带短路支节的高隔离度微带分支线定向耦合器的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明属于微波技术领域，涉及定向耦合器，应用于各种射频识别系统和无线通信系统，为一种带短路支节的高隔离度微带分支线定向耦合器。
【背景技术】
[0002]定向耦合器是一种在微波与射频电路中广泛使用的无源器件，其指标的好坏直接影响整个系统的性能。定向耦合器的技术指标主要有耦合度、隔离度、幅度平衡度、相位平衡度以及工作带宽等，其中微带分支线结构的定向耦合器的两隔离端口之间的隔离度一般在20-25dB，如需要在大于I %带宽的频带范围内把隔离度提高到30dB以上则需要采取特殊的技术措施。
【发明内容】
[0003]本发明的目的在于针对如何提高定向耦合器隔离度的问题，提出一种带短路分支线的微带分支线定向耦合器，
[0004]本发明的技术方案为:带短路支节的高隔离度微带分支线定向耦合器，在微带二分支线定向耦合器的耦合端口设置一条短路微带线，短路微带线设置在距离耦合端口 1/8波长处，长度为1/4波长，所述波长指定向耦合器中心频率点处的波长，短路微带线一端连接耦合端口的微带线，另一端短路。
[0005]作为优选方式，短路微带线的短路结构为:在定向耦合器电路板的边缘处采用金属线直接连接短路微带线与金属底板。
[0006]作为另一种优选方式，短路微带线的短路结构为:采用过孔结构连接短路微带线与定向耦合器电路板的金属底板。
[0007]短路微带线特性阻抗为75 Ω?100 Ω。
[0008]本发明基于标准微带二分支线定向親合器，通过在親合端口增加一条短路分支线，即短路微带线，利用短路微带线反射回隔离端口的功率，使之与入射端口泄漏过来的功率形成抵消，从而提高定向耦合器的隔离度。
[0009]本发明提出了一种针对微带分支线结构定向耦合器的设计方案，设置的短路微带线不影响耦合端口和直通端口的输出，而且同时能有效地将输入端口和隔离端口之间的隔离度在带宽大于I %的频带范围内提高到30dB以上。该设计方案具有结构简单、加工方便，并且基本不增加成本的优点。
【附图说明】
[0010]图1是本发明的结构示意图
[0011]图2是本发明电路的平面图。
[0012]图3是测量获得的中心频率为915MHz时，定向耦合器的反射系数与隔离度的频率特性，也即使用矢量网络分析仪测量获得的S参数中的回波损耗sn、隔离度s41。
【具体实施方式】
[0013]本发明设计了一种带短路支节的高隔离度微带分支线定向耦合器，采用标准微带分支线定向耦合器结构，在定向耦合器的耦合端口添加一条终端短路的微带线，位置在距端口 1/8波长处，该短路线的长度为四分之一波长，以定向耦合器中心频率点处的波长为计算依据，如图1中所示，短路方式有两种，在电路板的边缘处可采用金属线直接连接微带线与金属底板，如不在电路板的边缘处则可采用过孔结构连接微带线与金属底板，两种连接方式不会给定向耦合器的性能带来影响。图1给出的是由短路支节和标准微带分支线定向耦合器构成的高隔离度定向耦合器。
[0014]图1是本发明的结构示意图，图2为对应图1的电路平面图，显示了定向耦合器输入端口微带线1，隔离端口输出微带线4，直通端口输出微带线2，耦合端口输出微带线3 ;四段1/4波长微带线5、6、7、8构成标准的两分支3dB定向耦合器；耦合端口添加的短路微带线9 ;标号10表示短路微带线与耦合端输出端口之间的距离段，金属线11连接上层的微带线和底层的金属底面，用于实现短路；标号12表示介质基板，13是金属底板，附图中未显不O
[0015]本发明的优点:结构简单、易于制作、性能优越。下面通过实施例来说明本发明的实施。
[0016]实施例:介质基板12选择相对介电常数为2.2、厚度为1.0毫米，短路微带线9取长度为62.0毫米，宽度为0.8毫米，特征阻抗为75 Ω?100 Ω，金属线11长度为I毫米，宽度为0.8毫米，输入输出微带线1、2、3、4的特性阻抗均为50 Ω，1/4波长微带线段5、6、7、8按标准二分支3dB定向親合器设计。
[0017]对照图3，它给出了实施例的定向耦合器的参数曲线。由图可见该定向耦合器在中心频率有着良好的隔离度，由于采用了短路微带线，隔离度S41在10.4MHz的带宽范围内能够保持-40dB以上的隔离，并且输入端口的反射系数保持在_35dB以上。结果表明，本发明的定向耦合器性能优良，并且结构简单便于加工，具有广泛的应用前景。
【主权项】
1.带短路支节的高隔离度微带分支线定向耦合器，其特征是在微带二分支定向耦合器的耦合端口设置一条短路微带线，短路微带线设置在距离耦合端口 1/8波长处，长度为1/4波长，所述波长指定向耦合器中心频率点处的波长，短路微带线一端连接耦合端口的微带线，另一端短路。
2.根据权利要求1所述的微带分支线定向耦合器，其特征是短路微带线的短路结构为:在定向耦合器电路板的边缘处采用金属线直接连接微带线与金属底板实现短路，如不在边缘处则采用金属过孔结构连接微带线与定向耦合器电路板的金属底板实现短路。
3.根据权利要求1或2所述的微带分支线定向耦合器，其特征是短路微带线特性阻抗为 75Ω ?100Ω。
【专利摘要】带短路支节的高隔离度微带分支线定向耦合器，基于标准微带分支线定向耦合器结构，在定向耦合器的耦合端口添加一条终端短路的微带线，短路微带线一端连接耦合端口的微带线，另一端短路。本发明利用短路微带线反射回隔离端口的功率，使之与入射端口泄漏过来的功率形成抵消，从而提高定向耦合器的隔离度，短路微带线不影响耦合端口和直通端口的输出，但是能有效提高输入端口和隔离端口之间在一定带宽范围内的隔离度。本发明具有结构简单、加工方便，并且基本不增加成本的优点。
【IPC分类】H01P5-18
【公开号】CN104733827
【申请号】CN201510176767
【发明人】程崇虎, 杨宇斌
【申请人】南京邮电大学
【公开日】2015年6月24日
【申请日】2015年4月14日