一種基于雙線型阻抗變換器的雙頻耦合器的制造方法
【技術領域】
[0001] 本發明涉及一種微波雙頻耦合器，其屬于多頻微波耦合器領域。
【背景技術】
[0002] 目前，微波雙頻耦合器的實現方案一般有以下幾種：
[0003] 1.基于復合左右手傳輸線的雙頻變換器的設計方案。此種方案是基于集總參數的 等效傳輸線理論，在傳輸線上加載集總電容，電感來構建左手傳輸線，產生等效的負介電常 數和負磁導率。由于存在不可避免的寄生右手效應，因而此種傳輸線具有左手和右手傳輸 特性。利用此傳輸線的可控色散和負電長度特性構造雙頻阻抗變換器。
[0004] 2.基于加載枝節線的雙頻阻抗變換器的設計方案。此種方案側重于設計各種加載 枝節線結構，具有代表性的有T型或者Π 型或者Γ型或者E型結構及其改進結構，抑或 是加載階梯型枝節線，短路耦合線等。由于加載枝節線結構的設計多種多樣，使得雙頻耦合 器的實現形式很靈活，得到廣泛應用。
[0005] 3.基于耦合諧振器結構的設計方案。此方案是將傳統的四分之一波長傳輸線等效 為兩端連接并聯諧振器的阻抗或導納變換器，使得設計的雙頻耦合器具有一定的帶通濾波 特性。
【發明內容】
[0006] 發明目的：為了克服現有技術中存在的不足，本發明提供一種基于雙線型阻抗變 換器的雙頻耦合器，該耦合器不僅解決了雙頻耦合器實現結構尺寸較大，工作帶寬較窄的 問題，同時可以使用微帶線，帶狀線等平面傳輸線形式實現，成本較低。
[0007] 技術方案：為實現上述目的，本發明采用的技術方案為：
[0008] -種基于雙線型阻抗變換器的雙頻耦合器，包括第一、第二組雙頻阻抗變換器，第 一組雙頻阻抗變換器包括兩個第一雙頻阻抗變換器，第二組雙頻阻抗變換器包括兩個第二 雙頻阻抗變換器，第一雙頻阻抗變換器和第二雙頻阻抗變換器按分組不同交替排列且依次 首尾連接形成環狀結構，同時從第一雙頻阻抗變換器和第二雙頻阻抗變換器的連接處引出 端口，從而實現雙頻耦合器；其中，所述第一雙頻阻抗變換器包括第一雙阻抗傳輸線和第二 雙阻抗傳輸線，同時第一雙阻抗傳輸線和第二雙阻抗傳輸線相互并聯；所述第二雙頻阻抗 變換器包括第三雙阻抗傳輸線和第四雙阻抗傳輸線，同時第三雙阻抗傳輸線和第四雙阻抗 傳輸線相互并聯。
[0009] 優選的：所述第一雙頻阻抗變換器和第二雙頻阻抗變換器按分組不同交替排列且 依次首尾連接形成環狀方形結構。
[0010] 優選的：所述第一雙頻阻抗變換器的兩個頻率點處均等效為K阻抗變換器；所述 第二雙頻阻抗變換器的兩個頻率點處均等效為K阻抗變換器。
[0011] 所述雙頻阻抗變換器的參數方程：
[0013] 其中，R1= Z 2/%，R2= 2Z 2/ZT，Z1, Θ i是第一阻抗傳輸線的特征阻抗和 電長度，Ζ2, θ2是第二阻抗傳輸線的特征阻抗和電長度，Z ,是K變換器的阻抗值，θ m，θlf2, θ2fl，θ2f2分別是傳輸線支線θ i，θ2在頻率f i，f2處的電長度，且θlf2/ θ m = Rf) ? IiJ ? 2fl - R f°
[0014] 優選的：對于工作頻率比為2. 3的雙頻耦合器，其第一雙阻抗傳輸線的特征 阻抗22. 0 Ω，對應的電長度27. 3deg@l. OGHz ;第二雙阻抗傳輸線的特征阻抗79. 5 Ω， 對應的電長度54. 5deg@l. OGHz ;第三雙阻抗傳輸線的特征阻抗31. 0Ω，對應的電長度 27. 3deg@l. OGHz ;第四雙阻抗傳輸線的特征阻抗112. 5 Ω，對應的電長度54. 5deg@l. OGHz ; 出口端的特征阻抗50 Ω。
[0015] 本發明提供的一種基于雙線型阻抗變換器的雙頻耦合器，相比現有技術，具有以 下有益效果：
[0016] (1).本發明可以實現雙頻耦合器，而且其結構新穎；
[0017] (2).雙頻耦合器的結構簡單，整體尺寸較小，有利于電路的集成設計；
[0018] (3).兩頻點處的匹配性好，插入損耗較低，隔離度高。
【附圖說明】
[0019] 圖1傳統正交3dB定向耦合器結構圖。
[0020] 圖2經典的單頻阻抗變換器的結構圖。
[0021] 圖3并聯雙線型雙頻變換器結構圖。
[0022] 圖4基于并聯雙線型變換器的雙頻耦合結構圖。
[0023] 圖5雙頻耦合器（頻比為2. 3)的回波損耗（Sll)曲線圖。
[0024] 圖6雙頻耦合器（頻比為2. 3)的插入損耗（S21，S31)的幅度曲線圖。
[0025] 圖7雙頻耦合器（頻比為2. 3)的插入損耗（S21，S31)的相位曲線圖。
[0026] 圖8雙頻耦合器（頻比為2. 3)的隔離度（S41)曲線圖。
【具體實施方式】
[0027] 下面結合附圖對本發明作更進一步的說明。
[0028] 一種基于雙線型阻抗變換器的雙頻耦合器，如圖4所示，包括第一、第二組雙頻阻 抗變換器，第一組雙頻阻抗變換器包括兩個第一雙頻阻抗變換器，第二組雙頻阻抗變換器 包括兩個第二雙頻阻抗變換器，所述第一雙頻阻抗變換器和第二雙頻阻抗變換器按分組不 同交替排列且依次首尾連接形成環狀方形結構，同時從第一雙頻阻抗變換器和第二雙頻阻 抗變換器的連接處引出端口（P1, P2, P3, P4)，從而實現雙頻耦合器；其中，如圖3所示，所述 第一雙頻阻抗變換器包括第一雙阻抗傳輸線和第二雙阻抗傳輸線，同時第一雙阻抗傳輸線 和第二雙阻抗傳輸線相互并聯；所述第二雙頻阻抗變換器包括第三雙阻抗傳輸線和第四雙 阻抗傳輸線，同時第三雙阻抗傳輸線和第四雙阻抗傳輸線相互并聯。
[0029] 所述第一雙頻阻抗變換器的兩個頻率點處均等效為K阻抗變換器；所述第二雙頻 阻抗變換器的兩個頻率點處均等效為K阻抗變換器。
[0030] 圖1所示，為傳統正交3dB定向耦合器結構圖。其中，阻抗變換器如圖2所示，是 設計的核心，其既要滿足阻抗變換功能，實現各端口阻抗匹配，減小功率的反射損耗，也要 滿足相位偏移功能，實現直通臂和耦合臂信號的正交性。其網絡特性可用矩陣參數來表示。
[0031] 其導納矩陣為：
[0033] 其中，&是K變換器的阻抗值，Yk為阻抗變換器的導納矩陣，j為虛數單位。
[0034] 圖3是雙頻K變換器的結構圖。雙頻阻抗變換器由對稱并聯型雙阻抗傳輸線