CN113178676A - 带状线耦合器的设计方法、装置、介质及带状线耦合器 - Google Patents

带状线耦合器的设计方法、装置、介质及带状线耦合器 Download PDF

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Abstract

本公开涉及一种带状线耦合器的设计方法、装置、介质及带状线耦合器，以避免耦合器阻抗不连续性的问题，提高耦合器性能。方法包括：响应于接收到耦合器设计请求，根据待设计的耦合器的目标功率，确定多节耦合带状线的第一宽度；针对每一节所述耦合带状线，根据该节耦合带状线的第一宽度、该节耦合带状线在耦合器的位置标识和预设的该节耦合带状线的理论阻抗，确定该节耦合带状线的设计相关参数；根据所述连接带状线的第二宽度和预设的所述连接带状线的理论阻抗，确定连接带状线的空气介质腔高度，其中，所述第二宽度与所述第一宽度相同；根据每一节耦合带状线各自的设计相关参数和连接带状线的空气介质腔高度，设计耦合器。

Description

带状线耦合器的设计方法、装置、介质及带状线耦合器
技术领域
本公开涉及耦合器技术领域，具体地，涉及一种带状线耦合器的设计方法、装置、介质及带状线耦合器。
背景技术
带状线耦合器尤其是宽带耦合带状线正交耦合器作为重要的微波部件被广泛应用于功率合成/分配器、移相器和衰减器等电路中。
对于宽带耦合带状线正交耦合器(以下简称耦合器)有多个文献已经给出了其设计方法，其中《现代微波滤波器的结构与设计下册》中给出了详细的设计表格，通过查表可以计算出各节耦合带状线的物理参数，理想情况下其仿真特性与理论值十分接近(因为在理想情况下并未考虑各节耦合带状线线间以及耦合带状线与连接带状线之间不连续性的影响)。但是，在实际应用中，通常耦合器中的中间节耦合带状线的宽度最小，越靠近两端耦合带状线宽度就越大。为了能够实现电气连接，需要增加多段连接带状线，这样在各节耦合带状线间以及最两端的耦合带状线与连接带状线间出现了阻抗不连续的现象，导致耦合器的理论计算结果与实际结果差异较大，尤其是随着频率升高其影响更加显著。因此，为了确保所设计的耦合器的实际结果与理论计算结果一致，需要消除耦合器中各节耦合带状线间以及最两端的耦合带状线与连接带状线间的阻抗不连续现象。
发明内容
本公开的目的是提供一种带状线耦合器的设计方法、装置、介质及带状线耦合器，以避免耦合器阻抗不连续性的问题，提高耦合器性能。
为了实现上述目的，本公开第一方面提供一种带状线耦合器的设计方法，所述耦合器包括：多节耦合带状线、连接带状线，所述连接带状线用于连接相邻两节耦合带状线，以及耦合带状线与端口；所述方法包括：
响应于接收到耦合器设计请求，根据待设计的耦合器的目标功率，确定所述多节耦合带状线的第一宽度，其中，每一节所述耦合带状线的第一宽度均相同；
针对每一节所述耦合带状线，根据该节耦合带状线的第一宽度、该节耦合带状线在所述耦合器的位置标识和预设的该节耦合带状线的理论阻抗，确定该节耦合带状线的设计相关参数，所述设计相关参数至少包括所述耦合带状线的空气介质腔高度；
根据所述连接带状线的第二宽度和预设的所述连接带状线的理论阻抗，确定所述连接带状线的空气介质腔高度，其中，所述第二宽度与所述第一宽度相同；
根据每一节所述耦合带状线各自的设计相关参数和所述连接带状线的空气介质腔高度，设计所述耦合器。
可选地，所述方法还包括：
针对每一节所述耦合带状线，预测根据该节耦合带状线的设计相关参数设计所得的耦合带状线的功率是否满足所述目标功率；
所述确定所述连接带状线的空气介质腔高度，包括：
在所述耦合带状线的功率满足所述目标功率的情况下，根据所述连接带状线的第二宽度和预设的所述连接带状线的理论阻抗，确定所述连接带状线的空气介质腔高度。
可选地，所述方法还包括：
预测根据所述连接带状线的空气介质腔高度设计所得的连接带状线的功率是否满足所述目标功率；
所述根据每一节所述耦合带状线各自的设计参数和所述连接带状线的空气介质腔高度，设计所述耦合器，包括：
在所述连接带状线的功率满足所述目标功率的情况下，根据每一节所述耦合带状线各自的设计参数和所述连接带状线的空气介质腔高度，设计所述耦合器。
可选地，所述方法还包括：
在所述耦合带状线的功率不满足所述目标功率的情况下，按照第一预设数值增大所述第一宽度；
所述根据该节耦合带状线的第一宽度、该节耦合带状线在所述耦合器的位置标识和预设的该节耦合带状线的理论阻抗，确定该节耦合带状线的设计相关参数，包括：
根据该节耦合带状线的增大后的第一宽度、该节耦合带状线在所述耦合器的位置标识和预设的该节耦合带状线的理论阻抗，确定该节耦合带状线的设计相关参数。
可选地，所述根据该节耦合带状线的第一宽度、该节耦合带状线在所述耦合器的位置标识和预设的该节耦合带状线的理论阻抗，确定该节耦合带状线的设计相关参数，包括：
根据该节耦合带状线在所述耦合器的位置标识和预设的该节耦合带状线的理论阻抗，确定该节耦合带状线的阻抗信息，所述阻抗信息包括奇模阻抗和偶模阻抗；
根据该节耦合带状线的第一宽度、该节耦合带状线的阻抗信息，从预设的对应关系中查询得到该节耦合带状线的设计相关参数。
可选地，所述耦合器还包括至少一个短路短截线，所述短路短截线通过空间耦合方式与所述耦合带状线相连；所述方法还包括：
确定所述短路短截线的相关参数，以使所述耦合器的驻波比小于或等于预设阈值，所述相关参数包括所述短路短截线的长度、宽度、以及所述短路短截线与其对应的耦合带状线的距离；
所述根据每一节所述耦合带状线各自的设计参数和所述连接带状线的空气介质腔高度，设计所述耦合器，包括：
根据每一节所述耦合带状线各自的设计参数和所述连接带状线的空气介质腔高度、以及所述短路短截线的相关参数，设计所述耦合器。
可选地，所述方法还包括：
预测按照每一节所述耦合带状线各自的设计参数和所述连接带状线的空气介质腔高度、以及所述短路短截线的相关参数设计的耦合器的性能指标是否满足第二预设数值；
所述根据每一节所述耦合带状线各自的设计参数和所述连接带状线的空气介质腔高度、以及所述短路短截线的相关参数，设计所述耦合器，包括：
在所述耦合器的性能指标满足所述第二预设数值的情况下，根据每一节所述耦合带状线各自的设计参数和所述连接带状线的空气介质腔高度、以及所述短路短截线的相关参数，设计所述耦合器。
本公开第二方面还提供一种带状线耦合器的设计装置，所述耦合器包括：多节耦合带状线、连接带状线，所述连接带状线用于连接相邻两节耦合带状线，以及耦合带状线与端口；所述装置包括：
第一确定模块，用于响应于接收到耦合器设计请求，根据待设计的耦合器的目标功率，确定所述多节耦合带状线的第一宽度，其中，每一节所述耦合带状线的第一宽度均相同；
第二确定模块，用于针对每一节所述耦合带状线，根据该节耦合带状线的第一宽度、该节耦合带状线在所述耦合器的位置标识和预设的该节耦合带状线的理论阻抗，确定该节耦合带状线的设计相关参数，所述设计相关参数至少包括所述耦合带状线的空气介质腔高度；
第三确定模块，用于根据所述连接带状线的第二宽度和预设的所述连接带状线的理论阻抗，确定所述连接带状线的空气介质腔高度，其中，所述第二宽度与所述第一宽度相同；
设计模块，用于根据每一节所述耦合带状线各自的设计相关参数和所述连接带状线的空气介质腔高度，设计所述耦合器。
本公开第三方面还提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现本公开第一方面所提供的所述方法的步骤。
本公开第四方面还提供一种带状线耦合器，包括：多节耦合带状线、连接带状线和短路短截线；
其中，每一所述耦合带状线的设计相关参数是根据节耦合带状线的第一宽度、该节耦合带状线在所述耦合器的位置标识和该节耦合带状线的理论阻抗确定的；
所述连接带状线的空气介质腔高度是根据所述连接带状线的第二宽度和所述连接带状线的理论阻抗确定的；
所述短路短截线的相关参数是根据所述耦合器的驻波比确定的，其中，所述相关参数包括所述短路短截线的长度、宽度、以及所述短路短截线与其对应的耦合带状线的距离。
通过上述技术方案，通过优化耦合带状线各自的设计相关参数以及连接带状线的空气介质腔高度，使得每一耦合带状线以及连接带状线的宽度均相同，有效避免耦合器阻抗不连续性的问题，提高耦合器性能。
本公开的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。
附图说明
附图是用来提供对本公开的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本公开，但并不构成对本公开的限制。在附图中：
图1是相关技术中的一种耦合器的示意图。
图2是根据一示例性实施例示出的一种带状线耦合器的设计方法的流程图。
图3是根据一示例性实施例示出一种耦合带状线叠层和物理尺寸示意图。
图4是根据一示例性实施例示出的另一种带状线耦合器的设计方法的流程图。
图5是根据一示例性实施例示出的一种耦合器的示意图。
图6是根据一示例性实施例示出的一种耦合短路短截线的示意图和等效电路图。
图7是根据一示例性实施例示出的另一种耦合器的示意图。
图8和图9是图7所示耦合器的仿真结果波形图。
图10和图11是图1所示耦合器的仿真结果波形图。
图12是根据一示例性实施例示出的一种带状线耦合器的设计装置的框图。
图13是根据一示例性实施例示出的一种电子设备的框图。
具体实施方式
以下结合附图对本公开的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本公开，并不用于限制本公开。
在相关技术中，多是通过利用渐变线连接相邻两节耦合带状线，以期减小阻抗不连续的影响。示例地，以耦合器的端口对应的阻抗为50欧姆为例，在设计过程中，各节耦合带状线的等效阻抗均为50欧姆，根据微波理论的常识，为了完全匹配，连接两节耦合带状线的渐变线的阻抗也应该为50欧姆。但是，如图1所示，由于中间节耦合带状线C1的宽度最小，越靠近端口耦合带状线的宽度越大，使得越靠近端口的渐变线的宽度也就越大，从而导致耦合器中的渐变线的阻抗不可能一直为50欧姆，一定会存在不连续性，因此采用渐变线连接相邻两节耦合带状线并不能有效消除阻抗不连续性的问题。
此外，根据微波理论连接各节耦合带状线的渐变线以及连接端口的50欧姆的渐变线对“地”会形成的平板电容，平板电容的特性为容性，为了消除容性影响，需要感性元件对其进行中和。但是，在相关技术中，考虑到加工方便，多是采用多个开路短截线进行消除，即，如图1所示，在除渐变线位置外的其他位置处增加开路短截线进行阻抗匹配，但是，由于开路短截线的特性为容性，因此，通过渐变线和开路短截线并不能有效消除耦合器阻抗不连续的问题。
鉴于此，本公开提供一种带状线耦合器的设计方法、装置、介质及带状线耦合器，以避免耦合器阻抗不连续性的问题，提高耦合器性能。
图2是根据一示例性实施例示出的一种带状线耦合器的设计方法的流程图，其中，耦合器包括多节耦合带状线、连接带状线，该连接带状线用于连接相邻两节耦合带状线，以及耦合带状线与端口。如图2所示，该方法可以包括以下步骤。
在步骤201中，响应于接收到耦合器设计请求，根据待设计的耦合器的目标功率，确定多节耦合带状线的第一宽度，其中，每一节耦合带状线的第一宽度均相同。
在本公开中，耦合器设计请求用于表征设计耦合器的请求。在一种实施例中，用户输入的耦合器设计请求中包括待设计的耦合器的目标功率，这样，在接收到耦合器设计请求时，可以根据该耦合器设计请求中包括的待设计的耦合器的目标功率，确定出该耦合器中多节耦合带状线的第一宽度。
在另一种实施例中，在接收到用户输入的耦合器设计请求后，进一步获取用户输入的待设计的耦合器的目标功率，这样，在获取到该目标功率之后，确定出该耦合器中多节耦合带状线的第一宽度。
值得说明的是，可以根据相关技术中的公式和目标功率计算出耦合带状线的第一宽度，本公开对计算耦合带状线的第一宽度的公式不作具体限定。
在步骤202中，针对每一节耦合带状线，根据该节耦合带状线的第一宽度、该节耦合带状线在耦合器的位置标识和预设的该节耦合带状线的理论阻抗，确定该节耦合带状线的设计相关参数，该设计相关参数至少包括耦合带状线的空气介质腔高度。
值得说明的是，在耦合器中位于不同位置处的耦合带状线的奇模阻抗是不同的，在本公开中，针对不同位置处的耦合带状线的奇模阻抗是已知的，并且，奇模阻抗和偶模阻抗的乘积的开方为耦合带状线的理论阻抗。
因此，在一种实施例中，步骤202的具体实施方式为：首先，根据该节耦合带状线在耦合器的位置标识和预设的该节耦合带状线的理论阻抗，确定该节耦合带状线的阻抗信息，所述阻抗信息包括奇模阻抗和偶模阻抗。之后，根据该节耦合带状线的第一宽度、该节耦合带状线的阻抗信息，从预设的对应关系中查询得到该节耦合带状线的设计相关参数。
示例地，预设耦合带状线的不同位置标识与奇模阻抗的对应关系，这样，根据该节耦合带状线在耦合器的位置标识和该对应关系，即可确定出该节耦合带状线的奇模阻抗。接着，依据奇模阻抗和偶模阻抗的乘积的开方为耦合带状线的理论阻抗的原理，根据所确定的奇模阻抗和预设的该节耦合带状线的理论阻抗确定出偶模阻抗。例如，耦合带状线的理论阻抗可以为50欧姆。
最后，根据该节耦合带状线的第一宽度、该节耦合带状线的阻抗信息，从预设的对应关系中查询得到该节耦合带状线的设计相关参数。其中，该预设的对应关系为第一宽度、奇模阻抗、偶模阻抗与耦合带状线的设计相关参数之间的关系。
图3是根据一示例性实施例示出一种耦合带状线叠层和物理尺寸示意图。如图3所示，设计相关参数除了可以包括耦合带状线的空气介质腔高度B之外，还可以包括耦合带状线中两个导体的垂直间距S，耦合带状线中两个导体的水平距离WO，其中，在图3中，W表征耦合带状线的第一宽度。
在本公开中，可以依次确定每一节耦合带状线的设计相关参数。示例地，可以先确出定第一节耦合带状线C1的设计相关参数，接着，确定第二节耦合带状线C2的设计相关参数，直到确定出最后一节耦合带状线Cn的设计相关参数为止。
值得说明的是，由于各节耦合带状线中两个导体的垂直间距S均是相同的，因此，在确定出第一节耦合带状线C1中两个导体的垂直间距S之后，即可获知到第二节、第三节、……最后一节耦合带状线中两个导体的垂直间距S，如此，在确定除第一节之外的其他节耦合带状线时，无需再次从预设的对应关系中查找其他节耦合带状线中两个导体的垂直间距S，以节省查询工作量。
在步骤203中，根据连接带状线的第二宽度和预设的连接带状线的理论阻抗，确定连接带状线的空气介质腔高度，其中，第二宽度与第一宽度相同。
在本公开中，在耦合器中的连接带状线的宽度均相同的情况下，耦合器中的连接带状线的宽度也就固定了，即与耦合带状线的宽度也相同，因此，第二宽度等于第一宽度。此外，在本公开中，可以预设连接带状线的理论阻抗、第二宽度与空气介质腔高度的对应关系，进而在确定出预设连接带状线的理论阻抗和第二宽度之后，查询该对应关系可以确定出连接带状线的空气介质腔高度。
值得说明的是，由于耦合器中的每一连接带状线的第二宽度均相同，且理论阻抗也相同(例如为50欧姆)，因此，所确定的每一连接带状线的空气介质腔高度也是相同的。
在步骤204中，根据每一节耦合带状线各自的设计相关参数和连接带状线的空气介质腔高度，设计耦合器。
在确定出每一耦合带状线各自的设计相关参数和连接带状线的空气介质腔高度之后，按照所确定出的参数设计耦合器，以使设计出的耦合器能够满足用户的需求。
采用上述技术方案，通过优化耦合带状线各自的设计相关参数以及连接带状线的空气介质腔高度，使得每一耦合带状线以及连接带状线的宽度均相同，有效避免了耦合器的阻抗不连续性的问题，提高耦合器性能。
为了更好的理解本公开所提供的带状线耦合器的设计方法，下面以一个完整的实施例对本公开所提供的方法进行说明。
图4是根据一示例性实施例示出的另一种带状线耦合器的设计方法的流程图。如图4所示，该方法可以包括以下步骤。
在步骤401中，响应于接收到耦合器设计请求，根据待设计的耦合器的目标功率，确定第一节耦合带状线的第一宽度。其中，其他节耦合带状线的宽度与第一节耦合带状线的宽度相同。
在步骤402中，确定第一节耦合带状线的设计相关参数，其中，该设计相关参数包括耦合带状线的空气介质腔高度B、耦合带状线中两个导体的垂直间距S，耦合带状线中两个导体的水平距离WO。
示例地，根据第一节耦合带状线的第一宽度，该节耦合带状线在耦合器的位置标识和预设的该节耦合带状线的理论阻抗，确定第一节耦合带状线的设计相关参数。其中，具体的确定方式如上文所述，此处不再赘述。
值得说明的是，耦合器中的每一节耦合带状线的耦合带状线中两个导体的垂直间距均相同，即，都等于第一节耦合带状线中两个导体的垂直间距S。
在步骤403中，确定其他节耦合带状线中的每一节耦合带状线的空气介质腔高度B、耦合带状线中两个导体的水平距离WO。
示例地，可以参照确定第一节耦合带状线的设计相关参数的方式确定除第一节之外的他节耦合带状线中的每一节耦合带状线的空气介质腔高度B、耦合带状线中两个导体的水平距离WO，此处不再赘述。
在步骤404中，针对每一节耦合带状线，预测根据该节耦合带状线的设计相关参数设计所得的耦合带状线的功率是否满足目标功率。
在本公开中，在生成耦合器之前，首先，根据所确定的每一节耦合带状线的设计相关参数，模拟仿真每一节耦合带状线的功率是否满足用户需要的目标功率，以判断所确定的每一节耦合带状线的设计相关参数是否准确。
在步骤405中，在耦合带状线的功率满足目标功率的情况下，根据连接带状线的第二宽度和预设的连接带状线的理论阻抗，确定连接带状线的空气介质腔高度。
其中，确定连接带状线的空气介质腔高度的方式可参照图2中步骤203的方式进行确定，此处不再赘述。
在步骤406中，预测根据连接带状线的空气介质腔高度设计所得的连接带状线的功率是否满足目标功率。
例如，可以通过模拟仿真的方式进行预测，本公开对此不作具体限定。
在步骤407中，在连接带状线的功率满足目标功率的情况下，根据每一节耦合带状线各自的设计参数和连接带状线的空气介质腔高度，设计耦合器。
如此，采用上述技术方案，在耦合带状线的功率以及连接带状线的功率满足目标功率的情况下，再生成耦合器，以确保设计所得的耦合器可以满足用户的需求，避免因设计完成后的耦合器不满足用户需求，而导致无用的设计工作量，从而导致耦合器设计的效率较低的问题。
在一种实施例中，如果耦合带状线的功率不满足目标功率，则需要调整第一宽度，之后，再基于调整后的第一宽度确定每节耦合带状线的设计相关参数。示例地，在耦合带状线的功率不满足目标功率的情况下，可以按照第一预设数值增大第一宽度，之后，再根据增大后的第一宽度，参照上述方式依次确定每节耦合带状线的设计相关参数，并针对每一节耦合带状线，预测根据该节耦合带状线的设计相关参数设计所得的耦合带状线的功率是否满足目标功率，直到每一节耦合带状线的功率满足目标功率为止，否则，一直增大第一宽度。
在另一种实施例中，如果预测的连接带状线的功率不满足目标功率，则仍需按照第一预设数值增大第一宽度，接着，再根据增大后的第一宽度，参照上述方式依次确定每节耦合带状线的设计相关参数，并针对每一节耦合带状线，预测根据该节耦合带状线的设计相关参数设计所得的耦合带状线的功率是否满足目标功率，直到每一节耦合带状线的功率满足目标功率为止，之后，根据最后一次增大后的第一宽度(即，增大后的第二宽度)确定连接带状线的空气介质腔高度，直到连接带状线的功率满足目标功率为止，否则，一直增大第一宽度。
采用上述技术方案，若预测的耦合带状线或连接带状线的功率不满足目标功率，会通过增大第一宽度(第二宽度)来提高耦合带状线或连接带状线的功率，简化了设计难度，提高了设计效率。
图5是根据一示例性实施例示出的一种耦合器的示意图。如图5所示，在该耦合器中，每一节耦合带状线的宽度均是相同的，并且，连接相连两节耦合带状线的连接带状线、以及连接端口与耦合带状线的连接带状线的宽度也是相同的，有效减小了耦合器的阻抗不连续性。
值得说明的是，虽然各节耦合带状线、连接带状线的宽度均是相同的，但是，各节耦合带状线的空气介质腔高度、以及耦合带状线与连接带状线的空气介质腔高度不同，仍会引入不连续的问题，并且，如上所述，根据微波理论连接各节耦合带状线以及连接带状线对“地”形成平板电容，其特性为容性，为了消除其影响，需要感性元件对其进行中和，而从微波理论可知，短路短截线呈现电感特性，并且从电路理论可知感性元件更能有效消除不连续部分所引入的容性。因此，在本公开中，采用短路短截线来代替相关技术中的开路短截线以有效削弱容性不连续的影响。
示例地，该耦合器还可以包括至少一个短路短截线，该短路短截线通过空间耦合方式与耦合带状线相连。值得说明的是，本公开对短路短截线的数量不作具体限定，可根据实际情况设置不同数量的短路短截线。
在本公开中，在确定短路短截线的相关参数时需参考耦合器的驻波，以使所确定的短路短截线的相关参数能够确保耦合器的驻波比小于或等于预设阈值。其中，短路短截线的相关参数可以包括短路短截线的长度Ld、宽度wd、以及短路短截线与其对应的耦合带状线的距离sd。此外，该预设阈值可以是默认数值，也可以是用户根据实际需求自行设置的数值，其可以例如为1.2。
图6是根据一示例性实施例示出的一种耦合短路短截线的示意图和等效电路图。如图6所示，短路短截线可以等效为电感L，短路短截线与其对应的耦合带状线之间的空隙可以等效为电容C。如此，可以根据耦合短路短截线的等效电路确定短路短截线的长度Ld、宽度wd、以及短路短截线与其对应的耦合带状线的距离sd，以使耦合器的驻波比小于或等于预设阈值。
采用上述技术方案，通过优化耦合带状线各自的设计相关参数以及连接带状线的空气介质腔高度，使得每一耦合带状线以及连接带状线的宽度均相同，有效避免耦合器阻抗不连续性的问题，提高耦合器性能。并且，在耦合器中增加短路短截线，可有效削弱容性不连续性的影响，进一步提高了耦合器的性能。
值得说明的是，根据驻波比确定短路短截线的相关参数的技术属于现有技术，此处不再赘述。
此外，类似地，在确定出短路短截线的相关参数之后，还可以通过模拟仿真技术，预测按照每一节耦合带状线各自的设计参数以及连接带状线的空气介质腔高度、以及短路短截线的相关参数设计的耦合器的性能指标是否满足第二预设数值，其中，耦合器的性能指标包括但不限于：驻波比、耦合系数、带宽、幅度平衡度、隔离度、相位平衡度。在耦合器的性能指标满足第二预设数值的情况下，根据每一节耦合带状线各自的设计参数以及连接带状线的空气介质腔高度、以及短路短截线的相关参数，设计耦合器。其中，第二预设数值为设计耦合器领域的默认数值，也可以是用户根据实际需求自行设置的数值，本公开对此不作具体限定。此外，按照上述方式设计得到的耦合器的示意图如图7所示。
图8和图9是图7所示耦合器的仿真结果波形图。图10和图11是图1所示耦合器的仿真结果波形图。其中，在图8至图11中，横坐标表征频率，单位为GHz，纵坐标表征损耗，单位为dB，并且，图8和图10表征耦合器端口的回波损耗随频率的变化，图9和图11表征耦合器耦合端和直通端的插入损耗随频率的变化，且在图9和图11中曲线1表征直通端的插入损耗随频率的变化，曲线2表征耦合端的插入损耗随频率的变化。
示例地，在图8中，采用本公开提供的设计方法设计的耦合器端口的回波损耗在0.35GHz-1.2GHz频段内更优，优于-20dB，而在图10中，采用相关技术设计的耦合器端口的回波损耗仅优于-17.5dB，即，从端口的回波损耗来比较，采用本公开提供的设计方法设计的耦合器端口的回波损耗更由于采用相关技术设计的耦合器端口的回波损耗。
在图9中，采用本公开提供的设计方法设计的耦合器的幅度平衡度在0.35GHz-1.2GHz频段内约0.5dB(耦合端的插入损耗和直通端的插入损耗的差值)，而在图11中，采用相关技术设计的耦合器的幅度平衡度约为1dB，因此，本公开提供的设计方法设计的耦合器的幅度平衡度优于采用相关技术设计的耦合器的幅度平衡度。
基于同一发明构思，本公开还提供一种带状线耦合器的设计装置。图12是根据一示例性实施例示出的一种带状线耦合器的设计装置的框图，所述耦合器包括：多节耦合带状线、连接带状线，所述连接带状线用于连接相邻两节耦合带状线，以及耦合带状线与端口。如图12所示，该带状线耦合器的设计装置1200可以包括：
第一确定模块1201，用于响应于接收到耦合器设计请求，根据待设计的耦合器的目标功率，确定所述多节耦合带状线的第一宽度，其中，每一节所述耦合带状线的第一宽度均相同；
第二确定模块1202，用于针对每一节所述耦合带状线，根据该节耦合带状线的第一宽度、该节耦合带状线在所述耦合器的位置标识和预设的该节耦合带状线的理论阻抗，确定该节耦合带状线的设计相关参数，所述设计相关参数至少包括所述耦合带状线的空气介质腔高度；
第三确定模块1203，用于根据所述连接带状线的第二宽度和预设的所述连接带状线的理论阻抗，确定所述连接带状线的空气介质腔高度，其中，所述第二宽度与所述第一宽度相同；
设计模块1204，用于根据每一节所述耦合带状线各自的设计相关参数和所述连接带状线的空气介质腔高度，设计所述耦合器。
可选地，所述装置还可以包括：
第一预测模块，用于针对每一节所述耦合带状线，预测根据该节耦合带状线的设计相关参数设计所得的耦合带状线的功率是否满足所述目标功率；
所述第三确定模块1203可以包括：
第一确定子模块，用于在所述耦合带状线的功率满足所述目标功率的情况下，根据所述连接带状线的第二宽度和预设的所述连接带状线的理论阻抗，确定所述连接带状线的空气介质腔高度。
可选地，所述装置还可以包括：
第二预测模块，用于预测根据所述连接带状线的空气介质腔高度设计所得的连接带状线的功率是否满足所述目标功率；
所述设计模块1204还用于：在所述连接带状线的功率满足所述目标功率的情况下，根据每一节所述耦合带状线各自的设计参数和所述连接带状线的空气介质腔高度，设计所述耦合器。
可选地，所述装置可以包括：
调整模块，用于在所述耦合带状线的功率不满足所述目标功率的情况下，按照第一预设数值增大所述第一宽度；
第二确定模块1202可以包括：
第二确定子模块，用于根据该节耦合带状线的增大后的第一宽度、该节耦合带状线在所述耦合器的位置标识和预设的该节耦合带状线的理论阻抗，确定该节耦合带状线的设计相关参数。
可选地，第二确定模块1202可以包括：
第三确定子模块，用于根据该节耦合带状线在所述耦合器的位置标识和预设的该节耦合带状线的理论阻抗，确定该节耦合带状线的阻抗信息，所述阻抗信息包括奇模阻抗和偶模阻抗；
查询子模块，用于根据该节耦合带状线的第一宽度、该节耦合带状线的阻抗信息，从预设的对应关系中查询得到该节耦合带状线的设计相关参数。
可选地，所述耦合器还包括至少一个短路短截线，所述短路短截线通过空间耦合方式与所述耦合带状线相连；所述装置还包括：
第四确定模块，用于确定所述短路短截线的相关参数，以使所述耦合器的驻波比小于或等于预设阈值，所述相关参数包括所述短路短截线的长度、宽度、以及所述短路短截线与其对应的耦合带状线的距离；
所述设计模块1204还用于：根据每一节所述耦合带状线各自的设计参数和所述连接带状线的空气介质腔高度、以及所述短路短截线的相关参数，设计所述耦合器。
可选地，所述装置还可以包括：
第三预测模块，用于预测按照每一节所述耦合带状线各自的设计参数和所述连接带状线的空气介质腔高度、以及所述短路短截线的相关参数设计的耦合器的性能指标是否满足第二预设数值；
所述设计模块1204还用于：在所述耦合器的性能指标满足所述第二预设数值的情况下，根据每一节所述耦合带状线各自的设计参数和所述连接带状线的空气介质腔高度、以及所述短路短截线的相关参数，设计所述耦合器。
关于上述实施例中的装置，其中各个模块执行操作的具体方式已经在有关该方法的实施例中进行了详细描述，此处将不做详细阐述说明。
基于同一发明构思，本公开还提供过一种带状线耦合器，包括：多节耦合带状线、连接带状线和短路短截线；
其中，每一所述耦合带状线的设计相关参数是根据节耦合带状线的第一宽度、该节耦合带状线在所述耦合器的位置标识和该节耦合带状线的理论阻抗确定的；
所述连接带状线的空气介质腔高度是根据所述连接带状线的第二宽度和所述连接带状线的理论阻抗确定的；
所述短路短截线的相关参数是根据所述耦合器的驻波比确定的，其中，所述相关参数包括所述短路短截线的长度、宽度，以及所述短路短截线与其对应的耦合带状线的距离。
图13是根据一示例性实施例示出的一种电子设备的框图。如图13所示，该电子设备700可以包括：处理器701，存储器702。该电子设备700还可以包括多媒体组件703，输入/输出(I/O)接口704，以及通信组件705中的一者或多者。
其中，处理器701用于控制该电子设备700的整体操作，以完成上述的带状线耦合器的设计方法中的全部或部分步骤。存储器702用于存储各种类型的数据以支持在该电子设备700的操作，这些数据例如可以包括用于在该电子设备700上操作的任何应用程序或方法的指令，以及应用程序相关的数据，例如联系人数据、收发的消息、图片、音频、视频等等。该存储器702可以由任何类型的易失性或非易失性存储设备或者它们的组合实现，例如静态随机存取存储器(Static Random Access Memory，简称SRAM)，电可擦除可编程只读存储器(Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory，简称EEPROM)，可擦除可编程只读存储器(Erasable Programmable Read-Only Memory，简称EPROM)，可编程只读存储器(Programmable Read-Only Memory，简称PROM)，只读存储器(Read-Only Memory，简称ROM)，磁存储器，快闪存储器，磁盘或光盘。多媒体组件703可以包括屏幕和音频组件。其中屏幕例如可以是触摸屏，音频组件用于输出和/或输入音频信号。例如，音频组件可以包括一个麦克风，麦克风用于接收外部音频信号。所接收的音频信号可以被进一步存储在存储器702或通过通信组件705发送。音频组件还包括至少一个扬声器，用于输出音频信号。I/O接口704为处理器701和其他接口模块之间提供接口，上述其他接口模块可以是键盘，鼠标，按钮等。这些按钮可以是虚拟按钮或者实体按钮。通信组件705用于该电子设备700与其他设备之间进行有线或无线通信。无线通信，例如Wi-Fi，蓝牙，近场通信(Near FieldCommunication，简称NFC)，2G、3G、4G、NB-IOT、eMTC、或其他5G等等，或它们中的一种或几种的组合，在此不做限定。因此相应的该通信组件705可以包括：Wi-Fi模块，蓝牙模块，NFC模块等等。
在一示例性实施例中，电子设备700可以被一个或多个应用专用集成电路(Application Specific Integrated Circuit，简称ASIC)、数字信号处理器(DigitalSignal Processor，简称DSP)、数字信号处理设备(Digital Signal Processing Device，简称DSPD)、可编程逻辑器件(Programmable Logic Device，简称PLD)、现场可编程门阵列(Field Programmable Gate Array，简称FPGA)、控制器、微控制器、微处理器或其他电子元件实现，用于执行上述的带状线耦合器的设计方法。
在另一示例性实施例中，还提供了一种包括程序指令的计算机可读存储介质，该程序指令被处理器执行时实现上述的带状线耦合器的设计方法的步骤。例如，该计算机可读存储介质可以为上述包括程序指令的存储器702，上述程序指令可由电子设备700的处理器701执行以完成上述的带状线耦合器的设计方法。
在另一示例性实施例中，还提供一种计算机程序产品，该计算机程序产品包含能够由可编程的装置执行的计算机程序，该计算机程序具有当由该可编程的装置执行时用于执行上述的带状线耦合器的设计方法的代码部分。
以上结合附图详细描述了本公开的优选实施方式，但是，本公开并不限于上述实施方式中的具体细节，在本公开的技术构思范围内，可以对本公开的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本公开的保护范围。
另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合。为了避免不必要的重复，本公开对各种可能的组合方式不再另行说明。
此外，本公开的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本公开的思想，其同样应当视为本公开所公开的内容。

Claims (10)

1.一种带状线耦合器的设计方法，所述耦合器包括：多节耦合带状线、连接带状线，所述连接带状线用于连接相邻两节耦合带状线，以及耦合带状线与端口；其特征在于，所述方法包括：
响应于接收到耦合器设计请求，根据待设计的耦合器的目标功率，确定所述多节耦合带状线的第一宽度，其中，每一节所述耦合带状线的第一宽度均相同；
针对每一节所述耦合带状线，根据该节耦合带状线的第一宽度、该节耦合带状线在所述耦合器的位置标识和预设的该节耦合带状线的理论阻抗，确定该节耦合带状线的设计相关参数，所述设计相关参数至少包括所述耦合带状线的空气介质腔高度；
根据所述连接带状线的第二宽度和预设的所述连接带状线的理论阻抗，确定所述连接带状线的空气介质腔高度，其中，所述第二宽度与所述第一宽度相同；
根据每一节所述耦合带状线各自的设计相关参数和所述连接带状线的空气介质腔高度，设计所述耦合器。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
针对每一节所述耦合带状线，预测根据该节耦合带状线的设计相关参数设计所得的耦合带状线的功率是否满足所述目标功率；
所述确定所述连接带状线的空气介质腔高度，包括：
在所述耦合带状线的功率满足所述目标功率的情况下，根据所述连接带状线的第二宽度和预设的所述连接带状线的理论阻抗，确定所述连接带状线的空气介质腔高度。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
预测根据所述连接带状线的空气介质腔高度设计所得的连接带状线的功率是否满足所述目标功率；
所述根据每一节所述耦合带状线各自的设计参数和所述连接带状线的空气介质腔高度，设计所述耦合器，包括：
在所述连接带状线的功率满足所述目标功率的情况下，根据每一节所述耦合带状线各自的设计参数和所述连接带状线的空气介质腔高度，设计所述耦合器。
4.根据权利要求2或3所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
在所述耦合带状线的功率不满足所述目标功率的情况下，按照第一预设数值增大所述第一宽度；
所述根据该节耦合带状线的第一宽度、该节耦合带状线在所述耦合器的位置标识和预设的该节耦合带状线的理论阻抗，确定该节耦合带状线的设计相关参数，包括：
根据该节耦合带状线的增大后的第一宽度、该节耦合带状线在所述耦合器的位置标识和预设的该节耦合带状线的理论阻抗，确定该节耦合带状线的设计相关参数。
5.根据权利要求1-3中任一项所述的方法，其特征在于，所述根据该节耦合带状线的第一宽度、该节耦合带状线在所述耦合器的位置标识和预设的该节耦合带状线的理论阻抗，确定该节耦合带状线的设计相关参数，包括：
根据该节耦合带状线在所述耦合器的位置标识和预设的该节耦合带状线的理论阻抗，确定该节耦合带状线的阻抗信息，所述阻抗信息包括奇模阻抗和偶模阻抗；
根据该节耦合带状线的第一宽度、该节耦合带状线的阻抗信息，从预设的对应关系中查询得到该节耦合带状线的设计相关参数。
6.根据权利要求1-3中任一项所述的方法，其特征在于，所述耦合器还包括至少一个短路短截线，所述短路短截线通过空间耦合方式与所述耦合带状线相连；所述方法还包括：
确定所述短路短截线的相关参数，以使所述耦合器的驻波比小于或等于预设阈值，所述相关参数包括所述短路短截线的长度、宽度、以及所述短路短截线与其对应的耦合带状线的距离；
所述根据每一节所述耦合带状线各自的设计参数和所述连接带状线的空气介质腔高度，设计所述耦合器，包括：
根据每一节所述耦合带状线各自的设计参数和所述连接带状线的空气介质腔高度、以及所述短路短截线的相关参数，设计所述耦合器。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
预测按照每一节所述耦合带状线各自的设计参数和所述连接带状线的空气介质腔高度、以及所述短路短截线的相关参数设计的耦合器的性能指标是否满足第二预设数值；
所述根据每一节所述耦合带状线各自的设计参数和所述连接带状线的空气介质腔高度、以及所述短路短截线的相关参数，设计所述耦合器，包括：
在所述耦合器的性能指标满足所述第二预设数值的情况下，根据每一节所述耦合带状线各自的设计参数和所述连接带状线的空气介质腔高度、以及所述短路短截线的相关参数，设计所述耦合器。
8.一种带状线耦合器的设计装置，所述耦合器包括：多节耦合带状线、连接带状线，所述连接带状线用于连接相邻两节耦合带状线，以及耦合带状线与端口；其特征在于，所述装置包括：
第一确定模块，用于响应于接收到耦合器设计请求，根据待设计的耦合器的目标功率，确定所述多节耦合带状线的第一宽度，其中，每一节所述耦合带状线的第一宽度均相同；
第二确定模块，用于针对每一节所述耦合带状线，根据该节耦合带状线的第一宽度、该节耦合带状线在所述耦合器的位置标识和预设的该节耦合带状线的理论阻抗，确定该节耦合带状线的设计相关参数，所述设计相关参数至少包括所述耦合带状线的空气介质腔高度；
第三确定模块，用于根据所述连接带状线的第二宽度和预设的所述连接带状线的理论阻抗，确定所述连接带状线的空气介质腔高度，其中，所述第二宽度与所述第一宽度相同；
设计模块，用于根据每一节所述耦合带状线各自的设计相关参数和所述连接带状线的空气介质腔高度，设计所述耦合器。
9.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，该程序被处理器执行时实现权利要求1-7中任一项所述方法的步骤。
10.一种带状线耦合器，其特征在于，包括：多节耦合带状线、连接带状线和短路短截线；
其中，每一所述耦合带状线的设计相关参数是根据节耦合带状线的第一宽度、该节耦合带状线在所述耦合器的位置标识和该节耦合带状线的理论阻抗确定的；
所述连接带状线的空气介质腔高度是根据所述连接带状线的第二宽度和所述连接带状线的理论阻抗确定的；
所述短路短截线的相关参数是根据所述耦合器的驻波比确定的，其中，所述相关参数包括所述短路短截线的长度、宽度，以及所述短路短截线与其对应的耦合带状线的距离。
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