CN113300071A - 功分器、定向耦合器和网络分析仪 - Google Patents

功分器、定向耦合器和网络分析仪 Download PDF

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Abstract

一种功分器、定向耦合器和网络分析仪，所述定向耦合器包括两个功分器，一个功分器的第二端口与另一功分器的第一端口耦合连接，功分器用于将从其第一端口输入的一路信号能量分为两路信号能量，两路信号能量分别流向第二端口和第三端口，两路信号能量中流向第二端口的一路信号能量大于流向第三端口的另一路信号能量；功分器还用于将从第二端口输入的一路信号能量全部流向第一端口，并通过第一端口输出该路信号能量，利用功分器的第二端口和第三端口之间的隔离度实现了定向耦合器的方向性，以及通过两个功分器的连接在实现双定向功能的同时，实现了超高频率带宽。

Description

功分器、定向耦合器和网络分析仪
技术领域
本发明涉及定向耦合器技术领域，具体涉及一种功分器、定向耦合器和网络分析仪。
背景技术
网络分析仪在完成测量驻波或者S参数时会同时采集自身端口发射的信号和被测器件反射信号，并对这两个信号做算术处理就能得到对被测器件的输入驻波及端口阻抗等参数，而完成自身发射信号与反射信号的提取需要通过网络分析仪前端的定向耦合器实现。定向耦合器主要完成信号的分离，它使其中一条耦合通路只完成对发射信号的采集，而不会采集到发射信号通过被测件反射回来的反射信号，另一条耦合通路只完成对反射信号的采集，而不会采集到发射信号。
网络分析仪的频段覆盖范围一般从几KHz到几GHz或者几十GHz，更高端的甚至高达上百GHz，其设计难点之一就是要设计出覆盖从低频到高频的超高频率带宽的定向耦合器。
网络分析仪中定向耦合器的实现主要有以下两种方式：一是利用平衡电桥原理，利用同轴线与阻容器件的组合来模拟巴伦实现，但是设计的电路必须达到非常好的平衡特性才能实现定向耦合器的方向性，电路设计及调试无疑是非常困难的；二是使用电阻构成的耦合衰减网络，并结合相关软件算法来实现定向耦合器的方向性，但是由算法实现的方向性并不能减小信号的泄漏，两个耦合通路都会接收到发射信号和反射信号，当发射信号和反射信号同相位进入耦合通道时，信号幅度叠加，功率增大6dB，导致耦合通道的接收机底噪恶化6dB，从而导致网络分析仪的动态范围恶化6dB，而在某些测试场合，例如测试一个滤波器阻带的抑制要求网络分析仪的动态范围高达130dB或者更高，这6dB的动态范围显得尤为重要。
发明内容
本发明主要解决的技术问题是提供一种功分器、定向耦合器和网络分析仪，其能够实现定向耦合器的方向性以及超高频率带宽。
根据第一方面，一种实施例中提供一种定向耦合器，包括：
两个功分器，每个所述功分器包括第一端口、第二端口和第三端口，其中，一个功分器的第二端口与另一个功分器的第二端口耦合连接；
所述功分器用于将从其第一端口输入的一路信号能量分为两路信号能量，所述两路信号能量分别流向第二端口和第三端口，所述两路信号能量中流向所述第二端口的一路信号能量大于流向第三端口的另一路信号能量；
所述功分器还用于将从第二端口输入的一路信号能量全部流向第一端口，并通过第一端口输出该路信号能量。
在一实施例中，所述功分器还包括：
连接于第一端口和第二端口、第三端口之间的微带线功分结构；
微带线功分结构包括两组对称的微带线，两组微带线之间设有隔离电阻，两组微带线通过隔离电阻相连。
在一实施例中，所述微带线功分结构包括：
连接于第一端口且沿第一方向设置的第一微带线，所述第一方向为第一端口输入或输出的信号能量的方向；
连接于第二端口且沿第二方向设置的第二微带线，所述第二方向为第二端口输入或输出的信号能量的方向；
连接于第三端口且沿第三方向设置的第三微带线，所述第三方向为第三端口输入或输出的信号能量的方向；
连接于第一微带线和第二微带线之间的第一多枝节阻抗结构，包括沿第一方向叠合在一起的至少两节第四微带线，所述相邻两节第四微带线的至少部分端面贴合在一起，并使得相邻两节第四微带线的端部错开一定宽度形成台阶，且在第一微带线至第二微带线方向上每节第四微带线的宽度依次增加；
连接于第一微带线和第三微带线之间的第二多枝节阻抗结构，包括沿第一方向叠合在一起的至少两节第五微带线，所述相邻两节第五微带线的至少部分端面贴合在一起，并使得相邻两节第五微带线的端部错开一定宽度形成台阶，且在第一微带线至第三微带线方向上每节第五微带线的宽度依次增加；
所述第一多枝节阻抗结构中第四微带线的节数与第二多枝节阻抗结构中第五微带线的节数相同，且第一多枝节阻抗结构的长度与第二多枝节阻抗结构的长度相同，所述第一多枝节阻抗结构与第二多枝节阻抗结构通过一组隔离电阻连接；
沿所述第一方向位于同一节的第四微带线和第五微带线之间设有间隙。
在一实施例中，沿所述第一方向位于同一节的第四微带线和第五微带线通过一隔离电阻相连，所述隔离电阻的数量与第四微带线或第五微带线的节数相同。
在一实施例中，所述微带线功分结构包括：
连接于第一端口且沿第一方向设置的公共微带线，所述第一方向为第一端口输入或输出的信号能量的方向；
连接于公共微带线和第二端口之间的第一渐变微带线，所述第一渐变微带线的宽度沿公共微带线至第二端口的方向逐渐增加；
连接于公共微带线和第三端口之间的第二渐变微带线，所述第二渐变微带线的宽度沿公共微带线至第三端口的方向逐渐增加；第一渐变微带线的宽度大于其对称位置的第二渐变微带线的宽度；
设置于第一渐变微带线和第二渐变微带线之间的隔离电阻。
在一实施例中，所述隔离电阻的阻值沿所述公共微带线至所述第一渐变线或第二渐变线的方向逐渐增大。
根据第二方面，一种实施例中提供一种功分器，包括：
第一端口；
第二端口；
第三端口；
所述功分器用于将从其第一端口输入的一路信号能量分为两路信号能量，所述两路信号能量分别流向第二端口和第三端口，所述两路信号能量中流向所述第二端口的一路信号能量大于流向第三端口的另一路信号能量；
所述功分器还用于将从第二端口输入的一路信号能量全部流向第一端口，并通过第一端口输出该路信号能量。
在一实施例中，所述功分器还包括：
连接于第一端口且沿第一方向设置的第一微带线，所述第一方向为第一端口输入或输出的信号能量的方向；
连接于第二端口且沿第二方向设置的第二微带线，所述第二方向为第二端口输入或输出的信号能量的方向；
连接于第三端口且沿第三方向设置的第三微带线，所述第三方向为第三端口输入或输出的信号能量的方向；
连接于第一微带线和第二微带线之间的第一多枝节阻抗结构，包括沿第一方向叠合在一起的至少两节第四微带线，所述相邻两节第四微带线的至少部分端面贴合在一起，并使得相邻两节第四微带线的端部错开一定宽度形成台阶，且在第一微带线至第二微带线方向上每节第四微带线的宽度依次增加；
连接于第一微带线和第三微带线之间的第二多枝节阻抗结构，包括沿第一方向叠合在一起的至少两节第五微带线，所述相邻两节第五微带线的至少部分端面贴合在一起，并使得相邻两节第五微带线的端部错开一定宽度形成台阶，且在第一微带线至第三微带线方向上每节第五微带线的宽度依次增加；
所述第一多枝节阻抗结构中第四微带线的节数与第二多枝节阻抗结构中第五微带线的节数相同，且第一多枝节阻抗结构的长度与第二多枝节阻抗结构的长度相同，所述第一多枝节阻抗结构与第二多枝节阻抗结构通过一组隔离电阻连接。
在一实施例中，所述功分器还包括：
连接于第一端口且沿第一方向设置的公共微带线，所述第一方向为第一端口输入或输出的信号能量的方向；
连接于公共微带线和第二端口之间的第一渐变微带线，所述第一渐变微带线的宽度沿公共微带线至第二端口的方向逐渐增加；
连接于公共微带线和第三端口之间的第二渐变微带线，所述第二渐变微带线的宽度沿公共微带线至第三端口的方向逐渐增加；第一渐变微带线的宽度大于其对称位置的第二渐变微带线的宽度；
设置于第一渐变微带线和第二渐变微带线之间的隔离电阻。
根据第三方面，一种实施例中提供一种网络分析仪，包括：
射频前端，用于输出射频信号至被测器件，并接收射频信号经被测器件返回的反射信号；
如上述实施例所述的定向耦合器，连接于所述射频前端和被测器件之间，用于采集射频信号及其反射信号，以获取射频信号及其反射信号的幅度信息和相位信息。
依据上述实施例的定向耦合器，包括两个功分器，一个功分器的第二端口与另一功分器的第一端口耦合连接，功分器用于将从其第一端口输入的一路信号能量分为两路信号能量，两路信号能量分别流向第二端口和第三端口，两路信号能量中流向第二端口的一路信号能量大于流向第三端口的另一路信号能量；功分器还用于将从第二端口输入的一路信号能量全部流向第一端口，并通过第一端口输出该路信号能量，利用功分器的第二端口和第三端口之间的隔离度实现了定向耦合器的方向性，以及通过两个功分器的连接在实现双定向功能的同时，实现了超高频率带宽。
附图说明
图1为一种实施例的功分器的结构示意图；
图2为一种实施例的定向耦合器的结构示意图；
图3为另一种实施例的功分器的结构示意图；
图4为另一种实施例的定向耦合器的结构示意图。
具体实施方式
下面通过具体实施方式结合附图对本发明作进一步详细说明。其中不同实施方式中类似元件采用了相关联的类似的元件标号。在以下的实施方式中，很多细节描述是为了使得本申请能被更好的理解。然而，本领域技术人员可以毫不费力的认识到，其中部分特征在不同情况下是可以省略的，或者可以由其他元件、材料、方法所替代。在某些情况下，本申请相关的一些操作并没有在说明书中显示或者描述，这是为了避免本申请的核心部分被过多的描述所淹没，而对于本领域技术人员而言，详细描述这些相关操作并不是必要的，他们根据说明书中的描述以及本领域的一般技术知识即可完整了解相关操作。
另外，说明书中所描述的特点、操作或者特征可以以任意适当的方式结合形成各种实施方式。同时，方法描述中的各步骤或者动作也可以按照本领域技术人员所能显而易见的方式进行顺序调换或调整。因此，说明书和附图中的各种顺序只是为了清楚描述某一个实施例，并不意味着是必须的顺序，除非另有说明其中某个顺序是必须遵循的。
本文中为部件所编序号本身，例如“第一”、“第二”等，仅用于区分所描述的对象，不具有任何顺序或技术含义。而本申请所说“连接”、“联接”，如无特别说明，均包括直接和间接连接(联接)。
功分器，又称功率分配器，主要用于实现功率按比例分配和合成，包括第一端口、第二端口和第三端口，第一端口用于接收输入的一路信号能量，功分器将接收的一路信号能量分为两路信号能量，第二端口和第三端口分别用于输出两路信号能量，常用的功分器为一分二的等比例功分器，即两路输出信号能量相同。
定向耦合器包括三个端口，分别为输入端、输出端和耦合端，耦合端耦合的是网络分析仪其中一个端口的发射信号或者反射信号，而另一端口的反射信号或者发射信号不会进入耦合端。通过这个原理，在网络分析仪一个端口上使用两个定向耦合器，一个定向耦合器耦合发射信号，一个定向耦合器耦合反射信号，网络分析仪就可以同时分别提取发射信号和反射信号的相位和幅度信息，再通过数学计算就可以得到被测件的驻波、S参数等射频信息。
在本发明实施例中，利用两个功分器连接构建得到一个定向耦合器，其中功分器包括三个端口，三个端口形成的三个通道是连通的，且其中两个通道有隔离度。
实施例一：
请参考图1，图1为一种实施例的功分器的结构示意图，功分器包括：第一端口101、第二端口102、第三端口103、第一微带线104、第二微带线105、第三微带线106、第一多枝节阻抗结构107、第二多枝节阻抗结构108和隔离电阻109。
第一端口101用于接收输入的一路信号能量，功分器将输入的一路信号能量分为两路信号能量后分别流向第二端口102和第三端口103，第二端口102输出两路信号能量中的一路，第三端口103输出两路信号能量中的另一路。
第一微带线104为一带状传输线，其沿输入的一路信号能量的传输方向(第一方向)设置，例如，图1中的第一微带线沿竖直方向设置，第一微带线104的一端与第一端口101连接，第一微带线104的另一端均与第一多枝节阻抗结构107和第二多枝节阻抗结构108的一端连接，其中第一多枝节阻抗结构107和第二多枝节阻抗结构108的设置方向与第一微带线104的设置方向相同。
第二微带线105用于传输两路信号能量中的一路，其中两路信号能量通过将第一端口101接收的一路信号能量分为两路后得到，第二微带线105为一带状传输线，其沿第二端口输出或输入信号能量的方向(第二方向)设置，例如，图1中的第二微带线沿水平方向设置，第二微带线105的一端与第二端口102连接，第二微带线105的另一端与第二多枝节阻抗结构108的另一端连接。
第三微带线106用于传输两路信号能量中的另一路，其中两路信号能量通过将第一端口101接收的一路信号能量分为两路后得到，第三微带线106为一带状传输线，其沿第三端口输出或输入信号能量的方向(第三方向)设置，例如，图1中的第三微带线沿水平方向设置，第三微带线106的一端与第三端口103连接，第三微带线106的另一端与第二多枝节阻抗结构108的另一端连接。
在本实施例中，第一微带线、第二微带线和第三微带线的特征阻抗均为50欧姆。
第一多枝节阻抗结构107包括沿第一方向叠合在一起的至少两节第四微带线1071，相邻两节第四微带线1071的至少部分端面贴合在一起，并使得相邻两节第四微带线的端部错开一定宽度形成台阶，且在第一微带线至第二微带线方向上每节第四微带线的宽度依次增加。
第二多枝节阻抗结构108包括沿第一方向叠合在一起的至少两节第五微带线1081，相邻两节第五微带线1081的至少部分端面贴合在一起，并使得相邻两节第五微带线1081的端部错开一定宽度形成台阶，且在第一微带线至第三微带线方向上每节第五微带线的宽度依次增加。
第一多枝节阻抗结构107中第四微带线1071的节数与第二多枝节阻抗结构108中第五微带线1081的节数相同，且第一多枝节阻抗结构107的长度与第二多枝节阻抗结构108的长度相同，第一多枝节阻抗结构107与第二多枝节阻抗结构108通过一组隔离电阻109连接。
图1中所示的为4节第四微带线1071和4节第五微带线1081的示例。其中，沿第一方向位于同一节的第四微带线1071和第五微带线1081通过一个隔离电阻109相连，隔离电阻109的数量与第四微带线或第五微带线的节数相同，同一节的第四微带线和第五微带线之间沿第一方向设有间隙。例如，第一节的第四微带线的端部与一隔离电阻的部分端面连接，第一节的第五微带线的端部与该隔离电阻的部分端面连接，第一节的第四微带线和第一节的第五微带线沿纵向设有间隙110。
在本实施例中，隔离电阻为碳薄膜电阻，其寄生参数小，可以适用于更高的频率，设置隔离电阻是为了让第二端口102与第三端口103之间产生隔离，使得从第二端口102的输入的信号不泄漏到第三端口103上，隔离电阻109的阻值的大小与第二端口102与第三端口103之间隔离度的强弱相关。
此外，每一节第四微带线或者第五微带线(以下简称枝节)的长度和数量决定了功分器第二端口102和第三端口103的隔离频段范围，枝节的总长度越长，在越低的频率上就会产生隔离效果；左右枝节间的间距(间隙110)跟第一多枝节阻抗结构和第二多枝节阻抗结构的耦合系数相关，耦合系数也决定了隔离度的强弱，在本实施例中左右枝节间的间距(间隙110)是始终保持不变；枝节的宽度跟阻抗相关，其决定了第一端口101到第二端口102和第三端口103的能量分配，在本实施例中，以图1为例，从上至下第四微带线的宽度是渐变的，且逐渐变宽，宽度渐变的过程是等比例增加的(第二节的第四微带线与第一节的第四微带线的宽度比和第三节的第四微带线与第二节的第四微带线的宽度比相等，以此类推，且第四微带线(左侧)与第五微带线(右侧)渐变的宽度比都保持一致，图1中第四节的第四微带线的宽度的特征阻抗接近50欧姆，第四节的第四微带线的末端与第二微带线连接，连接的拐角有一个切角，以减小直角拐弯处的损耗。第五微带线与第四微带线同理，此处不再赘述。
本发明实施例通过调节第一多枝节阻抗结构和第二多枝节阻抗结构的节量、第四微带线(第五微带线)的宽度、第四微带线(第五微带线)的长度、同一节第四微带线与第五微带线之间的间距以及相邻两节第四微带线(第五微带线)的宽度的相对变化量，并同时调节隔离电阻的阻值大小，使得从第一端口输入的信号能量大部分流向第二端口，小部分信号能量流向第三端口，且在第二端口与第三端口有隔离作用的频率范围内，从第二端口的输入的信号能量只能流向第一端口，并不会流向第三端口，但在实际电路中，因为隔离度不是无穷大的，此种情况时还是会有极少部分信号能量流向第三端口，但是这部分能量对性能的影响很小，属于误差范围，可不予考虑。
在本实施例中，第一端口101、第二端口102、第三端口103、第一微带线104、第二微带线105、第三微带线106、第一多枝节阻抗结构107、第二多枝节阻抗结构108和隔离电阻109均设置在基板上，也就是印刷电路板。
在一实施例中，例如，基板的板材为Ro4350，基板的介电常数为3.5，第一微带线104、第二微带线105和第三微带线106的特征阻抗为50欧姆、宽度(线宽)为21mil，第一多枝节阻抗结构107(第二多枝节阻抗结构108)的节数为4，其中第一节第四微带线的宽度(线宽)为13mil，第二节第四微带线的宽度(线宽)为15mil，第三节第四微带线的宽度(线宽)为17mil，第四节第四微带线的宽度(线宽)为19mil，第一节第五微带线的宽度(线宽)为3mil，第二节第五微带线的宽度(线宽)为3.5mil，第三节第五微带线的宽度(线宽)为3.9mil，第四节第五微带线的宽度(线宽)为4.5mil，一组隔离电阻中第一节所设置的隔离电阻的阻值为100欧姆，第二节所设置的隔离电阻的阻值为156欧姆，第三节所设置的隔离电阻的阻值为283欧姆，第四节所设置的隔离电阻的阻值为405欧姆，第一多枝节阻抗结构107和第二多枝节阻抗结构108之间的间隙的宽度为5mil。按上述参数设计的功分器，在20GHz处，第一端口101到第二端口102的直通损耗约2dB，第一端口101到第三端口103的耦合度为-6dB，第二端口102与第三端口103的隔离度为30dB。
基于上述实施例提供的功分器，请参考图2，图2为一种实施例的定向耦合器的结构示意图，定向耦合器包括两个上述实施例提供的功分器，为了便于说明，将两个功分器分别称为第一功分器21和第二功分器22，第一功分器21的第二端口与第二功分器21的第二端口耦合连接，第一功分器21和第二功分器22的结构与功能与上述实施例说明的功分器完全相同，此处不再赘述。
本实施例提供的定向耦合器包括第一输入/输出端口201、第二输入/输出端口202、第一耦合端口203和第二耦合端口204，其中，第一输入/输出端口201为第一功分器21的第一端口，第一耦合端口203为第一功分器21的第三端口，第二输入/输出端口202为第二功分器22的第一端口，第二耦合端口204为第二功分器22的第三端口。
在一实施例中，当一路信号能量通过第一输入/输出端口201输入时，第一耦合端口203耦合到一小部分信号能量，由于隔离作用，第二耦合端口204不会耦合到信号能量，第二输入/输出端口202输出大部分信号能量。
在另一实施例中，当通过第二输入/输出端口202输入一路信号能量时，或者第一输入/输出端口201输入的信号能量经第二输入/输出端口202输出又反射回来的信号能量时，第二耦合端口204能耦合到一小部分信号能量，同样由于隔离作用，第一耦合端口203不会耦合到信号能量，第一输入/输出端口201输出大部分信号能量。
将定向耦合器置入网络分析仪的射频前端时，将第一输入/输出端口201作为射频信号的输入端口，第二输入/输出端口202作为射频信号的输出端口，当第二输入/输出端口202连接被测器件时，从第一输入/输出端口201输入一路射频信号，那么通过第一耦合端口203就可以提取到射频信号的幅度和相位信息，第二耦合端口204可以提取射频信号的反射信号的幅度和相位信息，通过简单的数据处理就可以得到被测器件的驻波、反射系数阻抗等射频信息。需要说明的是，由于本实施例提供的定向耦合器的结构是对称的，图2可以反向使用，第二输入/输出端口作为射频信号的输入端口，第一输入/输出端口作为射频信号的输出端口。
实施例二：
请参考图3，图3为另一种实施例的功分器的结构示意图，功分器包括第一端口301、第二端口302、第三端口303、公共微带线304、第一渐变微带线305、第二渐变微带线306和隔离电阻307。
公共微带线304与第一端口301连接且沿第一方向设置，其中，第一方向为第一端口输入或输出的信号能量的方向。
第一渐变微带线305连接在公共微带线304和第二端口302之间，第一渐变微带线305的宽度沿公共微带线304至第二端口302的方向逐渐增加。
第二渐变微带线306连接在公共微带线304和第三端口303之间，第二渐变微带线306的宽度沿公共微带线304至第三端口303的方向逐渐增加；第一渐变微带线305的宽度大于其对称位置的第二渐变微带线306的宽度。
隔离电阻307设置于第一渐变微带线305和第二渐变微带线306之间。在本实施例中，隔离电阻307的阻值沿公共微带线304至第一渐变微带线305或第二渐变微带线306的方向逐渐增大。
在本实施例中，公共微带线304的特征阻抗为50欧姆，此外，第一渐变微带线305末端(靠近第二端口302处)的特征阻抗为50欧姆，第二渐变微带线306末端(靠近第三端口303处)的特征阻抗为50欧姆。
由于第一渐变微带线305和第二渐变微带线306之间的间距不是固定的，且间距呈不均匀变化，普通的带封装的电阻不适合应用于该结构，因此，在第一渐变微带线305和第二渐变微带线306距离较近的内侧，有一个“人”字型区域，在该“人”字型区域的靠下的位置(第一渐变微带线和第二渐变微带线之间距离较大的位置，最优为大于3倍的50欧姆特征阻抗的微带线线宽的距离处)画一条横线，由于距离较大时，线间的耦合作用很弱，对隔离作用的频率范围影响很小，该条横线与上部分形成一个图3所示的封闭区域，在这个封闭区域内涂上一层均匀的电阻粉，该封闭区域即为隔离电阻，本实施例所采用的电阻粉是制作封装电阻的主要材料，因为没有封装，寄生参数更小，因此能实现较高的频率。
本实施例中第一渐变微带线305和第二渐变微带线306之间的间距和隔离电阻的阻值决定了第二端口302和第三端口303之间的隔离度，第一渐变微带线305和第二渐变微带线306的长度决定了第二端口302和第三端口303的功率分配情况。
请参考图4，图4为另一种实施例的定向耦合器的结构示意图，定向耦合器包括：第一输入/输出端口401、第二输入/输出端口402、第一耦合端口403和第二耦合端口404，其中，第一输入/输出端口401为第一功分器41的第一端口，第一耦合端口403为第一功分器41的第三端口，第二输入/输出端口402为第二功分器42的第一端口，第二耦合端口404为第二功分器42的第三端口。
在一实施例中，当一路信号能量通过第一输入/输出端口401输入时，第一耦合端口403耦合到一小部分信号能量，由于隔离作用，第二耦合端口404不会耦合到信号能量，第二输入/输出端402输出大部分信号能量。
在另一实施例中，当通过第二输入/输出端口402输入一路信号能量时，或者第一输入/输出端口401输入的信号能量经第二输入/输出端口402输出又反射回来的信号能量时，第二耦合端口404能耦合到一小部分信号能量，同样由于隔离作用，第一耦合端口403不会耦合到信号能量，第一输入/输出端口401输出大部分信号能量。
将定向耦合器置入网络分析仪的射频前端时，将第一输入/输出端口401作为射频信号的输入端口，第二输入/输出端口402作为射频信号的输出端口，当第二输入/输出端口402连接被测器件时，从第一输入/输出端口401输入一路射频信号，那么通过第一耦合端口403就可以提取到射频信号的幅度和相位信息，第二耦合端口404可以提取射频信号的反射信号的幅度和相位信息，通过简单的数据处理就可以得到被测器件的驻波、反射系数阻抗等射频信息。需要说明的是，由于本实施例提供的定向耦合器的结构是对称的，图4可以反向使用，第二输入/输出端口作为射频信号的输入端口，第一输入/输出端口作为射频信号的输出端口。
以上应用了具体个例对本发明进行阐述，只是用于帮助理解本发明，并不用以限制本发明。对于本发明所属技术领域的技术人员，依据本发明的思想，还可以做出若干简单推演、变形或替换。

Claims (10)

1.一种定向耦合器，其特征在于，包括：
两个功分器，每个所述功分器包括第一端口、第二端口和第三端口，其中，一个功分器的第二端口与另一个功分器的第二端口耦合连接；
所述功分器用于将从其第一端口输入的一路信号能量分为两路信号能量，所述两路信号能量分别流向第二端口和第三端口，所述两路信号能量中流向所述第二端口的一路信号能量大于流向第三端口的另一路信号能量；
所述功分器还用于将从第二端口输入的一路信号能量全部流向第一端口，并通过第一端口输出该路信号能量。
2.如权利要求1所述的定向耦合器，其特征在于，所述功分器还包括：
连接于第一端口和第二端口、第三端口之间的微带线功分结构；
微带线功分结构包括两组对称的微带线，两组微带线之间设有隔离电阻，两组微带线通过隔离电阻相连。
3.如权利要求2所述的定向耦合器，其特征在于，所述微带线功分结构包括：
连接于第一端口且沿第一方向设置的第一微带线，所述第一方向为第一端口输入或输出的信号能量的方向；
连接于第二端口且沿第二方向设置的第二微带线，所述第二方向为第二端口输入或输出的信号能量的方向；
连接于第三端口且沿第三方向设置的第三微带线，所述第三方向为第三端口输入或输出的信号能量的方向；
连接于第一微带线和第二微带线之间的第一多枝节阻抗结构，包括沿第一方向叠合在一起的至少两节第四微带线，相邻两节所述第四微带线的至少部分端面贴合在一起，并使得相邻两节第四微带线的端部错开一定宽度形成台阶，且在第一微带线至第二微带线方向上每节第四微带线的宽度依次增加；
连接于第一微带线和第三微带线之间的第二多枝节阻抗结构，包括沿第一方向叠合在一起的至少两节第五微带线，相邻两节所述第五微带线的至少部分端面贴合在一起，并使得相邻两节第五微带线的端部错开一定宽度形成台阶，且在第一微带线至第三微带线方向上每节第五微带线的宽度依次增加；
所述第一多枝节阻抗结构中第四微带线的节数与第二多枝节阻抗结构中第五微带线的节数相同，且第一多枝节阻抗结构的长度与第二多枝节阻抗结构的长度相同，所述第一多枝节阻抗结构与第二多枝节阻抗结构通过一组隔离电阻连接；
沿所述第一方向位于同一节的第四微带线和第五微带线之间设有间隙。
4.如权利要求3的定向耦合器，其特征在于，沿所述第一方向位于同一节的第四微带线和第五微带线通过一隔离电阻相连，所述隔离电阻的数量与第四微带线或第五微带线的节数相同。
5.如权利要求2所述的定向耦合器，其特征在于，所述微带线功分结构包括：
连接于第一端口且沿第一方向设置的公共微带线，所述第一方向为第一端口输入或输出的信号能量的方向；
连接于公共微带线和第二端口之间的第一渐变微带线，所述第一渐变微带线的宽度沿公共微带线至第二端口的方向逐渐增加；
连接于公共微带线和第三端口之间的第二渐变微带线，所述第二渐变微带线的宽度沿公共微带线至第三端口的方向逐渐增加；第一渐变微带线的宽度大于其对称位置的第二渐变微带线的宽度；
设置于第一渐变微带线和第二渐变微带线之间的隔离电阻。
6.如权利要求5所述的定向耦合器，其特征在于，所述隔离电阻的阻值沿所述公共微带线至所述第一渐变线或第二渐变线的方向逐渐增大。
7.一种功分器，其特征在于，包括：
第一端口；
第二端口；
第三端口；
所述功分器用于将从其第一端口输入的一路信号能量分为两路信号能量，所述两路信号能量分别流向第二端口和第三端口，所述两路信号能量中流向所述第二端口的一路信号能量大于流向第三端口的另一路信号能量；
所述功分器还用于将从第二端口输入的一路信号能量全部流向第一端口，并通过第一端口输出该路信号能量。
8.如权利要求7所述的功分器，其特征在于，所述功分器还包括：
连接于第一端口且沿第一方向设置的第一微带线，所述第一方向为第一端口输入或输出的信号能量的方向；
连接于第二端口且沿第二方向设置的第二微带线，所述第二方向为第二端口输入或输出的信号能量的方向；
连接于第三端口且沿第三方向设置的第三微带线，所述第三方向为第三端口输入或输出的信号能量的方向；
连接于第一微带线和第二微带线之间的第一多枝节阻抗结构，包括沿第一方向叠合在一起的至少两节第四微带线，相邻两节所述第四微带线的至少部分端面贴合在一起，并使得相邻两节第四微带线的端部错开一定宽度形成台阶，且在第一微带线至第二微带线方向上每节第四微带线的宽度依次增加；
连接于第一微带线和第三微带线之间的第二多枝节阻抗结构，包括沿第一方向叠合在一起的至少两节第五微带线，所述相邻两节第五微带线的至少部分端面贴合在一起，并使得相邻两节第五微带线的端部错开一定宽度形成台阶，且在第一微带线至第三微带线方向上每节第五微带线的宽度依次增加；
所述第一多枝节阻抗结构中第四微带线的节数与第二多枝节阻抗结构中第五微带线的节数相同，且第一多枝节阻抗结构的长度与第二多枝节阻抗结构的长度相同，所述第一多枝节阻抗结构与第二多枝节阻抗结构通过一组隔离电阻连接。
9.如权利要求7所述的功分器，其特征在于，所述功分器还包括：
连接于第一端口且沿第一方向设置的公共微带线，所述第一方向为第一端口输入或输出的信号能量的方向；
连接于公共微带线和第二端口之间的第一渐变微带线，所述第一渐变微带线的宽度沿公共微带线至第二端口的方向逐渐增加；
连接于公共微带线和第三端口之间的第二渐变微带线，所述第二渐变微带线的宽度沿公共微带线至第三端口的方向逐渐增加；第一渐变微带线的宽度大于其对称位置的第二渐变微带线的宽度；
设置于第一渐变微带线和第二渐变微带线之间的隔离电阻。
10.一种网络分析仪，其特征在于，包括：
射频前端，用于输出射频信号至被测器件，并接收射频信号经被测器件返回的反射信号；
如权利要求1至6中任一项所述的定向耦合器，连接于所述射频前端和被测器件之间，用于采集射频信号及其反射信号，以获取射频信号及其反射信号的幅度信息和相位信息。
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