专利名称：毫米波定向耦合器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种应用于微波毫米波电路的基片集成波导耦合器，尤其涉及一种毫米波定向耦合器。
背景技术：
在微波系统中定向耦合器是一种用途较广的微波器件，它可用于调制解调器、功率放大器、平衡混频器、系统功率检测等各种用途。描述定向耦合器的基本指标有耦合度、隔离度、工作带宽等。作为一种比较经典的形式，矩形波导耦合器在雷达系统中得到了大量地应用。波导定向耦合器的结构形式有很多种，就其耦合机构的形式而论，有孔、槽、缝隙之别。波导分支定向耦合器的主要优点是功率容量大，适合于在高功率发射机中使用，它的主要缺点是体积庞大。自从微带线和带状线问世以来，人们提出了这类传输线组成的分支定向耦合器。体积小、重量轻的优点使得它们在低功率系统中获得了广泛的应用。但是众所周知，在高频率工作时，由于微带线的不连续性所引起的辐射将大大影响微带形式耦合器的性能，同时，微带器件的抗干扰性也较差，因此有必要寻找一种具有强抗干扰性、低损耗、体积小、重量轻的微波毫米波定向耦合器形式。
发明内容
本实用新型提供一种低成本、小型化且能获得弱耦合的毫米波定向耦合器。本实用新型还具有易于加工、频率选择性高、体积小、重量轻、Q值高、低损耗、低成本、易于集成的优点。
本实用新型采用如下技术方案一种应用于微波毫米波电路的毫米波定向耦合器，包括双面设有金属贴片的介质基片，在介质基片上设有2个集成波导，该2个集成波导由至少3行金属通孔构成，在介质基片的一个表面上设有输入端和直通端及隔离端和耦合端，输入端和直通端分别与一个集成波导的两端连接，隔离端和耦合端分别与另一个集成波导的两端连接，在两个集成波导之间的公共侧壁上设有耦合窗，在耦合窗内设有控制耦合的金属通孔。
与现有技术相比，本实用新型具有如下优点本实用新型是利用基片集成波导技术，在介质基片上实现了定向耦合器。整个耦合器利用传统的PCB或LTCC工艺实现，从而有利于这种耦合器在微波毫米波电路设计中的集成。该耦合器结构形式简单，易于设计。具体具有如下优点1)整个耦合器主要由金属通孔、金属贴片、基片集成波导耦合窗和控制耦合的金属通孔所构成，整个结构可以利用传统的PCB或LTCC工艺可以实现。
2)该耦合器没有寄生辐射，具有较宽的工作带宽，较小的插入损耗。
3)该耦合器设计成本低廉，加工完成以后不需额外调试。
4)该耦合器可以工作于高频(大于10GHz)微波电路中，同时耦合器的尺寸小、重量轻、结构简单。由于在毫米波频段，器件的体积很小，介质基片很薄，如果利用复杂的电路结构，很难实现电路的加工制作，同时也容易破坏介质基片，本实用新型的定向耦合器结构简单，非常适合毫米波定向耦合器的设计。
5)本实用新型可以获得弱耦合，其原因在于首先利用构成耦合窗和耦合器中基片集成波导的公共侧壁的金属通孔直径来调节耦合强弱，同时还可以利用耦合窗之中的金属通孔来改善调节输入反射系数和耦合强弱，控制耦合。当构成基片集成波导的公共侧壁的金属通孔直径增加时，耦合器的耦合量减小，它是控制本定向耦合器大小的主要途径，当金属通孔的直径增加时，耦合量减小，它是控制耦合量大小的辅助途径，同时也是改善输入反射系数的主要途径。
图1是本实用新型结构主视图。
图2是本实用新型结构后视图。
图3是本实用新型结构A-A剖视图的局部放大图。
图4是对本实用新型的测试结果图。
图5是采用本实用新型所形成的多级宽带定向耦合器的结构示意图。
具体实施方式
一种应用于微波毫米波电路的毫米波定向耦合器，包括双面设有金属贴片52、51的介质基片5，在介质基片5上设有2个集成波导，该2个集成波导由至少3行金属通孔1构成，在介质基片5的一个表面上设有输入端2和直通端3及隔离端6和耦合端4，输入端2和直通端3分别与一个集成波导的两端连接，隔离端6和耦合端4分别与另一个集成波导的两端连接，在两个集成波导之间的公共侧壁上设有耦合窗7，在耦合窗7内设有控制耦合的金属通孔8。上述由至少3行金属通孔1构成2个集成波导时，可以是用1行、2行或4行乃至于更多行金属通孔来形成集成波导的侧壁。可以形成多级宽带定向耦合器，例如图5所示的多级定向耦合器。对本实用新型的测试表明该定向耦合器具有较宽的工作带宽，较小的插入损耗以及较小的体积。测试对象是利用PCB技术实现了的有10dB毫米波基片集成波导定向耦合器。
权利要求1.一种毫米波定向耦合器，包括双面设有金属贴片(52、51)的介质基片(5)，在介质基片(5)上设有2个集成波导，该2个集成波导由至少3行金属通孔(1)构成，在介质基片(5)的一个表面上设有输入端(2)和直通端(3)及隔离端(6)和耦合端(4)，输入端(2)和直通端(3)分别与一个集成波导的两端连接，隔离端(6)和耦合端(4)分别与另一个集成波导的两端连接，其特征在于在两个集成波导之间的公共侧壁上设有耦合窗(7)，在耦合窗(7)内设有控制耦合的金属通孔(8)。
专利摘要本实用新型公开了一种应用于微波毫米波电路的毫米波定向耦合器，它包括双面设有金属贴片的介质基片，在介质基片上设有2个集成波导，该2个集成波导由至少3行金属通孔构成，在介质基片的一个表面上设有输入端和直通端及隔离端和耦合端，输入端和直通端分别与一个集成波导的两端连接，隔离端和耦合端分别与另一个集成波导的两端连接，在两个集成波导之间的公共侧壁上设有耦合窗，在耦合窗内设有控制耦合的金属通孔。本实用新型结构形式简单，易于设计且成本低廉，没有寄生辐射，具有较宽的工作带宽，较小的插入损耗，同时可以获得弱耦合。
文档编号H01P5/18GK2886828SQ20062006892
公开日2007年4月4日 申请日期2006年1月26日 优先权日2006年1月26日
发明者洪伟, 郝张成, 陈继新 申请人:东南大学