[发明专利]一种端接等复阻抗横跨定向耦合器

权利要求书

1.一种端接等复阻抗横跨定向耦合器，其特征在于：包括平行耦合线(1)、总并联短路线(21、22、23、24、25、26)、总跨接电容(31、32、33)和四个等复阻抗输入/输出端口，所述总跨接电容(31、32、33)包括第一跨接电容(31)、第二跨接电容(32)和第三跨接电容(33)；

所述平行耦合线(1)包括第一耦合线(11)和第二耦合线(12)；所述总并联短路线(21、22、23、24、25、26)包括第一段并联短路线(21)、第二段并联短路线(22)、第三段并联短路线(23)、第四段并联短路线(24)、第五段并联短路线(25)和第六段并联短路线(26)；

所述第一段并联短路线(21)与第一耦合线(11)的一端连接，第二段并联短路线(22)与第一耦合线(11)的中部连接，第三段并联短路线(23)与第一耦合线(11)的另一端连接，所述第四段并联短路线(24)与第二耦合线(12)的一端连接，第五段并联短路线(25)与第二耦合线(12)的中部连接，第六段并联短路线(26)与第二耦合线(12)的另一端连接；所述总并联短路线(21、22、23、24、25、26)所包含的每个并联短路线的特性阻抗相同，其中第一、三、四、六段并联短路线的电长度相同，第二、五段并联短路线的电长度相同；

该耦合器采用如下方式设计：

步骤1：将偶模激励下的传输矩阵代入功分比表达式中，以第一段并联短路线(21)、第三段并联短路线(23)、第四段并联短路线(24)、第六段并联短路线(26)的电长度θ₂以及第二段并联短路线(22)和第五段并联短路线(25)的电长度θ₃作为自由变量，得到平行耦合线(1)的偶模特性阻抗Z_1e的表达式为：

其中，R_L为输入输出端口复数阻抗的实部；k为公分比，X_L为输入输出端口复数阻抗的虚部；

步骤2：根据横跨定向耦合器各端口理想匹配与隔离端口理想隔离的实现条件，以第一跨接电容(31)和第三跨接电容(33)的容值C₁为自变量、得到平行耦合线(1)的奇模特性阻抗Z_1o的表达式：

其中

其中A_e、B_e和C_e为中间变量，ω为角频率，Z_1o为平行耦合线(1)的奇模特性阻抗，Z_1e为平行耦合线(1)的偶模特性阻抗；

步骤3：第二跨接电容(32)的容值C₂由平行耦合线(1)的奇模Z_1o和偶模Z_1e特性阻抗、第一跨接电容(31)和第三跨接电容(33)的容值为C₁、第二段并联短路线(22)和第五段并联短路线(25)的电长度θ₃表示：

2.根据权利要求1所述的一种端接等复阻抗横跨定向耦合器，其特征还在于：该横跨定向耦合器的四个等复阻抗输入/输出端口接任意复数阻抗。

3.根据权利要求1所述的一种端接等复阻抗横跨定向耦合器，其特征在于所述总并联短路线(21、22、23、24、25、26)的特性阻抗与第一耦合线(11)、第二耦合线(12)的偶模特性阻抗相同。

4.根据权利要求1所述的一种端接等复阻抗横跨定向耦合器，其特征在于该横跨定向耦合器的端口复阻抗由总并联短路线(21、22、23、24、25、26)和总跨接电容(31、32、33)决定。