1.本实用新型涉及通信、雷达、卫星通信领域，特别是一种
微带功分
耦合器。
背景技术：
2.耦合器是一种射频功率分配电子元器件，在微波、雷达、广播电视、通信系统中经常会遇到需要耦合射频功率的问题，耦合器作为一种具有方向性的功率分配器，可以从主传输线系统的正向波中按一定比例分出一部分功率，实现功率的分配或反向合成。
3.耦合器是运用在无线电射频电路的关键器件，信号链路的功率控制、功率计中的功率检测及无线电馈电系统中的反射功率检测等。而耦合器根据结构不同有微带线或带状线耦合器、同轴耦合器和腔体耦合器。微带线耦合器由于其结构紧凑、造价便宜和性能稳定等特点得到广泛关注。但是在射频微波低频率并不适用，由于频率低、波长长，耦合微带线和主传输微带线都比较长，耦合微带线还需要隔离负载电路，这会增加布板面积，同时增加主传输微带线的插入损耗。
4.现有技术中，耦合器一般是四
端口网络，如图1所示，信号输入为端口1，信号输出为端口2，信号耦合为端口3，信号隔离为端口4，隔离端口额外需要50ohm负载匹配电路，主传输微带线为端口1到端口2，耦合微带线为端口3到端口4，整个网络是由靠的很近的相互平行的的两段传输线组成，传输线既可以是微带线也可以是带状线。耦合长度为λ/4 （λ为耦合频率的波长），对900mhz而言，λ/4长度为83mm，耦合功率的大小由两条传输线间距决定，两条传输线的间距要适中，如果距离太小，它们之间的干扰就会很大，一般取2-3个主传输微带线宽度。这样整体的这个耦合器电路布板面积较大，且两条传输线之间存在寄生电感效应，使匹配性能变差。那么，如何针对800-1000mhz射频频段研发一种新型微带功分耦合器，在实现10db耦合器功能的同时也不再需要隔离端口的负载电路，至今未见公开报道。
技术实现要素：
5.针对上述情况，为克服现有技术之缺陷，本实用新型之目的就是提供一种微带功分耦合器，可有效解决现有耦合器在射频微波低频率中电路布板面积较大，主传输微带线的插入损耗增加的问题。
6.为实现上述目的，本实用新型解决的技术方案是，一种微带功分耦合器，包括壳体，所述的壳体上设有输入信号端口、主传输微带端口和耦合端口，输入信号端口和主传输微带端口分别经微带线电路与三端口微带
枝节mtee1的端口1和端口2相连，耦合端口经耦合电路与三端口微带枝节mtee1的端口3相连，输入信号端口和三端口微带枝节mtee1之间的微带线电路与主传输微带端口和三端口微带枝节mtee1之间的微带线电路呈对称分布。
7.本实用新型针对800-1000mhz射频频段引入一种新型微带功分耦合电路，在实现10db耦合器功能的同时，不再需要隔离端口的负载电路，简化耦合电路结构，有良好的社会和经济效益。
附图说明
8.图1是本实用新型现有技术耦合器结构示意图。
9.图2是本实用新型结构示意图。
10.图3是本实用新型输入信号端口到主传输微带端口的损耗仿真结果图（其中，db（s（2,1））中，2表示主传输微带端口，1表示输入信号端口）。
11.图4是本实用新型输入信号端口到耦合端口的损耗仿真结果图（其中，db（s（3,1））中，3表示耦合端口，1表示输入信号端口）。
具体实施方式
12.以下结合附图和具体情况对本实用新型的具体实施方式作详细说明。
13.结合附图给出，一种微带功分耦合器，包括壳体，所述的壳体1上设有输入信号端口2、主传输微带端口3和耦合端口4，输入信号端口2和主传输微带端口3分别经微带线电路与三端口微带枝节mtee1的端口1和端口2相连，耦合端口4经耦合电路与三端口微带枝节mtee1的端口3相连，输入信号端口2和三端口微带枝节mtee1之间的微带线电路与主传输微带端口3和三端口微带枝节mtee1之间的微带线电路呈对称分布。
14.为保证更好的实施效果，所述的输入信号端口2和三端口微带枝节mtee1之间的微带线电路包括微带线mlin1、微带线mlin2和微带线mlin3，输入信号端口2经依次相连的微带线mlin1、微带线mlin2和微带线mlin3与三端口微带枝节mtee1连接。
15.所述的微带线mlin1宽度为1mm，长度为20mm；微带线mlin2宽度为2mm，长度为20mm；微带线mlin3宽度为1.5mm，长度为20mm。
16.所述的主传输微带端口3和三端口微带枝节mtee1之间的微带线电路包括微带线mlin4、微带线mlin5和微带线mlin6，三端口微带枝节mtee1经依次相连的微带线mlin4、微带线mlin5和微带线mlin6与主传输微带端口3连接。
17.所述的微带线mlin4宽度为1.5mm，长度为20mm；微带线mlin5宽度为2mm，长度为20mm；微带线mlin6宽度为1mm，长度为20mm。
18.所述的耦合端口4和三端口微带枝节mtee1之间的耦合电路包括微带线mlin7、微带线mlin8和微带线mlin9，三端口微带枝节mtee1经依次相连的微带线mlin7、微带线mlin8和微带线mlin9与耦合端口4相连。
19.所述的微带线mlin7宽度为0.2mm，长度为20mm；微带线mlin8宽度为0.15mm，长度为20mm；微带线mlin9宽度为0.2mm，长度为20mm。
20.所述的三端口微带枝节mtee1的端口1和2之间的微带线宽度为1.5mm，端口3的微带线端口宽度为0.2mm。
21.本实用新型的目的在于提供一种微带功分耦合器，在实现10db耦合器功能的同时简化了耦合电路设计。如图2所示，输入信号端口2和主传输微带端口3分别是主传输微带端口，端口阻抗是50ohm，耦合端口4可以在800-1000mhz频带范围内实现10db的耦合器功能，50ohm阻抗对应的微带线宽度为1mm，可由专业的软件仿真计算获得，即微带线mlin1，1mm*20mm表示微带线的宽度为1mm长度为20mm，其它微带线以此类推。mlin2和mlin3是匹配耦合电路设计所设定的，mtee1到主传输微带端口3之间的微带线电路与输入信号端口2到mtee1之间的微带线电路对称。mtee1到耦合端口4之间的微带线电路是10db耦合电路，即这部分
电路实现了从主传输电路耦合部分功率的功能。整体电路三个端口阻抗都是50ohm，方便输入输出匹配其它级联器件。
22.本实用新型的工作原理是，输入信号端口2也是信号主发射端口，mtee1是功分微带枝节，常规功分器一般为3db功率分配，即输入信号端口2到主传输微带端口3为-3db微带损耗，输入信号端口2到耦合端口4也是-3db微带损耗，但本实用新型中用作耦合电路，输入信号端口2到主传输微带端口3的微带线损耗很小，为-0.5db，输入信号端口2到耦合端口4的为-10db，见图3和图4仿真结果所示。主微带线长度由微带线mlin2至微带线mlin5的微带长度决定，总长度为80.2mm，长度与900mhz频率的λ/4长度83mm接近，但不再需要同等长度平行的耦合微带线，且不存在隔离负载端口4，不需要隔离负载电路。即可实现-10db的耦合功能，输入信号端口2到主传输微带端口3的主传输微带线插入损耗为-0.5db左右，插入损耗小。
23.以输入信号端口2输入信号+10dbm为例，频率为900mhz，主传输微带线插入损耗为-0.5db，则主传输微带端口3输出信号幅度为10dbm-0.5db=9.5dbm，耦合微带线-10db损耗，则耦合端口4耦合信号幅度为10dbm-10db=0dbm，实现了10db微带功分耦合功能。
24.本实用新型结构简单，针对800-1000mhz射频频段引入一种新型微带功分耦合电路，在实现10db耦合器功能的同时，不再需要隔离端口的负载电路，也减小了布板面积尺寸，简化耦合电路结构，有良好的社会和经济效益。
25.上述实施例采用的耦合电路为微带传输线mlin7至mlin9，工作频率在800-1000mhz之间，改变其微带线宽度和长度，可调整不同的频率输出，根据不同的输入输出信号电路的工作频率，都落在本实用新型保护范围内。上述仅是本实用新型的较佳实施例而已，并非对本实用新型作任何形式上的限制，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本实用新型技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容作出变动或者修饰为等同变化的等效实施例，均落在本实用新型的保护范围内。
技术特征：
1.一种微带功分耦合器，包括壳体，其特征在于，所述的壳体（1）上设有输入信号端口（2）、主传输微带端口（3）和耦合端口（4），输入信号端口（2）和主传输微带端口（3）分别经微带线电路与三端口微带枝节mtee1的端口1和端口2相连，耦合端口（4）经耦合电路与三端口微带枝节mtee1的端口3相连，输入信号端口（2）和三端口微带枝节mtee1之间的微带线电路与主传输微带端口（3）和三端口微带枝节mtee1之间的微带线电路呈对称分布。2.根据权利要求1所述的微带功分耦合器，其特征在于，所述的输入信号端口（2）和三端口微带枝节mtee1之间的微带线电路包括微带线mlin1、微带线mlin2和微带线mlin3，输入信号端口（2）经依次相连的微带线mlin1、微带线mlin2和微带线mlin3与三端口微带枝节mtee1连接。3.根据权利要求2所述的微带功分耦合器，其特征在于，所述的微带线mlin1宽度为1mm，长度为20mm；微带线mlin2宽度为2mm，长度为20mm；微带线mlin3宽度为1.5mm，长度为20mm。4.根据权利要求1所述的微带功分耦合器，其特征在于，所述的主传输微带端口（3）和三端口微带枝节mtee1之间的微带线电路包括微带线mlin4、微带线mlin5和微带线mlin6，三端口微带枝节mtee1经依次相连的微带线mlin4、微带线mlin5和微带线mlin6与主传输微带端口（3）连接。5.根据权利要求4所述的微带功分耦合器，其特征在于，所述的微带线mlin4宽度为1.5mm，长度为20mm；微带线mlin5宽度为2mm，长度为20mm；微带线mlin6宽度为1mm，长度为20mm。6.根据权利要求1所述的微带功分耦合器，其特征在于，所述的耦合端口（4）和三端口微带枝节mtee1之间的耦合电路包括微带线mlin7、微带线mlin8和微带线mlin9，三端口微带枝节mtee1经依次相连的微带线mlin7、微带线mlin8和微带线mlin9与耦合端口（4）相连。7.根据权利要求6所述的微带功分耦合器，其特征在于，所述的微带线mlin7宽度为0.2mm，长度为20mm；微带线mlin8宽度为0.15mm，长度为20mm；微带线mlin9宽度为0.2mm，长度为20mm。8.根据权利要求1所述的微带功分耦合器，其特征在于，所述的三端口微带枝节mtee1的端口1和2之间的微带线宽度为1.5mm，端口3的微带线端口宽度为0.2mm。
技术总结
一种微带功分耦合器，包括壳体，所述的壳体上设有输入信号端口、主传输微带端口和耦合端口，输入信号端口和主传输微带端口分别经微带线电路与三端口微带枝节MTEE1的端口1和端口2相连，耦合端口经耦合电路与三端口微带枝节MTEE1的端口3相连，输入信号端口和三端口微带枝节MTEE1之间的微带线电路与主传输微带端口和三端口微带枝节MTEE1之间的微带线电路呈对称分布；本实用新型针对800-1000MHz射频频段引入一种新型微带功分耦合电路，在实现10dB耦合器功能的同时，不再需要隔离端口的负载电路，简化耦合电路结构，有良好的社会和经济效益。益。益。
技术研发人员：
王永岩 冷永清 周崟灏 邱昕
受保护的技术使用者：
郑州中科集成电路与系统应用研究院
技术研发日：
2022.12.03
技术公布日：
2023/2/23
