一种同时实现频率和功分比重构的混合分支线耦合器.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN109216848A(43)申请公布日2019.01.15(21)申请号201810900172.2(22)申请日2018.08.09(71)申请人佛山市顺德区中山大学研究院地址528399广东省佛山市顺德区大良街道办事处云路社区居民委员会南国东路9号申请人广东顺德中山大学卡内基梅隆大学国际联合研究院中山大学(72)发明人李元新全其珍郑少勇(74)专利代理机构广州嘉权专利商标事务所有限公司44205代理人左恒峰(51)Int.Cl.H01P5/04(2006.01)权利要求书1页说明书7页附图12页(54)发明名称一种同时实现频率和功分比重构的混合分支线耦合器(57)摘要本发明公开了一种同时实现频率和功分比重构的混合分支线耦合器，基于分支线结构来实现频率和功分比可重构，既实现了功分器的功能而且可以实现工作频率可调，非常适合于现代无线通信系统的应用；与现有技术相比，通过在分支线耦合器上加载变容二极管，从而可实现任意功分比以及任意中心频率输出，并且整体结构简单，可实现小型化，易于集成；另外，由于使用了平面微带结构，因此制造简易，成本较低；由于输出频率可调，因此可实现在较宽的宽带范围内通信。因此，本发明设计合理，结构简单，可以满足对输出信号输出功率变化的要求，并可以工作在多个通信频带内，有利于提高通信系统的整体性能。CN109216848ACN109216848A权利要求书1/1页1.一种同时实现频率和功分比重构的混合分支线耦合器，包括混合耦合器，其特征在于：所述混合耦合器包括从上至下依次排布的平面微带单元、基板和地层；所述平面微带单元包括若干个加载式分支线耦合器，所述加载式分支线耦合器包括分支线耦合器，所述分支线耦合器包括微带线A1、微带线A2、微带线A3、微带线A4、阻抗匹配线B1、阻抗匹配线B2、阻抗匹配线B3、阻抗匹配线B4和一对耦合线D1；所述微带线A1和微带线A2均平行于水平轴且微带线A3和微带线A4平行于竖直轴，所述阻抗匹配线B1和阻抗匹配线B2通过外部电容分别接于微带线A1的两端，所述阻抗匹配线B3和阻抗匹配线B4通过外部电容分别接于微带线A2的两端；所述加载式分支线耦合器还包括若干个功分模块，所述功分模块包括隔直电容C4、变容二极管P1和射频扼流圈RFC1，所述隔直电容C4的一端分别连接到变容二极管P1及射频扼流圈RFC1的一端，所述射频扼流圈RFC1的另一端通过外部导线通入直流电压，所述变容二极管P1的另一端通过金属过孔接地，所述微带线A1及微带线A2的两端、微带线A3及微带线A4的中部分别连接有功分模块且连接到功分模块内隔直电容C4的另一端；所述加载式分支线耦合器还包括变容二极管P2和射频扼流圈RFC2；所述耦合线D1的两端分别连接到变容二极管P2和射频扼流圈RFC2的一端，所述射频扼流圈RFC2的另一端通过外部导线通入直流电压，所述变容二极管P2的另一端通过金属过孔接地。2.根据权利要求1所述的一种同时实现频率和功分比重构的混合分支线耦合器，其特征在于：所述变容二极管P1和变容二极管P2均采用MA46H201芯片。3.根据权利要求1或2所述的一种同时实现频率和功分比重构的混合分支线耦合器，其特征在于：所述基板采用介电常数为3.38、厚度为0.813mm的RogersRT/Duroid4003c材料制成。4.根据权利要求1所述的一种同时实现频率和功分比重构的混合分支线耦合器，其特征在于：所述地层为金属地层。5.根据权利要求3所述的一种同时实现频率和功分比重构的混合分支线耦合器，其特征在于：所述混合耦合器的可调功分比为3-10dB，可调频率为1.7GHz-2.9GHz。2CN109216848A说明书1/7页一种同时实现频率和功分比重构的混合分支线耦合器技术领域[0001]本发明涉及微波通信领域，尤其是一种同时实现频率和功分比重构的混合分支线耦合器。背景技术[0002]随着5G技术和多标准通信系统的迅速发展，为了满足其需求，对工作在微波段、毫米波段的射频器件的性能要求越来越高。耦合器是射频器件中不可或缺的一种元器件，它是一种具有方向性的功率分配元件，能从主传输系统的正向波中按照不同比例把功率分配到耦合端和直通端，耦合器广泛应用于基站系统、平衡放大器、雷达系统、平衡混频器、功率增益控制器件、天线阵列系统和相控阵雷达系统的馈电网络中。之前的研究已经可以实现频率和功分比的同时可重构，但这类耦合器都是基于两段或者多段耦合线结构来完成的，相对而言，基于分支线耦合器的结构并未实现频率和功分比的同时可重构，即基于分支线耦合器的结构只能实现单一功能重构，例如只能调节工作频率、功分比或者单一的调节相位，而频率和功分比的同时可重构在射频中具有重大的意义，可