[发明专利]微带-开路槽线耦合双频带90度定向耦合器

说明书

本发明公开微带‑开路槽线耦合双频带90度定向耦合器，为轴对称结构，其特征在于包括：第一微带‑开路槽线耦合线、第二微带‑开路槽线耦合线、第一端口、第二端口、第三端口、第四端口、50欧姆微带线、微带线开路枝节、金属地面和介质基板；第一微带线与第二微带线连接处设有与第二微带线垂直的两条微带线开路枝节；两条微带线开路枝节分别位于第二微带线的两侧。利用微带‑开路槽线耦合结构，提高了双频带定向耦合器的可实现耦合度，同时保持了带宽、隔离度、幅度和相位平衡度等性能。

技术领域

本发明属于微波技术领域，涉及一种3-dB双频带90度定向耦合器，尤其涉及一种微带-开路槽线耦合双频带90度定向耦合器。

背景技术

随着万物互联和智能化时代的到来，现代无线通信系统正朝着多功能和智能化等方向发展。例如，在无人机集群的智能化发展中，无人机的自动感知、定位、无线充电、与主控机之间的高速数据传输等多种功能将成为未来智能无人机系统的基本配置。然而，目前支持不同功能的无线设备大多工作在不同的频段，且每个频段都需要一套独立的硬件收发系统，导致系统效率低下。因此，设计和实现能够支持多个频段、集成多种功能的新型无线收发系统具有十分重要的意义。

作为无线通信系统中的重要部件，90度定向耦合器在天线馈电网络、平衡式功率放大器、正交混频器、本振倍频器和功率监测器等电路中具有广泛应用。传统的平面定向耦合器主要包括分支线耦合器和边缘耦合微带线两种，前者占用面积较大，而后者则难以实现较高的耦合度。随着无线通信及其他无线业务的发展，当前无线系统开始朝着双频带甚至多频带方向发展。

近年来，对双频带定向耦合器的研究工作迅速增多，其中双频带分支线耦合器存在电路尺寸较大的问题，为了使电路能够更加紧凑，提出了基于边缘耦合微带线的双频带耦合器。例如，使用三对四分之一波长边缘耦合微带线级联构成双频带耦合器；两对边缘耦合微带线级联处增加开路枝节实现双频工作。但是由于边缘耦合微带线之间缝隙宽度的限制，边缘耦合微带线仅适用于弱耦合。

为了克服现有技术的不足，提高耦合度，本发明利用微带-开路槽线耦合线的高耦合度特性，提出了一款3-dB双频带90度定向耦合器。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术的不足，提供了一种基于微带线和开路槽线耦合的双频带90度定向耦合器。

本发明采用如下技术方案：

一种微带-开路槽线耦合双频带90度定向耦合器，为轴对称结构，包括：第一微带-开路槽线耦合线、第二微带-开路槽线耦合线、第一端口、第二端口、第三端口、第四端口、50欧姆微带线、微带线开路枝节、金属地面和介质基板；

所述第一微带-开路槽线耦合线与第二微带-开路槽线耦合线完全相同；

所述第一微带-开路槽线耦合线包括位于介质基板顶层的第一微带线和位于介质基板底层的第一开路槽线；

所述第二微带-开路槽线耦合线包括位于介质基板顶层的第二微带线和位于介质基板底层的第二开路槽线；

所述介质基板的底层设有金属地面；第一开路槽线、第二开路槽线均是在金属地面上开槽；

所述第一、第二开路槽线的一个终端实现终端短路；另一个终端设有无金属化开口圆盘，实现终端开路；第一、第二开路槽线的短路终端连接。

第一微带线、第二微带线位于同一直线上，且第一微带线的一端与第二微带线的一端连接；第一微带线与第二微带线的另一端均设有50欧姆微带线；

第一微带线与第二微带线连接处设有与第二微带线垂直的两条微带线开路枝节；两条微带线开路枝节分别位于第二微带线的两侧，且关于第二微带线轴对称设置；所述微带线开路枝节与50欧姆微带线间留有空隙；

第一微带线、第二微带线所在直线与第一开路槽线、第二开路槽线所在直线重合；