專(zhuān)利名稱(chēng)：毫米波定向耦合器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種應(yīng)用于微波毫米波電路的基片集成波導(dǎo)耦合器，尤其涉及一種毫米波定向耦合器。
背景技術(shù)：
在微波系統(tǒng)中定向耦合器是一種用途較廣的微波器件，它可用于調(diào)制解調(diào)器、功率放大器、平衡混頻器、系統(tǒng)功率檢測(cè)等各種用途。描述定向耦合器的基本指標(biāo)有耦合度、隔離度、工作帶寬等。作為一種比較經(jīng)典的形式，矩形波導(dǎo)耦合器在雷達(dá)系統(tǒng)中得到了大量地應(yīng)用。波導(dǎo)定向耦合器的結(jié)構(gòu)形式有很多種，就其耦合機(jī)構(gòu)的形式而論，有孔、槽、縫隙之別。波導(dǎo)分支定向耦合器的主要優(yōu)點(diǎn)是功率容量大，適合于在高功率發(fā)射機(jī)中使用，它的主要缺點(diǎn)是體積龐大。自從微帶線和帶狀線問(wèn)世以來(lái)，人們提出了這類(lèi)傳輸線組成的分支定向耦合器。體積小、重量輕的優(yōu)點(diǎn)使得它們?cè)诘凸β氏到y(tǒng)中獲得了廣泛的應(yīng)用。但是眾所周知，在高頻率工作時(shí)，由于微帶線的不連續(xù)性所引起的輻射將大大影響微帶形式耦合器的性能，同時(shí)，微帶器件的抗干擾性也較差，因此有必要尋找一種具有強(qiáng)抗干擾性、低損耗、體積小、重量輕的微波毫米波定向耦合器形式。

發(fā)明內(nèi)容
本實(shí)用新型提供一種低成本、小型化且能獲得弱耦合的毫米波定向耦合器。本實(shí)用新型還具有易于加工、頻率選擇性高、體積小、重量輕、Q值高、低損耗、低成本、易于集成的優(yōu)點(diǎn)。
本實(shí)用新型采用如下技術(shù)方案一種應(yīng)用于微波毫米波電路的毫米波定向耦合器，包括雙面設(shè)有金屬貼片的介質(zhì)基片，在介質(zhì)基片上設(shè)有2個(gè)集成波導(dǎo)，該2個(gè)集成波導(dǎo)由至少3行金屬通孔構(gòu)成，在介質(zhì)基片的一個(gè)表面上設(shè)有輸入端和直通端及隔離端和耦合端，輸入端和直通端分別與一個(gè)集成波導(dǎo)的兩端連接，隔離端和耦合端分別與另一個(gè)集成波導(dǎo)的兩端連接，在兩個(gè)集成波導(dǎo)之間的公共側(cè)壁上設(shè)有耦合窗，在耦合窗內(nèi)設(shè)有控制耦合的金屬通孔。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型具有如下優(yōu)點(diǎn)本實(shí)用新型是利用基片集成波導(dǎo)技術(shù)，在介質(zhì)基片上實(shí)現(xiàn)了定向耦合器。整個(gè)耦合器利用傳統(tǒng)的PCB或LTCC工藝實(shí)現(xiàn)，從而有利于這種耦合器在微波毫米波電路設(shè)計(jì)中的集成。該耦合器結(jié)構(gòu)形式簡(jiǎn)單，易于設(shè)計(jì)。具體具有如下優(yōu)點(diǎn)1)整個(gè)耦合器主要由金屬通孔、金屬貼片、基片集成波導(dǎo)耦合窗和控制耦合的金屬通孔所構(gòu)成，整個(gè)結(jié)構(gòu)可以利用傳統(tǒng)的PCB或LTCC工藝可以實(shí)現(xiàn)。
2)該耦合器沒(méi)有寄生輻射，具有較寬的工作帶寬，較小的插入損耗。
3)該耦合器設(shè)計(jì)成本低廉，加工完成以后不需額外調(diào)試。
4)該耦合器可以工作于高頻(大于10GHz)微波電路中，同時(shí)耦合器的尺寸小、重量輕、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單。由于在毫米波頻段，器件的體積很小，介質(zhì)基片很薄，如果利用復(fù)雜的電路結(jié)構(gòu)，很難實(shí)現(xiàn)電路的加工制作，同時(shí)也容易破壞介質(zhì)基片，本實(shí)用新型的定向耦合器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，非常適合毫米波定向耦合器的設(shè)計(jì)。
5)本實(shí)用新型可以獲得弱耦合，其原因在于首先利用構(gòu)成耦合窗和耦合器中基片集成波導(dǎo)的公共側(cè)壁的金屬通孔直徑來(lái)調(diào)節(jié)耦合強(qiáng)弱，同時(shí)還可以利用耦合窗之中的金屬通孔來(lái)改善調(diào)節(jié)輸入反射系數(shù)和耦合強(qiáng)弱，控制耦合。當(dāng)構(gòu)成基片集成波導(dǎo)的公共側(cè)壁的金屬通孔直徑增加時(shí)，耦合器的耦合量減小，它是控制本定向耦合器大小的主要途徑，當(dāng)金屬通孔的直徑增加時(shí)，耦合量減小，它是控制耦合量大小的輔助途徑，同時(shí)也是改善輸入反射系數(shù)的主要途徑。


圖1是本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)主視圖。
圖2是本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)后視圖。
圖3是本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)A-A剖視圖的局部放大圖。
圖4是對(duì)本實(shí)用新型的測(cè)試結(jié)果圖。
圖5是采用本實(shí)用新型所形成的多級(jí)寬帶定向耦合器的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式
一種應(yīng)用于微波毫米波電路的毫米波定向耦合器，包括雙面設(shè)有金屬貼片52、51的介質(zhì)基片5，在介質(zhì)基片5上設(shè)有2個(gè)集成波導(dǎo)，該2個(gè)集成波導(dǎo)由至少3行金屬通孔1構(gòu)成，在介質(zhì)基片5的一個(gè)表面上設(shè)有輸入端2和直通端3及隔離端6和耦合端4，輸入端2和直通端3分別與一個(gè)集成波導(dǎo)的兩端連接，隔離端6和耦合端4分別與另一個(gè)集成波導(dǎo)的兩端連接，在兩個(gè)集成波導(dǎo)之間的公共側(cè)壁上設(shè)有耦合窗7，在耦合窗7內(nèi)設(shè)有控制耦合的金屬通孔8。上述由至少3行金屬通孔1構(gòu)成2個(gè)集成波導(dǎo)時(shí)，可以是用1行、2行或4行乃至于更多行金屬通孔來(lái)形成集成波導(dǎo)的側(cè)壁?？梢孕纬啥嗉?jí)寬帶定向耦合器，例如圖5所示的多級(jí)定向耦合器。對(duì)本實(shí)用新型的測(cè)試表明該定向耦合器具有較寬的工作帶寬，較小的插入損耗以及較小的體積。測(cè)試對(duì)象是利用PCB技術(shù)實(shí)現(xiàn)了的有10dB毫米波基片集成波導(dǎo)定向耦合器。
權(quán)利要求1.一種毫米波定向耦合器，包括雙面設(shè)有金屬貼片(52、51)的介質(zhì)基片(5)，在介質(zhì)基片(5)上設(shè)有2個(gè)集成波導(dǎo)，該2個(gè)集成波導(dǎo)由至少3行金屬通孔(1)構(gòu)成，在介質(zhì)基片(5)的一個(gè)表面上設(shè)有輸入端(2)和直通端(3)及隔離端(6)和耦合端(4)，輸入端(2)和直通端(3)分別與一個(gè)集成波導(dǎo)的兩端連接，隔離端(6)和耦合端(4)分別與另一個(gè)集成波導(dǎo)的兩端連接，其特征在于在兩個(gè)集成波導(dǎo)之間的公共側(cè)壁上設(shè)有耦合窗(7)，在耦合窗(7)內(nèi)設(shè)有控制耦合的金屬通孔(8)。
專(zhuān)利摘要本實(shí)用新型公開(kāi)了一種應(yīng)用于微波毫米波電路的毫米波定向耦合器，它包括雙面設(shè)有金屬貼片的介質(zhì)基片，在介質(zhì)基片上設(shè)有2個(gè)集成波導(dǎo)，該2個(gè)集成波導(dǎo)由至少3行金屬通孔構(gòu)成，在介質(zhì)基片的一個(gè)表面上設(shè)有輸入端和直通端及隔離端和耦合端，輸入端和直通端分別與一個(gè)集成波導(dǎo)的兩端連接，隔離端和耦合端分別與另一個(gè)集成波導(dǎo)的兩端連接，在兩個(gè)集成波導(dǎo)之間的公共側(cè)壁上設(shè)有耦合窗，在耦合窗內(nèi)設(shè)有控制耦合的金屬通孔。本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)形式簡(jiǎn)單，易于設(shè)計(jì)且成本低廉，沒(méi)有寄生輻射，具有較寬的工作帶寬，較小的插入損耗，同時(shí)可以獲得弱耦合。
文檔編號(hào)H01P5/18GK2886828SQ20062006892
公開(kāi)日2007年4月4日 申請(qǐng)日期2006年1月26日 優(yōu)先權(quán)日2006年1月26日
發(fā)明者洪偉, 郝張成, 陳繼新 申請(qǐng)人:東南大學(xué)