合支节的电阻值实现需要的耦合量；

S2、在高频段通过电阻耦合与耦合线支节相结合，改善频率高端的耦合效果，使得高端耦合在宽的频带内实现高平坦耦合效果。

进一步地：所述电阻耦合支节和耦合线支节可进行小型化弯折，减小面积。

进一步地：所述电阻耦合支节可设置在耦合线支节前、耦合线支节后或多阶耦合线支节之间。

进一步地：所述耦合线支节和电阻耦合支节的数量可根据实际性能需要调整。

进一步地：所述耦合器加工工艺包括薄膜工艺、微波印制工艺和共烧陶瓷工艺。

进一步地：所述耦合线支节为一级或多级。

本发明的有益效果为：

1.本发明在宽频带范围内的耦合平坦度达到非常优良的水平，在高达20倍以上的倍频带宽内的耦合平坦度可以达到1dB以内。

2.本发明尺寸小，在各端口驻波性能良好，耦合平坦度优异的情况下，通过单阶耦合线+电阻耦合方式实现相应性能，尺寸相比多阶耦合线耦合器缩小3倍以上。

3.本发明该结构易于集成，对加工精度要求不高，可以适应各种加工工艺，可利用各种加工工艺单独设计成独立器件，也可集成于复杂产品表面或内埋在相应基板内部，实现高密度集成。

附图说明

图1为本发明背景技术中多阶耦合线耦合器的示例图；

图2为本发明背景技术中电阻耦合器的示例图；

图3为本发明中宽带高平坦度微带耦合器示例图；

图4为其他组合下宽带高平坦耦合器示例图；

图5为本发明中超宽带高平坦度微带耦合器示例图；

图6为本发明中超宽带高平坦度微带耦合器的插损及耦合仿真结果图；