基于HMCSIW的新型耦合系数可重构的耦合器.pdf

(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN115775964A(43)申请公布日2023.03.10(21)申请号202211505901.7(22)申请日2022.11.28(71)申请人南京邮电大学地址210023江苏省南京市栖霞区亚东新城文苑路9号(72)发明人许锋杜斐斐刘水(74)专利代理机构南京正联知识产权代理有限公司32243专利代理师姜梦翔(51)Int.Cl.H01P5/18(2006.01)权利要求书1页说明书5页附图5页(54)发明名称基于HMCSIW的新型耦合系数可重构的耦合器(57)摘要本发明提供一种基于HMCSIW的新型耦合系数可重构的耦合器，包括介质基板、介质基板上下表面的第一金属层和第二金属层，第一金属层包括两个对称设置的金属贴片，每个金属贴片包括半模类梳状线基片集成波导、梯形过渡区和四分之一圆的弧形微带线，半模类梳状线基片集成波导的两端分别连接梯形过渡区，梯形过渡区的端部分别连接弧形微带线，第一金属层设有若干U形槽对和耦合系数重构组件，U形槽对包括上U形槽和下U形槽，两个半模类梳状线基片集成波导开放边缘之间设有间隙，间隙处设有耦合系数重构组件；本发明能够实现改变耦合系数的大小，无需改变耦合器尺寸，就能够实现多种耦合系数的切换。CN115775964ACN115775964A权利要求书1/1页1.一种基于HMCSIW的新型耦合系数可重构的耦合器，包括介质基板、介质基板上下表面的第一金属层和第二金属层，第一金属层包括两个对称设置的金属贴片，每个金属贴片包括半模类梳状线基片集成波导、梯形过渡区和四分之一圆的弧形微带线，半模类梳状线基片集成波导的两端分别连接梯形过渡区，梯形过渡区的端部分别连接弧形微带线，第一金属层设有若干U形槽对和耦合系数重构组件，U形槽对包括上U形槽和下U形槽，上U形槽和下U形槽分别对称设于两个半模类梳状线基片集成波导的开放边缘之间，两个半模类梳状线基片集成波导开放边缘之间设有间隙，间隙处设有耦合系数重构组件。2.如权利要求1所述的基于HMCSIW的新型耦合系数可重构的耦合器，其特征在于：耦合系数重构组件包括若干PIN二极管、若干第一电容和若干第二电容，PIN二极管中心对称设于间隙处，且PIN二极管分别设于上U形槽和下U形槽之间，上U形槽的两侧分别设有第一电容，下U形槽的两侧分别设有第二电容，PIN二极管的一端分别通过第一电容连接上U形槽的两侧，PIN二极管的另一端分别通过第二电容连接下U形槽的两侧。3.如权利要求2所述的基于HMCSIW的新型耦合系数可重构的耦合器，其特征在于：耦合系数重构组件的PIN二极管以每隔四分之一工作波长设于间隙处。4.如权利要求1‑3任一项所述的基于HMCSIW的新型耦合系数可重构的耦合器，其特征在于：两个半模类梳状线基片集成波导的内侧平行设置。5.如权利要求1‑3任一项所述的基于HMCSIW的新型耦合系数可重构的耦合器，其特征在于：弧形微带线与梯形过渡区的阻抗均为50欧姆。6.如权利要求1‑3任一项所述的基于HMCSIW的新型耦合系数可重构的耦合器，其特征在于：两个对称设置的金属贴片中，上层的金属贴片的弧形微带线的端部分别形成耦合端口和隔离端口，下层的金属贴片的弧形微带线的端部分别形成输入端口和直通端口。7.如权利要求2或3所述的基于HMCSIW的新型耦合系数可重构的耦合器，其特征在于：通过直流偏置控制耦合系数重构组件的PIN二极管的通断，实现耦合系数的调节。8.如权利要求2或3所述的基于HMCSIW的新型耦合系数可重构的耦合器，其特征在于：该基于HMCSIW的新型耦合系数可重构的耦合器的耦合系数调节过程为，通过控制耦合系数重构组件的PIN二极管的导通个数增加，使能量的传递加强，耦合系数增大；通过控制耦合系数重构组件的PIN二极管的导通个数减少，使能量的传递减弱，耦合系数减小。2CN115775964A说明书1/5页基于HMCSIW的新型耦合系数可重构的耦合器技术领域[0001]本发明涉及一种基于HMCSIW的新型耦合系数可重构的耦合器，属于通信技术领域。背景技术[0002]基片集成波导技术(SIW)以其低成本和平面化的特点吸引了众多学者的关注，基于SIW的集成电路在无线通信系统中得到了广泛的应用。然而，由于金属通孔的存在，当接入SIW上加载的有源器件时，需要额外的射频扼流圈。作为SIW的扩展研究，类梳状线基片集成波导(CSIW)使用一组四分之一波长的微带开路枝节线来代替金属通孔来形成等效的电壁，以限制波导中的电磁波。由于CSIW中的顶部和底部金属层是独立的，因此输入和输出端口可以与接地层隔离，以便于与有源器件集成。由于使用了一组四分之一波长微带开路枝节线，因此基于CSIW的器件通常比类似的SIW器件尺寸更大。[0003]为了满足小