本技術(shù)屬于一種電力電子元器件，具體涉及一種幅相可調(diào)的微帶線高定向耦合結(jié)構(gòu)及多通道耦合器。

背景技術(shù)：

1、定向耦合器的應(yīng)用非常廣泛，在無線通信系統(tǒng)中，用于信號分配、功率監(jiān)控、天線饋電網(wǎng)絡(luò)等。在測試和測量領(lǐng)域，定向耦合器用于從傳輸路徑中提取信號，以進行功率水平的監(jiān)控或者信號的分析而不影響整個系統(tǒng)的性能。在軍事和航天領(lǐng)域，定向耦合器是雷達和衛(wèi)星通信系統(tǒng)中不可或缺的組件，用于信號的路由和功率控制。

2、定向耦合器的設(shè)計基礎(chǔ)在于傳輸線理論。傳輸線是一種結(jié)構(gòu)，允許電磁波沿著其傳播而不會有太多的能量損失。當(dāng)兩條傳輸線并行放置時，每一條線上的電磁場會互相耦合，這種互相耦合的現(xiàn)象可以通過特定的設(shè)計來控制，以便從一條線路分流出一定比例的能量到另一條線路上。

3、定向耦合器通常由兩條相互耦合的傳輸線組成，這些線路可能是同軸線、微帶線、帶狀線或波導(dǎo)等。在耦合區(qū)域，兩條線路的電磁場相互作用，導(dǎo)致能量從一條線路耦合到另一條。定向耦合器的設(shè)計決定了耦合的強度，這通常通過改變線路間的距離、長度和介質(zhì)等物理參數(shù)來實現(xiàn)。

4、在實際應(yīng)用中，定向耦合器必須滿足幾個重要的設(shè)計參數(shù)：

5、帶寬：耦合器能夠有效工作的頻率范圍。

6、耦合系數(shù)：表征能量從一條線路到另一條線路的分流比例。

7、直通損耗：信號在傳輸過程中的損耗值。

8、隔離度：通常指輸出端口和隔離端口之間的衰減量。

9、阻抗匹配：保證耦合器與系統(tǒng)其它部分的阻抗匹配，以避免信號反射。

10、相位特性：確保在多端口耦合器中，相位關(guān)系得以保持，以保證系統(tǒng)的性能。

11、傳統(tǒng)的定向耦合器采用帶狀線結(jié)構(gòu)，帶狀線高向耦合器則是三層結(jié)構(gòu)，中間有介質(zhì)層，兩側(cè)是接地層，中間介質(zhì)層中的導(dǎo)電帶進行信號傳遞。這種結(jié)構(gòu)的定向耦合器上下為同一種均勻的介質(zhì)，具有很好的方向性，但是由于傳輸線埋在介質(zhì)層里，導(dǎo)致帶狀耦合器的幅度和相位等參數(shù)無法調(diào)節(jié)，當(dāng)把多路耦合器通道和到一個通道時，各個通道的幅度和相位無法保持一致性，而且相對于微帶線，帶狀線的加工成本較高。采用微帶線定向耦合器，微帶線定向耦合器利用在同一基板上的兩條或多條緊鄰的導(dǎo)電路徑來實現(xiàn)耦合。由于微帶線的下方為介質(zhì)板，微帶線上方為空氣，導(dǎo)致耦合器的上下介質(zhì)不均勻引起其奇偶模相速度有差異，導(dǎo)致微帶線定向耦合器方向性變差。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、本技術(shù)針對目前帶狀耦合器的幅度和相位等參數(shù)無法調(diào)節(jié)，微帶耦合器和帶狀線耦合器加工成本較高，以及微帶線定向耦合器方向性變差的技術(shù)問題，提供一種幅相可調(diào)的微帶線高定向耦合結(jié)構(gòu)及多通道耦合器。

2、為了實現(xiàn)上述目的，本技術(shù)采用以下技術(shù)方案予以實現(xiàn)：

3、第一方面，本技術(shù)提供一種幅相可調(diào)的微帶線高定向耦合結(jié)構(gòu)，包括介質(zhì)板，以及設(shè)置在介質(zhì)板上的輸入端口、傳輸端口、耦合端口和隔離端口；所述輸入端口通過微帶線與傳輸端口相連，所述傳輸端口用于連接天線端口；所述耦合端口通過第一級耦合通帶和第二級耦合通帶與隔離端口相連；所述耦合端口用于輸出耦合信號，隔離端口接地；所述第一級耦合通帶與第二級耦合通帶的耦合處的長度能夠調(diào)節(jié)，用于調(diào)節(jié)幅度；所述第一級耦合通帶與第二級耦合通帶之間設(shè)置有用于調(diào)節(jié)相位的相位調(diào)節(jié)器。

4、進一步地，本技術(shù)第一級耦合通帶與第二級耦合通帶的耦合處設(shè)置有長度可調(diào)的調(diào)節(jié)枝節(jié)，用于調(diào)節(jié)幅度。

5、進一步地，本技術(shù)輸入端口與傳輸端口之間的微帶線上設(shè)置有用于阻抗匹配的阻抗變換器；

6、本技術(shù)輸入端口為smp接頭，傳輸端口采用smp-kk接口，隔離端口為接地焊盤。

7、進一步地，本技術(shù)第二級耦合通帶通過接地電阻rg與接地焊盤相連并接地；所述第一級耦合通帶和第二級耦合通帶的耦合處的直角彎折處具有切角，用于使彎折處的阻抗連續(xù)。

8、進一步地，本技術(shù)介質(zhì)板上開設(shè)有固定孔，用于將介質(zhì)板固定。

9、進一步地，本技術(shù)介質(zhì)板上開設(shè)有固定孔，用于與螺栓配合將介質(zhì)板固定。

10、第二方面，本技術(shù)提供一種多通道耦合器，包括介質(zhì)板，以及設(shè)置于介質(zhì)板上的多個所述微帶線高定向耦合結(jié)構(gòu)和多個功率分配器；所述介質(zhì)板安裝于金屬腔體內(nèi)，并通過金屬屏蔽蓋封裝；

11、每個所述微帶線高定向耦合結(jié)構(gòu)構(gòu)成一個通道，相鄰?fù)ǖ赖鸟詈隙丝趯Ⅰ詈闲盘栞敵鲋翆?yīng)的功率分配器一側(cè)的兩個輸入端上，多個功率分配器的輸出端將多路通道的耦合信號輸出至末位的功率分配器的輸入端，末位的功率分配器的輸出端為多路耦合信號的合路輸出。

12、進一步地，每個所述功率分配器的輸入端均設(shè)置有隔離電阻ri，各通道的耦合端口均通過微帶線連接至對應(yīng)的功率分配器的隔離電阻ri上。

13、進一步地，本技術(shù)金屬腔體的腔體內(nèi)側(cè)設(shè)置有若干腔體輸出端口和若干腔體輸入端口，其中一個腔體輸出端口與一個腔體輸入端口形成一組，并與介質(zhì)板上對應(yīng)的信號通道的位置相對應(yīng)；金屬腔體的每個腔體輸入端口與對應(yīng)微帶線高定向耦合結(jié)構(gòu)的輸入端口的位置相對應(yīng)，每個腔體輸出端口與對應(yīng)微帶線高定向耦合結(jié)構(gòu)的傳輸端口的位置相對應(yīng)；金屬腔體上還設(shè)置有探針和連接器，探針的位置與多通道耦合器中，最末端的功率分配器的合路端口相連；連接器設(shè)置于金屬腔體的外側(cè)，并與探針電連接；

14、所述金屬屏蔽蓋的內(nèi)部設(shè)置有多個通道隔離墻以及多個傳輸信號隔離墻，多個所述通道隔離墻分別設(shè)置于相鄰?fù)ǖ乐g，用于對通道之間的信號進行屏蔽；多個所述傳輸信號隔離墻設(shè)置于用于連接各通道耦合端口與功率分配器的微帶線的外側(cè)，用于對傳輸?shù)男盘栠M行屏蔽，防止各通道信號之間的串?dāng)_。

15、進一步地，本技術(shù)功率分配器為一分二功率分配器，所述通道隔離墻和傳輸信號隔離墻均為金屬隔離墻。

16、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本技術(shù)具有以下有益效果：

17、本技術(shù)提出一種幅相可調(diào)的微帶線高定向耦合結(jié)構(gòu)，在傳統(tǒng)微帶線高定性耦合器的基礎(chǔ)上，增加一級耦合銅帶，采用兩級耦合，通過第一級耦合和第二級耦合之間的間距形成相位差，對幅度和相位進行調(diào)節(jié)，使其在耦合端口耦合輸出，在隔離端口處有很高的隔離度，有效解決了微帶線高定向性耦合器由于上下介質(zhì)不均勻，使其微帶耦合器中的奇偶模相速度的不同，導(dǎo)致方向性差的問題。同時采用微帶線結(jié)構(gòu)降低了制作成本。

18、本技術(shù)還提出了一種多通道耦合器，采用多個幅相可調(diào)的微帶線高定向耦合結(jié)構(gòu)，該微帶線性耦合器的各個通道均通過兩級耦合進行幅度和相位的調(diào)節(jié)，對于加工后的幅度和相位不一致性進行調(diào)節(jié)。同時，通過多個功率分配器連接多路耦合通道，通過調(diào)節(jié)每個通道內(nèi)兩級耦合器和直通通道的耦合間距和調(diào)節(jié)兩級耦合器之間的距離，可以調(diào)節(jié)微帶線高定向性耦合器的耦合度和相位差，實現(xiàn)了四路通道高定向性耦合器的幅度一致性和相位一致性。

19、進一步的，本技術(shù)多通道耦合器的各個通道之間用隔離墻進行隔離，從而有效的防止各通道之間的信號串?dāng)_；在通頻帶9.2ghz-9.6ghz頻段內(nèi)，各通道的方向性在20db以上。

20、進一步的，本技術(shù)多通道耦合器采用多個一分二的功率分配器將多路耦合通道進行信號合為一路進行信號輸出，使各個通道的高定向耦合結(jié)構(gòu)保持一致的相位和幅度。