CN100365864C - 改进的定向耦合器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种包括耦合线的定向耦合器和一种用于在补偿条件下实现定向耦合器中的耦合的方法。该定向耦合器包括具有第一线(8)和第二线(9)的耦合线(8，9)，和至少一个接地平面(10，11，13)。至少一个该接地平面是调谐接地平面(10，11，13)，并且调节在第一线(8)和第二线(9)之间的距离(14，25)以及第一线(8)和各个调谐接地平面(10，11，13)之间的每个距离(15，17，26，27)，以便有助于在补偿条件下达到所需耦合水平，其特征在于，该第一和第二线(8，9)之间在水平方向的区域包括至少部分气体，并且至少一个介电层(1，2，3)在垂直方向被安置在该第二线(9)和该至少一个调谐接地平面(10，11，13)之间，从而该第一线(8)和各个调谐接地平面(10，11，13)之间在水平方向的每个距离(26，27)依赖于每个调谐接地平面(10，11，13)和该气体与介电层(1，2，3)之间的边界之间在水平方向的各个距离(15，24)。

Description

改进的定向耦合器

技术领域

本发明涉及一种包括耦合线的定向耦合器，和用于在补偿条件下实现在定向耦合器中耦合的方法。

背景技术

定向耦合器是用于射频设备的公知的四端口元件。该装置用于从被提供到输入端口并在输出端口接收的无线电或微波频率信号中提取采样。经过适当的设计，该定向耦合器能够区分提供到输入端口的信号和提供到输出端口的信号。这种特性在射频发射器中特别有用，其中可以独立监视发射信号和从失配天线反射的信号。为了获得这种性能，耦合器的方向性必须很高。如果达到所谓“补偿条件”，耦合器的方向性就会很高。有两个补偿条件，假定准静态近似是有效的：1)电容和电感耦合系数相等，和2)利用适当的阻抗(优选为50欧姆)终止该耦合器--更多细节参见例如：K.Sachse，A.Sawicki，Quasi-ideal multilayer two-and three-strip directionalcouplers for monolithic and hybrid MICs，IEEE Trans.MTT，vol.47，No.9，Sept.1999，pp.1873-1882。

要作为发射功率或从天线反射的功率的监视器使用的定向耦合器应当具有弱耦合(-30到-40dB的耦合)和高方向性(至少20dB)。定向耦合器的一个很公知的属性是对于弱耦合线的方向性低于紧耦合线的方向性。因此，具有弱耦合的耦合器难以制造，从而对其进行补偿。上面提到的K.Sachse和A.Sawicki的文献记载了适于紧耦合的耦合器，在-3到-8dB，对应于0.7到0.4的耦合水平。然而，通过该文献中的结构不能获得补偿条件下的弱耦合。

对于这些类型的耦合器的解决方案是利用具有均匀电介质的纯带状线结构。遗憾的是，这种方案仅能用于制成单独部件的耦合器。它们不能或者几乎不能用于集成电路环境中，其中负载功率信号的传输线主要集成在多层印刷电路板的上表面或者设置在多层印刷电路板的旁边。

形成为共面或者背面是导体的共面的定向耦合器和准带状线结构在US 4288760专利中记载，这里分别在图1和图2中给出。可以看出，在两种结构中，耦合线都被放置成彼此相距一个垂直距离以及彼此相距一个水平距离。这些耦合器的补偿仅在耦合带的一个公共位置获得，并且相应的耦合是在12dBz左右的水平。在这些耦合器中，如果保留补偿条件，通过增加分离该耦合带的介电层的高度仅有可能减少少量的耦合。而且，图1中所示的结构不方便用于多层电路板，因为例如由机械结构形成的该外部接地平面的位置对于该耦合器的参数非常关键，外部接地平面位置的微小改变都将导致该耦合器参数的很大偏差。

在同轴线中形成的定向耦合器--微带印刷线结构在US 5926076和EP 228265公开中记载。在两种结构中，该同轴线的外部导体都具有纵向开口，以允许耦合到蚀刻在印刷电路板上和位于该开口旁边的微带状线。在这些结构中可通过改变该同轴线的内部导体和微带状线之间的距离来调整耦合水平。然而，在这些公开中都没有涉及是否补偿该耦合器或者怎样补偿它们的内容。

发明概述

本发明的目的是提供一种定向耦合器，能够保证在补偿条件下实现宽范围的弱耦合。

该目的是通过一种定向耦合器实现的，该耦合器包括具有第一线和第二线的耦合线和至少一个接地平面，其特征在于，至少一个该接地平面是调谐接地平面(tuning ground plane)，其中调节在该第一和第二线之间的距离以及在该第一线和每个调节接地平面之间的每个距离，以便有助于在补偿条件下的所需耦合水平。

调节该调谐接地平面和第一线之间的距离的可能性，直接有助于调节该耦合水平和补偿该耦合器的可能性。相应地，这使得能够获得该耦合器的高方向性。

本发明使得能够调节在该第一和第二线之间的距离与在该第一线和每个调谐接地平面之间的每个距离之间的关系，从而有助于在补偿条件下的所需耦合水平。更特别地，调节该调谐接地平面和第一线之间的距离也改变该耦合水平。这样，该耦合水平和补偿条件的获得应当并行调整。

优选地，调节该第一线和/或第二线的宽度以便有助于在补偿条件下的所需耦合水平。这意味着还可以调节所述参数以达到补偿条件。更特别地，可以调节该第一和第二线的宽度以使得该第一和第二线与所需阻抗相匹配，优选为50欧姆。

通常可以调整四个参数，即(i)第一和第二线之间的距离，(ii)调谐接地平面和第一线之间的距离，(iii)第一线的宽度，(iv)第二线的宽度，以获得(i)相等的电容和电感耦合系数，以及(ii)耦合水平、(iii)第一线的阻抗、和(iv)第二线的阻抗的适当值。

优选地，该第二线和至少一个接地平面的每个边缘设置在该第一线的相同侧。这将易于通过调节该至少一个接地平面的每个边缘和该第一线之间的距离而补偿该耦合器。

优选地，该定向耦合器包括至少两个导电层，并将至少一个介电层插入在该导电层之间。从而，该耦合器结构便于在标准多层印刷电路板技术中制造。换句话说，配置在多层印刷电路环境中的定向耦合器可以确保得到在补偿条件下实现宽范围的弱耦合。

优选地，该定向耦合器的电长度是波长的四分之一或更少。

优选地，该第一线包括在垂直方向上分离并且通过至少一个连接电连接的至少两个带状物。从而，能够获得具有低插入损失并且能够负载传输信号的高功率的线。此外，在使用介电材料分离该带并且该介电材料被研磨以制造所谓准空气管线的情况，在该介电材料中几乎不发生介电损失，因为该导电层或带状物具有相同的电位，并且该电磁场不能穿过该介电材料。

优选地，在该第一和第二线之间的区域包括至少部分气体，并且至少一个介电层被安置在该第二线和该至少一个调谐接地平面之间，从而在该第一线和该各个调谐接地平面之间的每个距离依赖于每个调谐接地平面和在该气体和介电层之间的边界之间的各个距离。该第一线可以被该气体完全包围，并且该第二线可以嵌入到至少一个介电材料中，或者该第二线可以部分与该气体接触而部分与该介电材料接触。从而进一步增加了该第一线的功率处理能力。

本发明提供了一种定向耦合器，包括具有第一线和第二线的耦合线，和至少一个接地平面，至少一个该接地平面是调谐接地平面，其中调节在第一线和第二线之间的距离以及第一线和各个调谐接地平面之间的每个距离，以便有助于在补偿条件下达到所需耦合水平，并且其中该定向耦合器的电长度是传播波长的四分之一或更少，其特征在于，该第一和第二线之间在水平方向的区域包括至少部分气体，并且至少一个介电层在垂直方向被安置在该第二线和该至少一个调谐接地平面之间，从而该第一线和各个调谐接地平面之间在水平方向的每个距离依赖于每个调谐接地平面和该气体与介电层之间的边界之间在水平方向的各个距离。

该目的还通过提供一种用于实现在补偿条件下的定向耦合器中耦合的方法而实现，该耦合器包括具有第一和第二线的耦合线，以及至少一个接地平面，其特征在于，它包括选择在该第一和第二线之间的距离、以及在该第一线和至少一个接地平面的边缘之间的每个距离，以便有助于达到在补偿条件下的所需耦合水平。

本方法在设计定向耦合器或者调节已有的耦合器或耦合器设计以达到在补偿条件下实现宽范围的弱耦合时非常有用。

附图说明

下面，将参照附图对本发明进行详细说明，其中：

-图1和2示出了根据已知技术的耦合线定向耦合器垂直于该耦合线切割的截面图，

-图3示出了根据本发明的第一实施例的耦合线定向耦合器垂直于该耦合线切割的截面图，

-图4示出了用于图3所示定向耦合器的耦合系数的曲线图，

-图4a示出了用于解释图4曲线图中的变量的对应于图3中该截面的横截面，

-图5示出了根据本发明第二实施例的耦合线定向耦合器垂直于该耦合线切割的截面图，

-图6示出了用于图5所示定向耦合器的耦合系数的曲线图，

-图6a示出了用于解释图6曲线图中的变量的对应于图5中该截面的横截面，

-图7示出了根据本发明另一实施例的耦合线定向耦合器垂直于该耦合线切割的截面图，

-图8示出了为在图7所示结构中的耦合线中传播的两个正交模式计算的有效介电常数的曲线图，

-图8a示出了用于解释图8曲线图中的变量的对应于图7中该截面的横截面，

-图9-13示出了根据本发明其他实施例的耦合线定向耦合器垂直于该耦合线切割的截面图，

-图14a示出了为在图13所示结构中的耦合线中传播的两个正交模式计算的有效介电常数的曲线图，

-图14b示出了用于图13中所示定向耦合器的耦合系数的曲线图，

-图14c示出了用于解释图14a和14b曲线图中的变量的、与图13中横截面相似的横截面，和

-图15示出了根据本发明另一实施例的耦合线定向耦合器垂直于该耦合线切割的截面图。

具体实施方式

在图3中，给出了根据本发明第一实施例的耦合线定向耦合器的结构的横截面。与本发明的其他实施例类似，它适用于多层印刷电路技术和弱耦合。它包括基片形式的第一介电层1、第二介电层2和第三介电层3。该第一介电层1位于第二介电层2之上，第二介电层2位于第三介电层3之上。该耦合器包括第一导电层4、第二导电层5、第三导电层6和第四导电层7。该第一导电层4位于第一介电层1上方。第二导电层5位于该第一介电层1和第二介电层2之间。第三导电层6位于该第二介电层2和第三介电层3之间。第四导电层7位于第三介电层3下方。

带状形式的耦合线8、9，优选为直线和平行的，并且具有纵轴，这里是指第一线8和第二线9，分别在该第一导电层4和第三导电层6上形成。在本发明实施例的说明中，第一线8也称为主线。

在本发明的任何实施例中，该第一和第二线还可以布置成使得它们之间的距离改变，例如在它们其中之一或两者都逐渐变细或弯曲的情况，或者在它们都是直线但是不平行的情况。对于这种表示，该耦合线的纵轴被限定为该两条线的质量分布的纵向方向。在该耦合线是直线并且平行的情况，该耦合线的纵轴平行于它们中的每一条。

该第一和第二线8、9设置成彼此相距一定的水平距离14。在本实施例中，由于该第一和第二线8、9是在分离的导电层上形成，所以它们也被设置成彼此相距一定的垂直距离，该距离大约与该第一介电层1和第二介电层2的厚度之和相等。

在该第一导电层4、第二导电层5、第三导电层6和第四导电层7中，分别形成第一接地平面10、10′，第二接地平面11、11′，第三接地平面12、12′和第四接地平面13。该第四接地平面13也称为低接地平面13。该第一接地平面10、10′，第二接地平面11、11′和第三接地平面12、12′包括第一区域10、11、12和第二区域10′、11′、12′，其以平行于该接地平面并且垂直于该耦合线8、9纵向方向的方向，被设置在该第一线8的相对侧。

该第一、第二和第三接地平面的第二区域10′、11′、12′位于该第一线8的相同侧，优选地设置成距离第一线8相同的水平距离16。这将是实用的，因为它将易于引入多个连接19，或者连接该第二区域10′、11′、12′和该低接地平面13的通孔19，该通孔被设置成沿着平行于该耦合线8和9的线。然而，作为可选的，该第一、第二和第三接地平面的第二区域10′、11′、12′可以设置成距离第一线8不相等的水平距离。

在该第一、第二和第三接地平面的第二区域10′、11′、12′和该第一线8之间的水平距离16可以被调节以获得该第一线的所需阻抗。

第三接地平面12的第一区域作为该第二接地平面11的第一区域而位于该第一线8的相同侧，被设置成距离第二线9的距离18处。第一接地平面10、第二接地平面11和第三接地平面12的第一区域和该低接地平面13，通过沿着平行于耦合线8和9的线布置的多个通孔19相连接。

第二接地平面11的第一区域位于与该接地平面平行并且垂直于耦合线8、9纵向方向的方向，与第二线9相同地被设置在第一线8的相同一侧，在这里被称为调谐接地平面11。

如从图3中可以看出，该调谐接地平面11在垂直于该接地平面的方向上位于第一线8和第二线9之间。形成在分离的导体层中的第一线8和调谐接地平面11被设置成彼此相距一定垂直距离，该距离大约等于该第一介电层1的厚度。

如下参照图4和4a进一步所述，第一线8和调谐接地平面11的边11a之间的水平距离15被调节以达到用于宽范围弱耦合的补偿条件。

该第一接地平面的第一区域10位于与该第二区域10′距离该第一线8的相同距离处。然而，可选地，该第一接地平面的第一区域10和第一线8、以及该第一接地平面的第二区域10′和第一线8之间的距离16、17可以是不相等的。事实上，第一接地平面的第一区域10可以用作附加调谐接地平面，从而可以沿着该第二接地平面的第一区域11和第一线8之间的距离15调节该第一接地平面的第一区域10和第一线8之间的距离17，以达到用于宽范围弱耦合的补偿条件。

图4示出了上述耦合器的耦合系数的计算结果，作为在第一线8和该调谐接地平面11(图3)之间的水平距离15的函数，并且在第一线8和第二线9之间的水平距离14作为参数。该介电层的介电常数称为eps1、eps2和eps3。eps1和eps3的值对于核心材料是典型的，而eps2的值对于预浸材料是典型的。kc和k1分别代表电容和电感耦合系数。如果这两个系数相等并且该耦合器的端口被终止，则补偿该定向耦合器，这种情况下使用50欧姆的阻抗。可以从图4中看出，该结构确保宽范围的弱耦合，即从-20到-37dB及以上，同时被补偿。为了阐明这些是弱耦合水平，指出-20分贝(dB)对应于传输到第二线9的功率和在主线8中传播的总功率之比0.01，而-30dB对应于传输到第二线9的功率和在主线8中传播的总功率之比0.001。接地平面11具有调节该耦合水平和补偿该耦合器的中心函数。该耦合水平可以通过改变该第一线8和第二线9之间的距离14以及调节第一线8和该调谐接地平面11之间的距离15来调节。对该第一线8和该调谐接地平面11之间的距离15的调节还会将该耦合器调节到该补偿条件。同时应当调节该第一线8和第二线9的宽度以达到该补偿条件的匹配条件。当该第一水平距离14和第二水平距离15在图4所示的范围中变化时，这些宽度对于线8从120变到126密耳(mil)，对于线9从21变到31mils。

图5示出了根据本发明第二实施例的定向耦合器。该第二实施例的物理结构与参照图3说明的第一实施例相似，除了以下内容。与第一实施例不同，第二线9在第二导电层5上形成。从而在本实施例中，耦合线之间的垂直距离大约等于第一介电层1的厚度。而且，与参照图3使用的符号不同，在第三导电层6中形成第二接地平面11、11′，在第二导电层5中形成第三接地平面12、12′。第二线9以垂直于该接地平面的方向设置在第一线8和该第二接地平面11的第一区域之间。第一线8和第二接地平面11的第一区域之间的垂直距离大约等于该第一介电层1和第二介电层2的厚度之和。

第一接地平面的第一区域10和第二接地平面11的第一区域被称为调谐接地平面，并且都是在平行于接地平面和垂直于耦合线8、9纵向方向的方向与第二线9相同地设置于该第一线8的一侧。并且，第一线8和调谐接地平面11设置成彼此相距一定水平距离15，第一线8和调谐接地平面10设置成彼此相距一定水平距离17。从而在本实施例中，通过分别调节第一线8和第一接地平面的第一区域10的边10a、以及第二接地平面的第一区域11的边11a之间的水平距离17、15来调谐该耦合器以补偿。

可选地，只有距离15可以被调节以用于补偿，从而该第一接地平面的第一介电层10和第二区域10′可以被放置成优选地距离第一线8相等的距离16、17。

图6示出了参照图5说明的耦合器的耦合系数的计算结果，作为在第一线8和调谐接地平面10、11之间的水平距离15、17(s)(参见图6a)的函数，并且在第一线8和第二线9之间的水平距离14作为参数(s1)。从而，在图6中，通过将在第一线8和调谐接地平面10之间的水平距离17(见图5)设定成等于在第一线8和调谐接地平面11之间的水平距离15来获得该结果。

从图6中可以看出，利用根据第二实施例的耦合器，当该耦合器被补偿时，可以获得与根据第一实施例的耦合器基本上相同宽范围的弱耦合。为了确保与50欧姆条件的匹配，该第一线8和第二线9的伴随宽度分别从104变到130mils和从21变到40mils。

在分别参照图3和5给出的第一和第二实施例中，该结构使用了该第一导电层4上的背面有导体的共面线8和在第三导电层6或第二导电层5上的准带状线9。

图7示出了以微带-准带状线结构形式的另一实施例，从而第一线8、第二线9和调谐接地平面11的位置对应于图3中所示结构中的各个相应的组件的位置。低接地平面13在第二线9下方提供。图7中所示的实施例与图3中所示实施例的区别在于，至少在耦合线8、9附近，在形成该第一线8和第二线9的导电层中不存在接地平面。并且，对应于图3所示实施例中的第二接地平面的第二区域11′的部分在图7所示的实施例中没有给出。在图7所示的实施例中，第一线8和该低接地平面13形成了微带状线结构，其中该第一线8是微带状线8，第二线9、调谐接地平面11和该低接地平面13构成带状线结构，其中该第二线9是准带状线9。

令人惊奇的是，已经发现利用在耦合线中传播的两个正交模式的传播速度的较大不同可以获得补偿条件下的弱耦合。这在图8和8a中示出，其中给出了为在图7所示结构中的耦合线中传播的两个正交模式计算的有效介电常数，以及用于解释该图表中的变量的、对应于图7中横截面的横截面。介电层的介电常数被选择以使得每层都相同，并且等于3.6。在图8中，eps eff c对应于带状线9中传播的波。要注意的是，如果该带状线9被调谐接地平面11覆盖，对应于s的较小值，则用于这种模式的有效介电常数等于该介电层的电容率，因为它应当是用于该带状线。eps eff pi对应于在微带状线8中传播的波并且与eps eff c显著不同。

在本发明的范围内对上述结构的进一步修改也是可能的。在第一线8的、与第二线9和调谐接地平面11所在一侧相对的一侧，对接地平面10′、11′和12′的任何布置都是可能的。从而，只有后者的一些能够给出，或者所有都被省略。设置在第一线8或第二线9附近的接地平面对于以方便的几何尺寸将这些线调谐到终止阻抗(50欧姆)是有用的。

图9示出了一种可选的结构，其中第一线8、第二线9和调谐接地平面11的位置对应于图7中所示结构中各个相应元件的位置。此外，在与该调谐接地平面相同的导电层上形成的第二接地平面区域11′被设置在水平方向上的该第一线8的相对侧。并且，在水平方向上与调谐接地平面11相同的第一线8的一侧，第一接地平面10形成在与第一线8相同的导电层上，并且位于距离后者的距离17处。该第一接地平面10可以用作附加的调谐接地平面，从而可以通过适当调节该调谐接地平面11的边11a和第一线8之间的距离15、以及该调谐接地平面10的边10a和第一线8之间的距离17，来获得用于宽变化的弱耦合的补偿条件。

在上述实施例中，第一线8不论是共面还是微带状线的形式，都作为功率负载线在该耦合器中使用。图10示出了一个可选实施例，其中第一线被堆叠，从而第二导电层5上的辅助线20被设置在第一导电层4上的线8下方，并且使用沿着线8和20设置的至少一个优选为多个通孔21连接到线8。这将扩展线8的功率处理性能。调谐接地平面10和11被提供，从而可以通过适当调节该调谐接地平面11和第一线8之间的距离15、以及该调谐接地平面10和第一线8之间的距离17，来获得用于宽变化的弱耦合的补偿条件。

优选地，定向耦合器的电长度，即第一和第二线耦合的距离，是该传播波长的四分之一或更少--如何对具有不同传播速度的两种模式计算该波长参见上面提到的文献：K.Sachse，A.Sawicki，Quasi-ideal multilayer two-and three-strip directionalcouplers for monolithic and hybrid MICs，IEEE Trans.MTT，vol.47，No.9，1999年9月，第1873-1882页。

图3、7和9中的结构中，微带状线8和带状线9除了被水平移动外，被设置成彼此相距一定垂直距离，其中接地平面11分离这些传播介质，这种结构为制造高定标(high scale)集成的耦合器提供了相对小的体积，这在许多应用中是有很大优势的。

图11示出了一个可选实施例，其中第一线8旁边的介电材料被沿着该第一线8移动。水平距离16和17指示了移动区域的宽度。从而，第一和第二线8、9之间的区域包括部分空气。一般地，任何合适的气体都可以提供在所述区域中。

第一线8以垂直距离22悬挂在外部导电底板23上方。外部导电底板23连接到低接地平面13。第一线8包括设置在导电层4、5、6和7上的四条印刷线，并且通过沿着第一线8设置的多个通孔21连接。第一线8和第二线9之间的耦合水平主要依赖于该线之间的距离25，即距离17和14之和。在本实施例中，第一线8具有低插入损失并且能够负载传输信号的高功率。在第一线8的导电层之间设置的介电材料中几乎没有损失，因为这些导电层具有相同的电位。

由于调谐接地平面10、11和13的调整特性，设置成与介电材料1、2、3的边缘相距距离15，并围绕该第二线9，即与第一线8相距距离26，所以在图11中所示的实施例中定向耦合器的补偿是可能的。换句话说，通过调节每个接地平面10、11、13的各个边缘和该气体与介电层1、2、3之间的边界之间的距离15，可以获得该耦合器的补偿。距离15可以保持为对每一个接地平面10、11和13都相同，或者可以对这些接地平面的每一个都不同。

图11的横截面图中所示的定向耦合器可以应用于高集成模块中，其中通过第一线8传输高功率，从而电路的一些部分被设置在由导电层4和5构建的微带类型的传输介质中，而其他部分设置在由导电层5、6和7构建的带状类型的传输介质中。在本结构中构建的定向耦合器的长度比使用充气传输介质构建的要短，因为在本结构中传播的一个模式的有效介电常数几乎等于包围第二线9的介电材料2和3的介电常数。

本发明的另一个可选实施例给出了在图12的横截面图中所示的定向耦合器。这个耦合器便于孤立的耦合器结构。本实施例与图11所示的之间的唯一区别在于缺少微带类型的传输介质。该准充气的第一线8和带状类型的第二线9用于组成该耦合器。通过适当调节接地平面11和13的边缘11a、13a和包围第二线9的介电材料的边缘之间的水平距离15和24，即接地平面11、13和第一线8之间的距离26、27，可以能够对该耦合器进行补偿。距离15和24可以被设定为相等或不等。

因为在图11和图12中给出的实施例中的第一线8是准充气的，所以有可能利用在充气介质中悬浮的任何物质来代替该第一多层印刷线8。图13示出了本发明的另一个实施例，其中同轴线内部导体被用作示例性的充气第一线8。第一线8的很多其他横截面形状被允许，而不影响该定向耦合器的关键特性，例如正方形、矩形或三角形。在图13中，给出了带状类型的传输介质，包括第二线9和接地平面11和13。本实施例可以附加与图11中所示相似的微带类型的传输介质，并且包括图11中的导电层4和5。

令人惊奇的是，已经发现，在图11、12和13中给出的根据该实施例构建的耦合器可以被补偿。在耦合线中传播的两种正交模式的传播速度的差别，在所述实施例中显著大于在参照图3、5、7、9和10给出的实施例中。这在图14a-c中示出，其中给出了电感和电容耦合系数kL、kC，以及用于在与图13中所示相似的结构中的耦合线中传播的两种正交模式的有效介电常数eps eff c、eps eff pi，以及与图13相似用于解释图表中的变量的横截面。(图13和14c中结构之间的不同点是不重要的。)要注意的是，该耦合器被补偿，对于s大约为0.75mm，其中耦合系数曲线互相交叉。并且，要注意两种模式的有效介电常数几乎等于包围该耦合传输线的两种不同介质的介电常数：对于包围该同轴线的空气为1，而对于该带状线的电介质为eps。

图15中给出了另一个可选实施例。它包括简单的同轴线-微带状线结构。通过适当调节该接地平面13和介电层3的左垂直边缘之间的距离24来补偿该耦合器。

以上，已经提到了可以调节该第一和第二线的宽度以使得该第一线和第二线匹配到所需的阻抗，该阻抗优选为50欧姆。除此之外，还可以调节包围该线的接地平面之间的距离以有助于使得该第一和第二线与50欧姆匹配。

Claims (6)

1.一种定向耦合器，包括具有第一线(8)和第二线(9)的耦合线(8，9)，和至少一个接地平面(10，11，13)，至少一个该接地平面是调谐接地平面(10，11，13)，其中调节在第一线(8)和第二线(9)之间的距离(14，25)以及第一线(8)和各个调谐接地平面(10，11，13)之间的每个距离(15，17，26，27)，以便有助于在补偿条件下达到所需耦合水平，并且其中该定向耦合器的电长度是传播波长的四分之一或更少，其特征在于，该第一和第二线(8，9)之间在水平方向的区域包括至少部分气体，并且至少一个介电层(1，2，3)在垂直方向被安置在该第二线(9)和该至少一个调谐接地平面(10，11，13)之间，从而该第一线(8)和各个调谐接地平面(10，11，13)之间在水平方向的每个距离(26，27)依赖于每个调谐接地平面(10，11，13)和该气体与介电层(1，2，3)之间的边界之间在水平方向的各个距离(15，24)。

2.根据权利要求1所述的定向耦合器，其中调节该第一线和/或第二线(8，9)的宽度以便有助于在补偿条件下达到所需耦合水平。

3.根据权利要求1或2所述的定向耦合器，其中在第一线(8)和第二线(9)之间的距离(14，25)是指，在平行于至少一个接地平面(10，11，13)并且垂直于该耦合线(8，9)的纵向方向的方向上的水平距离(14，25)。

4.根据权利要求1或2所述的定向耦合器，其中该第二线(9)和该至少一个调谐接地平面(10，11，13)被设置在该第一线(8)的相同侧。

5.根据权利要求1或2所述的定向耦合器，包括至少两个导电层(4，5，6，7)，从而将至少一个介电层(1，2，3)插入到该导电层之间。

6.根据权利要求1或2所述的定向耦合器，其中该第一线(8)包括在垂直方向分离并且通过至少一个连接(21)电连接的至少两个带状物。

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