WO2020077996A1 - 一种微带双分支定向耦合器及雷达物位测量系统 - Google Patents
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- G01F23/284—Electromagnetic waves
Definitions
- a single antenna is often used to transmit and receive electromagnetic wave signals.
- a single antenna 32 is used to transmit and receive electromagnetic wave signals, and a single-chip radar sensor 30 can realize the isolation of a transmission channel and a reception channel through a directional coupler 31.
- the four ports include: an input port 5 located at the connection between the main line 1 and the second branch line 4, a through port 6 located at the connection between the main line 1 and the first branch line 2, and located at the A coupling port 7 where the first branch line 2 is connected to the auxiliary line 3, and an isolation port 8 where the auxiliary line 3 and the second branch line 4 are connected;
- the power absorption device 600 includes a microstrip patch antenna 601 and a wave absorbing material 602 covering the microstrip patch antenna 601.
- a radar level measurement system connects a vacant port (a through port or a coupling port that is not connected to a transceiver antenna) of a microstrip branch line directional coupler to a coverage suction
- the microstrip patch antenna of wave material can solve the impedance matching problem of the vacant port of the directional coupler of the microstrip branch line, and improve the measurement accuracy of the radar level measurement system.
- FIG. 1 is a schematic diagram of a single antenna radar level gauge in the prior art
- the length of the branch microstrip line provided on the port lead may be ⁇ / 4, and the distance between the branch microstrip line and the port corresponding to the port lead may be ⁇ / 4.
- the lengths of the first branch microstrip line 21 and the second branch microstrip line 22 are both ⁇ / 4, and the first branch microstrip line 21
- the distance from the input port 5 is ⁇ / 4
- the distance between the second branch microstrip line 22 and the coupling port 7 is ⁇ / 4.
- the empty ports in the microstrip branch line directional coupler Connected to the idle receiving channel or idle transmitting channel of the radar signal transceiver device, the problem of impedance matching of the empty port of the microstrip branch line directional coupler is solved, and the radar level is improved The measurement accuracy of the measurement system.
- the characteristic impedance of the main line (1) is The microstrip line; the secondary line (3) is the characteristic impedance is The first branch line (2) is a microstrip line with a characteristic impedance of z 0 ; the second branch line (4) is a microstrip line with a characteristic impedance of z 0 .
- the microstrip dual-branch directional coupler 201 is a directional coupler with a center frequency greater than a frequency threshold and z 0 greater than 50 ohms; wherein the frequency threshold is greater than or equal to 20 GHz.
- the input port is connected to the transmission channel in the transmission channel group 110 through the input port lead;
- the microstrip dual-branch directional coupler 201 includes a main line 1, a first branch line 2, a secondary line 3, a second branch line 4, four ports and four port leads;
- Each port lead includes: a first microstrip line 11 with a characteristic impedance of z 0 , and a characteristic impedance of Second microstrip line 12 and a third microstrip line 13 with a characteristic impedance of z 1 ; the first end of the first microstrip line 11 is connected to the port, the second of the first microstrip line 11 The end is connected to the first end of the second microstrip line 12, the second end of the second microstrip line 12 is connected to the first end of the third microstrip line 13, z 1 is 50 ohms.
Abstract
本文公开了一种微带双分支定向耦合器及雷达物位测量系统。所述微带双分支定向耦合器包括：主线 1，第一分支线 2，副线 3，第二分支线 4、四个端口和四条端口引线；所述主线 1、所述第一分支线 2、所述副线 3和所述第二分支线 4顺序首尾相连形成闭合环；所述主线1、所述第一分支线 2、所述副线 3和所述第二分支线 4的长度均为λ/ 4，λ是所述微带双分支定向耦合器中心频率处波长；每一个端口对应的端口引线与所述闭合环在所述端口处的切线相垂直，且向所述闭合环外延伸。
Description
本文涉及测量领域，尤其涉及的是一种微带双分支定向耦合器及雷达物位测量系统。
雷达物位计利用了电磁波的特殊性能来进行物位检测。电磁波可以穿透空间蒸汽、粉尘等干扰源，遇到障碍物易于被反射。发射－反射－接收是雷达物位计工作的基本原理。雷达传感器的天线以波束的形式发射电磁波信号，反射回来的信号仍由天线接收。电磁波信号从发射到接收的运行时间与传感器到介质表面的距离成比例。
如图1所示，在雷达物位测量领域，由于受到结构、安装、密封及防爆等方面的限制多采用单天线的方式发射及接收电磁波信号。图1所示的雷达物位计中，采用单天线32发射及接收电磁波信号，单芯片雷达传感器30可以通过定向耦合器31实现发射通道和接收通道的隔离。
分支线定向耦合器是一种常用的定向耦合器。如图2所示，一种3dB微带双分支定向耦合器由主线、副线及两条耦合分支线组成。AB是主线，DC是副线，AD和BC是分支线，两条分支线的长度及间隔均为四分之一波长(λ/4)，AB主线和DC副线的特征阻抗均为
AD分支线和BC分支线的特征阻抗均为z
0，每个端口的特征阻抗为z
0。在端口(1)有输入而其他端口匹配时，端口(2)和端口(3)有等幅不同相输出，端口(2)和端口(3)之间存在90°相差，端口(4)无信号输出，端口(4)是隔离端口。3dB微带双分支定向耦合器具有很好的对称性，四端口中任何一个端口均可作为输入端口。
随着电磁波频率的不断提高，当雷达物位计从厘米波波段朝着毫米波波段发展时，由于3dB微带双分支定向耦合器的尺寸变小，所以定向耦合器 的隔离度下降，影响了雷达物位计的测量精度。
发明概述
以下是对本文详细描述的主题的概述。本概述并非是为了限制权利要求的保护范围。
本发明实施例提供了一种微带双分支定向耦合器及雷达物位测量系统，能够提高定向耦合器的隔离度。
根据本申请的一个方面，本发明实施例提供一种微带双分支定向耦合器，包括：主线1、第一分支线2、副线3、第二分支线4、四个端口和四条端口引线；
所述四个端口包括：位于所述主线1和所述第二分支线4连接处的输入端口5、位于所述主线1与所述第一分支线2连接处的直通端口6、位于所述第一分支线2与所述副线3连接处的耦合端口7，和位于所述副线3和第二分支线4连接处的隔离端口8；
所述四条端口引线包括：设置在所述输入端口5上的输入端口引线51，设置在所述直通端口6上的直通端口引线61，设置在所述耦合端口7上的耦合端口引线71和设置在所述隔离端口8上的隔离端口引线81；
所述主线1、所述第一分支线2、所述副线3和所述第二分支线4顺序首尾相连形成闭合环；所述主线1、所述第一分支线2、所述副线3和所述第二分支线4的长度均为λ/4，λ是所述微带双分支定向耦合器中心频率处波长；每一个端口对应的端口引线与所述闭合环在所述端口处的切线相垂直，且向所述闭合环外延伸。
根据本申请的另一方面，本发明实施例提供一种雷达物位测量系统，包括：雷达信号收发装置100、微带分支线定向耦合器200和收发天线300；所述雷达信号收发装置100包括发射通道组110以及接收通道组120；
所述微带分支线定向耦合器200包括四个端口和四条端口引线；所述四个端口包括：输入端口，直通端口、耦合端口和隔离端口；所述四条端口引线包括：设置在所述输入端口上的输入端口引线，设置在所述直通端口上的 直通端口引线，设置在所述耦合端口上的耦合端口引线和设置在所述隔离端口上的隔离端口引线；
所述输入端口通过所述输入端口引线与所述发射通道组110中的第一发射通道连接；所述隔离端口通过所述隔离端口引线与所述接收通道组120中的第一接收通道连接；所述直通端口或耦合端口通过对应的端口引线与所述收发天线300连接；所述微带分支线定向耦合器200的空置端口通过对应的端口引线与所述接收通道组120中的空闲接收通道连接或与所述发射通道组110中的空闲发射通道连接；其中，所述空置端口是指所述直通端口和耦合端口二者中未与所述收发天线300连接的端口；所述空闲接收通道是指所述接收通道组120中除所述第一接收通道外的其他接收通道，所述空闲发射通道是指所述发射通道组110中除所述第一发射通道外的其他发射通道。
根据本申请的又一方面，本发明实施例提供一种雷达物位测量系统，包括：雷达信号收发装置100、微带分支线定向耦合器200、收发天线300和功率吸收装置600；所述雷达信号收发装置100包括发射通道组110以及接收通道组120；
所述微带分支线定向耦合器200包括四个端口和四条端口引线；所述四个端口包括：输入端口，直通端口、耦合端口和隔离端口；所述四条端口引线包括：设置在所述输入端口上的输入端口引线，设置在所述直通端口上的直通端口引线，设置在所述耦合端口上的耦合端口引线和设置在所述隔离端口上的隔离端口引线；
所述输入端口通过所述输入端口引线与所述发射通道组110中的发射通道连接；所述隔离端口通过所述隔离端口引线与所述接收通道组120中的接收通道连接；所述直通端口或耦合端口通过对应的端口引线与所述收发天线300连接；所述微带分支线定向耦合器200的空置端口通过对应的端口引线与所述功率吸收装置600连接；其中，所述空置端口是指所述直通端口和耦合端口二者中未与所述收发天线300连接的端口；
所述功率吸收装置600包括：微带贴片天线601和覆盖所述微带贴片天线601的吸波材料602。
与相关技术相比，本发明实施例提供的一种微带双分支定向耦合器，通过采用环形微带双分支定向耦合器，输入端口引线与隔离端口引线之间不再是平行走线，而是成一夹角走线，因此增大了输入信号通道和输出信号通道之间的距离，减少了输入信号与输出信号之间的相互干扰，从而提高了定向耦合器的隔离度。
与相关技术相比，本发明实施例提供的一种雷达物位测量系统，通过将微带分支线定向耦合器中的空置端口(未与收发天线连接的耦合端口或直通端口)连接到雷达信号收发装置的空闲接收通道或空闲发射通道上，解决了微带分支线定向耦合器的空置端口阻抗匹配问题，提高了雷达物位测量系统的测量精度。
与相关技术相比，本发明实施例提供的一种雷达物位测量系统，通过将微带分支线定向耦合器中的空置端口(未与收发天线连接的直通端口或耦合端口)连接到覆盖吸波材料的微带贴片天线上，能够解决微带分支线定向耦合器的空置端口阻抗匹配问题，提高了雷达物位测量系统的测量精度。
在阅读并理解了附图和详细描述后，可以明白其他方面。
附图概述
图1为现有技术中的一种单天线雷达物位计示意图；
图2为现有技术中的一种3dB微带双分支定向耦合器的原理示意图；
图3为本发明实施例1的一种圆形微带双分支定向耦合器的示意图；
图4-a为发明实施例1中具有一条枝节微带线的圆形微带双分支定向耦合器的示意图；
图4-b为发明实施例1中具有两条枝节微带线的圆形微带双分支定向耦合器的示意图；
图5为本发明实施例1中一种端口引线的示意图；
图6为本发明实施例2的一种雷达物位测量系统的示意图；
图7为本发明实施例3的一种雷达物位测量系统的示意图；
图8为本发明示例1的一种雷达物位测量系统的示意图；
图9为本发明示例1的圆形微带双分支定向耦合器的HFSS测试结果示意图；
图10为本发明示例2的一种雷达物位测量系统的示意图；
图11为本发明示例2的带一条枝节微带线的圆形微带双分支定向耦合器的HFSS测试结果示意图；
图12为本发明示例3的一种雷达物位测量系统的示意图；
图13为本发明示例3的带两条枝节微带线的圆形微带双分支定向耦合器的HFSS测试结果示意图；
图14为本发明示例4的一种雷达物位测量系统的示意图；
图15为本发明示例4的另一种雷达物位测量系统的示意图。
附图标记
1主线；2第一分支线；3副线；4第二分支线；
5输入端口；6直通端口；7耦合端口；8隔离端口；
51输入端口引线；61直通端口引线；71耦合端口引线；81隔离端口引线；
30单芯片雷达传感器；31定向耦合器；32天线；
11第一微带线；12第二微带线；13第三微带线；
21第一枝节微带线；22第二枝节微带线；
100雷达信号收发装置；200微带分支线定向耦合器；300收发天线；
400功率合成器；500功分器；
110发射通道组；120接收通道组；
1101第一发射通道；1102第二发射通道；1201第一接收通道；1202第二接收通道；1203第三接收通道；
600功率吸收装置；601微带贴片天线；602吸波材料；
详述
下文中将结合附图对本申请实施例的技术方案进行详细说明。
本申请说明书以及权利要求书中使用的“第一”、“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的组成部分。“连接”或者“相连”等类似的词语并非限定于物理的或者机械的连接，而是可以包括电性的连接，不管是直接的还是间接的。
实施例1
如图3所示，本发明实施例提供一种微带双分支定向耦合器，包括：主线1、第一分支线2、副线3、第二分支线4、四个端口和四条端口引线；
所述四个端口包括：位于所述主线1和所述第二分支线4连接处的输入端口5、位于所述主线1与所述第一分支线2连接处的直通端口6、位于所述第一分支线2与所述副线3连接处的耦合端口7、和位于所述副线3和第二分支线4连接处的隔离端口8；
所述四条端口引线包括：设置在所述输入端口5上的输入端口引线51、设置在所述直通端口6上的直通端口引线61、设置在所述耦合端口7上的耦合端口引线71和设置在所述隔离端口8上的隔离端口引线81；
所述主线1、所述第一分支线2、所述副线3和所述第二分支线4顺序首尾相连形成闭合环；所述主线1、所述第一分支线2、所述副线3和所述第二分支线4的长度均为λ/4，λ是所述微带双分支定向耦合器中心频率处波长；
每一个端口对应的端口引线与所述闭合环在所述端口处的切线相垂直，且向所述闭合环外延伸。
在上述实施方式中，输入端口引线与隔离端口引线之间不再是平行走线，而是成一定角度走线，因此增大了输入信号通道和输出信号通道之间的距离，减少了输入信号与输出信号之间的相互干扰，从而提高了定向耦合器的隔离度。
在一种实施方式中，所述闭合环包括：圆环、或椭圆环。
在一种实施方式中，所述微带双分支定向耦合器还包括：
设置在输入端口引线51、直通端口引线61或耦合端口引线71上的一条或多条枝节微带线；
在一种实施方式中，设置在端口引线上的枝节微带线与所述端口引线垂直；
如图4-a所示，所述微带双分支定向耦合器包括：第一枝节微带线21，所述第一枝节微带线21设置在输入端口引线51上。在其他的实施方式中，设置在同一条端口引线上的枝节微带线也可以是多条。
在一种实施方式中，所述微带双分支定向耦合器还包括：
设置在输入端口引线51上的第一枝节微带线21和设置在直通端口引线61上的第二枝节微带线22；或者
设置在输入端口引线51上的第一枝节微带线21和设置在耦合端口引线71上的第二枝节微带线22；
设置在直通端口引线61上的第一枝节微带线21和设置在耦合端口引线71上的第二枝节微带线22；
如图4-b所示，所述微带双分支定向耦合器包括：第一枝节微带线21和第二枝节微带线22；所述第一枝节微带线21设置在所述输入端口引线51上，所述第二枝节微带线22设置在所述耦合端口引线71上。在其他的实施方式中，设置在同一条端口引线上的枝节微带线也可以是多条。
在一种实施方式中，设置在端口引线上的枝节微带线的长度可以是λ/4，所述枝节微带线与所述端口引线对应的端口的距离可以是λ/4。比如，在如图4-b所示的枝节微带线示意图中，第一枝节微带线21和第二枝节微带线22的长度均为λ/4，第一枝节微带线21与输入端口5的距离是λ/4，第二枝节微带线22与耦合端口7的距离是λ/4。
在上述实施方式中，在一个或多个端口加枝节微带线后，一部分输入信号经过所述枝节微带线反射回隔离端口，这部分反射信号遇到输入端口泄露到隔离端口的发射信号，二者可以形成功率相消，减轻了输入端口的发射信号从隔离端口泄露输出，从而提高了定向耦合器的隔离度。
在一种实施方式中，所述主线(1)为特征阻抗是
的微带线；所述副线(3)为特征阻抗是
的微带线；所述第一分支线(2)为特征阻抗是z
0的微带线；所述第二分支线(4)为特征阻抗是z
0的微带线。所述微带双分支定向耦合器是耦合系数为3dB的定向耦合器，具有良好的对称性。
当所述微带双分支定向耦合器中心频率小于或等于频率阈值时，z
0为50欧；当所述微带双分支定向耦合器中心频率大于频率阈值时，z
0大于50欧。
其中，频率阈值可以设置为20GHz。比如，当所述微带双分支定向耦合器中心频率为78GHz时，z
0可以设置为100欧；
在一种实施方式中，如图5所示，所述端口引线包括：特征阻抗为z
0的第一微带线11，特征阻抗为
的第二微带线12和特征阻抗为z
1的第三微带线13；所述第一微带线11的第一端与所述端口连接，所述第一微带线11的第二端与所述第二微带线12的第一端连接，所述第二微带线12的第二端与所述第三微带线13的第一端连接；其中，z
0大于z
1。比如，当所述微带双分支定向耦合器中心频率大于20GHz时，z
0为100欧，z
1为50欧。
在一种实施方式中，当所述端口引线包括上述第一微带线11，第二微带线12和第三微带线13时，设置在所述端口引线上的枝节微带线设置在所述第一微带线11上；
在一种实施方式中，所述端口引线包括：一条特征阻抗从z
0渐变为z
1的阻抗渐变微带线；其中，所述阻抗渐变微带线靠近所述端口处的特征阻抗为z
0，远离所述端口处的特征阻抗为z
1；其中，z
0大于z
1。比如，当所述微带双分支定向耦合器中心频率大于20GHz时，z
0为100欧，z
1为50欧。
实施例2
如图6所示，本发明实施例提供一种雷达物位测量系统，包括：雷达信号收发装置100、微带分支线定向耦合器200和收发天线300；所述雷达信号收发装置100包括发射通道组110以及接收通道组120；
所述微带分支线定向耦合器200包括四个端口和四条端口引线；所述四 个端口包括：输入端口、直通端口、耦合端口和隔离端口；所述四条端口引线包括：设置在所述输入端口上的输入端口引线、设置在所述直通端口上的直通端口引线、设置在所述耦合端口上的耦合端口引线和设置在所述隔离端口上的隔离端口引线；
所述输入端口通过所述输入端口引线与所述发射通道组110中的第一发射通道连接；
所述隔离端口通过所述隔离端口引线与所述接收通道组120中的第一接收通道连接；
所述直通端口或耦合端口通过对应的端口引线与所述收发天线300连接；
所述微带分支线定向耦合器200的空置端口通过对应的端口引线与所述接收通道组120中的空闲接收通道连接或与所述发射通道组110中的空闲发射通道连接；其中，所述空置端口是指所述直通端口和耦合端口二者中未与所述收发天线300连接的端口；所述空闲接收通道是指所述接收通道组120中除所述第一接收通道外的其他接收通道，所述空闲发射通道是指所述发射通道组110中除所述第一发射通道外的其他发射通道；
随着电磁波频率的升高(频率升高到毫米波)，很难找到现成的器件作为负载实现定向耦合器的端口匹配，因此，上述实施方式中将微带分支线定向耦合器中的空置端口(未与收发天线连接的耦合端口或直通端口)连接到雷达信号收发装置的空闲接收通道或空闲发射通道上，解决了微带分支线定向耦合器的空置端口阻抗匹配问题，提高了雷达物位测量系统的测量精度。
在一种实施方式中，所述输入端口采用以下方式通过输入端口引线与所述发射通道组110中的第一发射通道连接：所述输入端口通过输入端口引线直接与所述发射通道组110中的一个第一发射通道连接；或者，所述发射通道组110中的多个第一发射通道通过功率合成器400与所述输入端口的输入端口引线连接。
在一种实施方式中，所述空置端口采用以下方式通过对应的端口引线与所述接收通道组120中的空闲接收通道连接或与所述发射通道组110中的空 闲发射通道连接：
所述空置端口通过对应的端口引线直接与所述接收通道组120中的一个空闲接收通道连接或者与所述发射通道组110中的一个空闲发射通道连接；或者，所述空置端口对应的端口引线通过功分器500与所述接收通道组120中的多个空闲接收通道连接或与所述发射通道组110中的多个空闲发射通道连接；
在一种实施方式中，所述微带分支线定向耦合器200可以采用微带双分支定向耦合器201。
在一种实施方式中，所述微带双分支定向耦合器201，包括：主线1、第一分支线2、副线3、第二分支线4、四个端口和四条端口引线；所述四个端口包括：位于所述主线1和所述第二分支线4连接处的输入端口5、位于所述主线1与所述第一分支线2连接处的直通端口6、位于所述第一分支线2与所述副线3连接处的耦合端口7、和位于所述副线3和第二分支线4连接处的隔离端口8；所述四条端口引线包括：设置在所述输入端口5上的输入端口引线51、设置在所述直通端口6上的直通端口引线61、设置在所述耦合端口7上的耦合端口引线71和设置在所述隔离端口8上的隔离端口引线81；所述主线1、所述第一分支线2、所述副线3和所述第二分支线4顺序首尾相连形成闭合环；所述主线1、所述第一分支线2、所述副线3和所述第二分支线4的长度均为λ/4，λ是所述微带双分支定向耦合器中心频率处波长；每一个端口对应的端口引线与所述闭合环在所述端口处的切线相垂直，且向所述闭合环外延伸。
在一种实施方式中，所述微带双分支定向耦合器201的闭合环包括：圆环或椭圆环。
在一种实施方式中，所述微带双分支定向耦合器201还包括：设置在输入端口引线(51)、直通端口引线(61)或耦合端口引线(71)上的一条或多条枝节微带线。
在一种实施方式中，所述微带双分支定向耦合器201还包括：设置在输入端口引线(51)上的第一枝节微带线(21)和设置在直通端口引线(61) 上的第二枝节微带线(22)；或者设置在输入端口引线(51)上的第一枝节微带线(21)和设置在耦合端口引线(71)上的第二枝节微带线(22)；或者设置在直通端口引线(61)上的第一枝节微带线(21)和设置在耦合端口引线(71)上的第二枝节微带线(22)。
在一种实施方式中，所述主线(1)为特征阻抗是
的微带线；所述副线(3)为特征阻抗是
的微带线；所述第一分支线(2)为特征阻抗是z
0的微带线；所述第二分支线(4)为特征阻抗是z
0的微带线。
在一种实施方式中，所述微带双分支定向耦合器201的端口引线包括：特征阻抗为z
0的第一微带线(11)，特征阻抗为
的第二微带线(12)和特征阻抗为z
1的第三微带线(13)；
所述第一微带线(11)的第一端与所述端口连接，所述第一微带线(11)的第二端与所述第二微带线(12)的第一端连接，所述第二微带线(12)的第二端与所述第三微带线(13)的第一端连接；其中，z
0大于z
1。
在一种实施方式中，所述微带双分支定向耦合器201为中心频率大于频率阈值，z
0大于50欧姆的定向耦合器；其中，所述频率阈值大于或等于20GHz。
在一种实施方式中，所述微带双分支定向耦合器201为中心频率是78GHz，z
0是100欧姆，z
1是50欧姆的定向耦合器。
在一种实施方式中，所述微带双分支定向耦合器201的端口引线包括：一条特征阻抗从z
0渐变为z
1的阻抗渐变微带线；其中，所述阻抗渐变微带线靠近所述端口处的特征阻抗为z
0，远离所述端口处的特征阻抗为z
1；其中，z
0大于z
1。
在其他的实施方式中，所述微带分支线定向耦合器也可以采用现有技术中的微带双分支定向耦合器。
在一种实施方式中，所述收发天线300包括：微带贴片天线。
实施例3
如图7所示，本发明实施例提供一种雷达物位测量系统，包括：雷达信号收发装置100、微带分支线定向耦合器200、收发天线300和功率吸收装置600；所述雷达信号收发装置100包括发射通道组110以及接收通道组120；
所述微带分支线定向耦合器200包括四个端口和四条端口引线；所述四个端口包括：输入端口、直通端口、耦合端口和隔离端口；所述四条端口引线包括：设置在所述输入端口上的输入端口引线、设置在所述直通端口上的直通端口引线、设置在所述耦合端口上的耦合端口引线和设置在所述隔离端口上的隔离端口引线；
所述输入端口通过所述输入端口引线与所述发射通道组110中的发射通道连接；
所述隔离端口通过所述隔离端口引线与所述接收通道组120中的接收通道连接；
所述直通端口或耦合端口通过对应的端口引线与所述收发天线300连接；
所述微带分支线定向耦合器200的空置端口通过对应的端口引线与所述功率吸收装置600连接；其中，所述空置端口是指所述直通端口和耦合端口二者中未与所述收发天线300连接的端口；
所述功率吸收装置600包括：微带贴片天线601和覆盖所述微带贴片天线601的吸波材料602。
上述实施方式中设置专门的功率吸收装置600，所述功率吸收装置600通过微带贴片天线601对外辐射能量，吸波材料602能够吸收微带贴片天线601对外辐射的能量。将微带分支线定向耦合器200上的空置端口(未与收发天线300连接的直通端口或耦合端口)连接到所述功率吸收装置600上，能够解决微带分支线定向耦合器的空置端口阻抗匹配问题，提高了雷达物位测量系统的测量精度。
其中，所述发射通道组110包括至少一个发射通道；所述接收通道组120包括至少一个接收通道；
所述输入端口采用以下方式通过输入端口引线与所述发射通道组110中的发射通道连接：所述输入端口通过输入端口引线直接与所述发射通道组110中的一个发射通道连接；或者，所述发射通道组110中的多个发射通道通过功率合成器400与所述输入端口的输入端口引线连接。
在一种实施方式中，所述微带贴片天线601包括：单一微带贴片天线，或微带串馈驻波阵；
在一种实施方式中，所述微带分支线定向耦合器200可以采用微带双分支定向耦合器201。
在一种实施方式中，所述微带双分支定向耦合器201，包括：主线1、第一分支线2、副线3、第二分支线4、四个端口和四条端口引线；所述四个端口包括：位于所述主线1和所述第二分支线4连接处的输入端口5、位于所述主线1与所述第一分支线2连接处的直通端口6、位于所述第一分支线2与所述副线3连接处的耦合端口7、和位于所述副线3和第二分支线4连接处的隔离端口8；所述四条端口引线包括：设置在所述输入端口5上的输入端口引线51、设置在所述直通端口6上的直通端口引线61、设置在所述耦合端口7上的耦合端口引线71和设置在所述隔离端口8上的隔离端口引线81；所述主线1、所述第一分支线2、所述副线3和所述第二分支线4顺序首尾相连形成闭合环；所述主线1、所述第一分支线2、所述副线3和所述第二分支线4的长度均为λ/4，λ是所述微带双分支定向耦合器中心频率处波长；每一个端口对应的端口引线与所述闭合环在所述端口处的切线相垂直，且向所述闭合环外延伸。
在一种实施方式中，所述微带双分支定向耦合器201的闭合环包括：圆环或椭圆环。
在一种实施方式中，所述微带双分支定向耦合器201还包括：设置在输入端口引线(51)、直通端口引线(61)或耦合端口引线(71)上的一条或多条枝节微带线。
在一种实施方式中，所述微带双分支定向耦合器201还包括：设置在输入端口引线(51)上的第一枝节微带线(21)和设置在直通端口引线(61) 上的第二枝节微带线(22)；或者设置在输入端口引线(51)上的第一枝节微带线(21)和设置在耦合端口引线(71)上的第二枝节微带线(22)；或者设置在直通端口引线(61)上的第一枝节微带线(21)和设置在耦合端口引线(71)上的第二枝节微带线(22)。
在一种实施方式中，所述主线(1)为特征阻抗是
的微带线；所述副线(3)为特征阻抗是
的微带线；所述第一分支线(2)为特征阻抗是z
0的微带线；所述第二分支线(4)为特征阻抗是z
0的微带线。
在一种实施方式中，所述微带双分支定向耦合器201的端口引线包括：特征阻抗为z
0的第一微带线(11)，特征阻抗为
的第二微带线(12)和特征阻抗为z
1的第三微带线(13)；
所述第一微带线(11)的第一端与所述端口连接，所述第一微带线(11)的第二端与所述第二微带线(12)的第一端连接，所述第二微带线(12)的第二端与所述第三微带线(13)的第一端连接；其中，z
0大于z
1。
在一种实施方式中，所述微带双分支定向耦合器201为中心频率大于频率阈值，z
0大于50欧姆的定向耦合器；其中，所述频率阈值大于或等于20GHz。
在一种实施方式中，所述微带双分支定向耦合器201为中心频率是78GHz，z
0是100欧姆，z
1是50欧姆的定向耦合器。
在一种实施方式中，所述微带双分支定向耦合器201的端口引线包括：一条特征阻抗从z
0渐变为z
1的阻抗渐变微带线；其中，所述阻抗渐变微带线靠近所述端口处的特征阻抗为z
0，远离所述端口处的特征阻抗为z
1；其中，z
0大于z
1。
在其他的实施方式中，所述微带分支线定向耦合器也可以采用现有技术中的微带双分支定向耦合器。
在一种实施方式中，所述收发天线300可以采用微带贴片天线。
下面通过多个示例说明本申请的微带双分支定向耦合器及雷达物位测 量系统。
示例1
如图8所示，本示例针对78GHz的雷达信号源，提供一种雷达物位测量系统，包括：雷达信号收发装置100、微带双分支定向耦合器201和收发天线300。
所述雷达信号收发装置100包括发射通道组110以及接收通道组120，所述发射通道组110至少包括第一发射通道1101；所述接收通道组至少包括第一接收通道1201和第二接收通道1202；
所述微带双分支定向耦合器201包括：主线1、第一分支线2、副线3、第二分支线4、四个端口和四条端口引线；
所述四个端口包括：位于所述主线1和所述第二分支线4连接处的输入端口5、位于所述主线1与所述第一分支线2连接处的直通端口6、位于所述第一分支线2与所述副线3连接处的耦合端口7、和位于所述副线3和第二分支线4连接处的隔离端口8；
所述四条端口引线包括：设置在所述输入端口5上的输入端口引线51，设置在所述直通端口6上的直通端口引线61，设置在所述耦合端口7上的耦合端口引线71和设置在所述隔离端口8上的隔离端口引线81；
所述主线1、所述第一分支线2、所述副线3和所述第二分支线4顺序首尾相连形成闭合环(比如，圆环)；所述主线1、所述第一分支线2、所述副线3和所述第二分支线4的长度均为λ/4，λ是所述微带双分支定向耦合器中心频率处波长；每一个端口对应的端口引线与所述闭合环在所述端口处的切线相垂直，且向所述闭合环外延伸。当所述雷达信号源为78GHz时，所述微带双分支定向耦合器中心频率处波长λ约为3.85mm，λ/4约为0.96mm。
所述微带双分支定向耦合器201的主线1和副线2的特征阻抗均为
所述第一分支线3和第二分支线4的特征阻抗均为z
0，z
0为100欧。
每一条端口引线包括：特征阻抗为z
0的第一微带线11，特征阻抗为
的第二微带线12和特征阻抗为z
1的第三微带线13；所述第一微带线 11的第一端与所述端口连接，所述第一微带线11的第二端与所述第二微带线12的第一端连接，所述第二微带线12的第二端与所述第三微带线13的第一端连接，z
1为50欧。
所述输入端口5通过所述输入端口引线51与所述第一发射通道1101连接；所述隔离端口8通过所述隔离端口引线81与所述第一接收通道1201连接；所述直通端口6通过所述直通端口引线61与所述收发天线300连接；所述耦合端口7是空置端口，通过所述耦合端口引线71与所述第二接收通道1202连接，所述第二接收通道1202是空闲接收通道。所述收发天线300为微带贴片天线。
如图9所示，通过对圆形微带双分支定向耦合器进行HFSS(High Frequency Structure Simulator，高频结构仿真)测试，可以得到中心频率附近(78.9957GHz)的测试结果如下：
S
41＝-25.7371dB；S
11＝-25.2708dB；S
31＝-3.5506dB；S
21＝-3.9361dB
因此，在隔离端口测到的输入端口输入的信号泄露到隔离端口的能量是-25.7371dB，也即，输入端口到隔离端口的反向传输系数是-25.7371dB。在输入端口测到的输入端口输入的信号反射回输入端口的能量是-25.2708dB，也即，输入端口到输入端口的反向传输系数是-25.2708dB。在耦合端口测到的输入端口输入的信号传输到耦合端口的能量是-3.5506dB，也即，输入端口到耦合端口的反向传输系数是-3.5506dB。在直通端口测到的输入端口输入的信号传输到直通端口的能量是-3.9361dB，也即，输入端口到直通端口的反向传输系数是-3.9361dB。根据上述HFSS测试结果能够说明，采用圆形微带双分支定向耦合器后，中心频率附近的隔离度能够得到改善。
随着电磁波频率的升高(毫米波)，很难找到现成的器件作为负载实现定向耦合器的耦合端口的匹配，因此，本示例通过将空置端口(耦合端口)连接到雷达信号收发装置100的空闲接收通道(第二接收通道)上，巧妙地解决了微带双分支定向耦合器201的端口阻抗匹配问题。另一方面，通过采用圆形微带双分支定向耦合器，输入端口引线与隔离端口引线之间不再是平行走线，而是成直角走线，因此增大了输入信号通道和输出信号通道之间的距离，减少了输入信号与输出信号之间的相互干扰，从而提高了定向耦合器 的隔离度。
示例2
如图10所示，本示例针对78GHz的雷达信号源，提供一种雷达物位测量系统，包括：雷达信号收发装置100、微带双分支定向耦合器201和收发天线300。
所述雷达信号收发装置100包括发射通道组110以及接收通道组120，所述发射通道组110至少包括第一发射通道1101；所述接收通道组至少包括第一接收通道1201和第二接收通道1202；
所述微带双分支定向耦合器201包括：主线1、第一分支线2、副线3、第二分支线4、四个端口，四条端口引线和第一枝节微带线21；
所述四个端口包括：位于所述主线1和所述第二分支线4连接处的输入端口5、位于所述主线1与所述第一分支线2连接处的直通端口6、位于所述第一分支线2与所述副线3连接处的耦合端口7、和位于所述副线3和第二分支线4连接处的隔离端口8；
所述四条端口引线包括：设置在所述输入端口5上的输入端口引线51，设置在所述直通端口6上的直通端口引线61，设置在所述耦合端口7上的耦合端口引线71和设置在所述隔离端口8上的隔离端口引线81；
所述主线1、所述第一分支线2、所述副线3和所述第二分支线4顺序首尾相连形成闭合环(比如，圆环)；所述主线1、所述第一分支线2、所述副线3和所述第二分支线4的长度均为λ/4，λ是所述微带双分支定向耦合器中心频率处波长；每一个端口对应的端口引线与所述闭合环在所述端口处的切线相垂直，且向所述闭合环外延伸。当所述雷达信号源为78GHz时，所述微带双分支定向耦合器中心频率处波长λ约为3.85mm，λ/4约为0.96mm。
所述微带双分支定向耦合器的主线1和副线2的特征阻抗均为
所述第一分支线3和第二分支线4的特征阻抗均为z
0，z
0为100欧。
每一条端口引线包括：特征阻抗为z
0的第一微带线11，特征阻抗为
的第二微带线12和特征阻抗为z
1的第三微带线13；所述第一微带线11的第一端与所述端口连接，所述第一微带线11的第二端与所述第二微带线12的第一端连接，所述第二微带线12的第二端与所述第三微带线13的第一端连接，z
1为50欧。
所述第一枝节微带线21设置在输入端口引线51上。实际上，所述第一枝节微带线21设置在输入端口引线51的第一微带线11上，所述第一枝节微带线21与所述第一微带线11垂直。
所述输入端口5通过输入端口引线51与所述第一发射通道1101连接；所述隔离端口8通过隔离端口引线81与所述第一接收通道1201连接；所述直通端口6通过直通端口引线61与所述收发天线300连接，所述耦合端口7是空置端口，通过所述耦合端口引线71与所述第二接收通道1202连接。所述收发天线300为微带贴片天线。
如图11所示，通过对圆形微带双分支定向耦合器进行HFSS(High Frequency Structure Simulator，高频结构仿真)测试，可以得到中心频率附近(78.8928GHz)的测试结果如下：
S
41＝-30.2597dB；S
11＝-29.8601dB；S
31＝-3.7089dB；S
21＝-3.7939dB
因此，在隔离端口测到的输入端口输入的信号泄露到隔离端口的能量是-30.2597dB，也即，输入端口到隔离端口的反向传输系数是-30.2597dB。在输入端口测到的输入端口输入的信号反射回输入端口的能量是-29.8601dB，也即，输入端口到输入端口的反向传输系数是-29.8601dB。在耦合端口测到的输入端口输入的信号传输到耦合端口的能量是-3.7089dB，也即，输入端口到耦合端口的反向传输系数是-3.7089dB。在直通端口测到的输入端口输入的信号传输到直通端口的能量是-3.7939dB，也即，输入端口到直通端口的反向传输系数是-3.7939dB。根据上述HFSS测试结果能够说明，采用圆形微带双分支定向耦合器后，中心频率附近的隔离度能够得到改善。
随着电磁波频率的升高(毫米波)，很难找到现成的器件作为负载实现定向耦合器的耦合端口的匹配，因此，本示例通过将空置端口(耦合端口) 连接到雷达信号收发装置100的空闲接收通道(第二接收通道)上，巧妙地解决了微带双分支定向耦合器201的端口阻抗匹配问题。另一方面，通过采用圆形微带双分支定向耦合器，输入端口引线与隔离端口引线之间不再是平行走线，而是成直角走线，因此增大了输入信号通道和输出信号通道之间的距离，减少了输入信号与输出信号之间的相互干扰，从而提高了定向耦合器的隔离度。并且，通过在输入端口加枝节微带线后，一部分输入信号经过所述枝节微带线反射回隔离端口，这部分反射信号遇到输入端口泄露到隔离端口的发射信号，二者可以形成功率相消，减轻了输入端口的发射信号从隔离端口泄露输出，从而进一步提高了定向耦合器的隔离度。
示例3
如图12所示，本示例针对78GHz的雷达信号源，提供一种雷达物位测量系统，包括：雷达信号收发装置100、微带双分支定向耦合器201和收发天线300。
所述雷达信号收发装置100包括发射通道组110以及接收通道组120，所述发射通道组110至少包括第一发射通道1101和第二发射通道1102；所述接收通道组至少包括第一接收通道1201、第二接收通道1202和第三接收通道1203；
所述微带双分支定向耦合器201包括：主线1、第一分支线2、副线3、第二分支线4、四个端口、四条端口引线、第一枝节微带线21和第二枝节微带线22；
所述四个端口包括：位于所述主线1和所述第二分支线4连接处的输入端口5、位于所述主线1与所述第一分支线2连接处的直通端口6、位于所述第一分支线2与所述副线3连接处的耦合端口7、和位于所述副线3和第二分支线4连接处的隔离端口8；
所述四条端口引线包括：设置在所述输入端口5上的输入端口引线51，设置在所述直通端口6上的直通端口引线61，设置在所述耦合端口7上的耦合端口引线71和设置在所述隔离端口8上的隔离端口引线81；
所述主线1、所述第一分支线2、所述副线3和所述第二分支线4顺序首尾相连形成闭合环(比如，圆环)；所述主线1、所述第一分支线2、所述副线3和所述第二分支线4的长度均为λ/4，λ是所述微带双分支定向耦合器中心频率处波长；每一个端口对应的端口引线与所述闭合环在所述端口处的切线相垂直，且向所述闭合环外延伸。当所述雷达信号源为78GHz时，所述微带双分支定向耦合器中心频率处波长λ约为3.85mm，λ/4约为0.96mm。
所述微带双分支定向耦合器的主线1和副线2的特征阻抗均为
所述第一分支线3和第二分支线4的特征阻抗均为z
0，z
0为100欧。
每一条端口引线包括：特征阻抗为z
0的第一微带线11，特征阻抗为
的第二微带线12和特征阻抗为z
1的第三微带线13；所述第一微带线11的第一端与所述端口连接，所述第一微带线11的第二端与所述第二微带线12的第一端连接，所述第二微带线12的第二端与所述第三微带线13的第一端连接，z
1为50欧。
所述第一枝节微带线21设置在所述输入端口引线51上；实际上，所述第一枝节微带线21设置在输入端口引线51的第一微带线11上，所述第一枝节微带线21与所述输入端口引线51的第一微带线11垂直。
所述第二枝节微带线22设置在所述耦合端口引线71上。实际上，所述第二枝节微带线22设置在所述耦合端口引线71的第一微带线11上，所述第二枝节微带线22与所述耦合端口引线71的第一微带线11垂直。
所述发射通道组110中的第一发射通道1101和第二发射通道1102通过功率合成器400与所述输入端口5的输入端口引线51连接。所述直通端口6通过直通端口引线61与所述收发天线300连接。所述耦合端口7是空置端口，所述耦合端口7的耦合端口引线71通过功分器500与所述接收通道组120中的第二接收通道1202和第三接收通道1203连接。所述隔离端口8通过隔离端口引线81与所述第一接收通道1201连接。所述收发天线300为微带贴片天线。
如图13所示，通过对圆形微带双分支定向耦合器进行HFSS(High Frequency Structure Simulator，高频结构仿真)测试，可以得到中心频率附近(79GHz)的测试结果如下：
S
41＝-40.7822dB；S
11＝-36.7555dB；S
31＝-3.6663dB；S
21＝-3.8873dB
因此，在隔离端口测到的输入端口输入的信号泄露到隔离端口的能量是-40.7822dB，也即，输入端口到隔离端口的反向传输系数是-40.7822dB。在输入端口测到的输入端口输入的信号反射回输入端口的能量是-36.7555dB，也即，输入端口到输入端口的反向传输系数是-36.7555dB。在耦合端口测到的输入端口输入的信号传输到耦合端口的能量是-3.6663dB，也即，输入端口到耦合端口的反向传输系数是-3.6663dB。在直通端口测到的输入端口输入的信号传输到直通端口的能量是-3.8873dB，也即，输入端口到直通端口的反向传输系数是-3.8873dB。根据上述HFSS测试结果能够说明，采用圆形微带双分支定向耦合器后，中心频率附近的隔离度能够得到改善。
随着电磁波频率的升高(毫米波)，很难找到现成的器件作为负载实现定向耦合器的耦合端口的匹配，因此，本示例通过将空置端口(耦合端口)连接到雷达信号收发装置100的另外两个接收通道(第二接收通道和第三接收通道)上，巧妙地解决了微带分支线定向耦合器200的端口阻抗匹配问题，并且，通过多个接收通道接收耦合端口的信号，能够降低每一个接收通道的接收信号功率，从而减少接收通道之间的电磁干扰。另一方面，通过采用圆形微带双分支定向耦合器，输入端口引线与隔离端口引线之间不再是平行走线，而是成直角走线，因此增大了输入信号通道和输出信号通道之间的距离，减少了输入信号与输出信号之间的相互干扰，从而提高了定向耦合器的隔离度。并且，通过在输入端口和耦合端口同时加枝节微带线后，一部分输入信号经过所述枝节微带线反射回隔离端口，这部分反射信号遇到输入端口泄露到隔离端口的发射信号，二者可以形成功率相消，减轻了输入端口的发射信号从隔离端口泄露输出，从而进一步提高了定向耦合器的隔离度。
示例4
如图14所示，本示例针对78GHz的雷达信号源，提供一种雷达物位测 量系统，包括：雷达信号收发装置100、微带双分支定向耦合器201、收发天线300和功率吸收装置600。
所述雷达信号收发装置100包括发射通道组110以及接收通道组120，所述发射通道组110至少包括第一发射通道1101；所述接收通道组至少包括第一接收通道1201；
所述微带分支线定向耦合器200包括：主线1、第一分支线2、副线3、第二分支线4、四个端口、四条端口引线、第一枝节微带线21和第二枝节微带线22；
所述四个端口包括：位于所述主线1和所述第二分支线4连接处的输入端口5、位于所述主线1与所述第一分支线2连接处的直通端口6、位于所述第一分支线2与所述副线3连接处的耦合端口7、和位于所述副线3和第二分支线4连接处的隔离端口8；
所述四条端口引线包括：设置在所述输入端口5上的输入端口引线51，设置在所述直通端口6上的直通端口引线61，设置在所述耦合端口7上的耦合端口引线71和设置在所述隔离端口8上的隔离端口引线81；
所述主线1、所述第一分支线2、所述副线3和所述第二分支线4顺序首尾相连形成闭合环(比如圆环)；所述主线1、所述第一分支线2、所述副线3和所述第二分支线4的长度均为λ/4，λ是所述微带双分支定向耦合器中心频率处波长；每一个端口对应的端口引线与所述闭合环在所述端口处的切线相垂直，且向所述闭合环外延伸。当所述雷达信号源为78GHz时，所述微带双分支定向耦合器中心频率处波长λ约为3.85mm，λ/4约为0.96mm。
所述微带双分支定向耦合器的主线1和副线2的特征阻抗均为
所述第一分支线3和第二分支线4的特征阻抗均为z
0，z
0为100欧。
每一条端口引线包括：特征阻抗为z
0的第一微带线11，特征阻抗为
的第二微带线12和特征阻抗为z
1的第三微带线13；所述第一微带线11的第一端与所述端口连接，所述第一微带线11的第二端与所述第二微带线12的第一端连接，所述第二微带线12的第二端与所述第三微带线13的 第一端连接，z
1为50欧。
所述第一枝节微带线21设置在所述输入端口引线51上；实际上，所述第一枝节微带线21设置在输入端口引线51的第一微带线11上，所述第一枝节微带线21与所述输入端口引线51的第一微带线11垂直。
所述第二枝节微带线22设置在所述耦合端口引线71上。实际上，所述第二枝节微带线22设置在所述耦合端口引线71的第一微带线11上，所述第二枝节微带线22与所述耦合端口引线71的第一微带线11垂直。
所述输入端口5通过输入端口引线51与所述第一发射通道1101连接。所述耦合端口通过耦合端口引线71与所述收发天线300连接。所述直通端口6为空置端口，通过直通端口引线61与功率吸收装置600连接。所述隔离端口8通过隔离端口引线81与所述第一接收通道1201连接。所述收发天线300为微带贴片天线。
如图14所示，所述功率吸收装置600包括：单一微带贴片天线和覆盖所述微带贴片天线的吸波材料。吸波材料能够吸收微带贴片天线对外辐射的能量。
在另一种示例中，如图15所示，所述功率吸收装置600包括：微带串馈驻波阵和覆盖所述微带串馈驻波阵的吸波材料。吸波材料能够吸收微带串馈驻波阵对外辐射的能量。
随着电磁波频率的升高(毫米波)，很难找到现成的器件作为负载实现定向耦合器的端口匹配，因此，本示例通过设置专门的功率吸收装置，将微带分支线定向耦合器中的空置端口(未被收发天线占用的直通端口)连接到所述功率吸收装置上，能够解决微带分支线定向耦合器的端口负载问题，提高了雷达物位测量系统的测量精度。另一方面，通过采用圆形微带双分支定向耦合器，输入端口引线与隔离端口引线之间不再是平行走线，而是成直角走线，因此增大了输入信号通道和输出信号通道之间的距离，减少了输入信号与输出信号之间的相互干扰，从而提高了定向耦合器的隔离度。并且，通过在输入端口和耦合端口同时加枝节微带线后，一部分输入信号经过所述枝节微带线反射回隔离端口，这部分反射信号遇到输入端口泄露到隔离端口的 发射信号，二者可以形成功率相消，减轻了输入端口的发射信号从隔离端口泄露输出，从而进一步提高了定向耦合器的隔离度。
Claims (17)
- 一种微带双分支定向耦合器，包括：主线(1)、第一分支线(2)、副线(3)、第二分支线(4)、四个端口和四条端口引线；所述四个端口包括：位于所述主线(1)和所述第二分支线(4)连接处的输入端口(5)、位于所述主线(1)与所述第一分支线(2)连接处的直通端口(6)、位于所述第一分支线(2)与所述副线(3)连接处的耦合端口(7)、和位于所述副线(3)和第二分支线(4)连接处的隔离端口(8)；所述四条端口引线包括：设置在所述输入端口(5)上的输入端口引线(51)、设置在所述直通端口(6)上的直通端口引线(61)、设置在所述耦合端口(7)上的耦合端口引线(71)和设置在所述隔离端口(8)上的隔离端口引线(81)；其中，所述主线(1)、所述第一分支线(2)、所述副线(3)和所述第二分支线(4)顺序首尾相连形成闭合环；所述主线(1)、所述第一分支线(2)、所述副线(3)和所述第二分支线(4)的长度均为λ/4，λ是所述微带双分支定向耦合器中心频率处波长；每一个端口对应的端口引线与所述闭合环在所述端口处的切线相垂直，且向所述闭合环外延伸。
- 如权利要求1所述的微带双分支定向耦合器，其中，所述闭合环包括：圆环或椭圆环。
- 如权利要求1或2所述的微带双分支定向耦合器，其中，所述微带双分支定向耦合器还包括：设置在输入端口引线(51)、直通端口引线(61)或耦合端口引线(71)上的一条或多条枝节微带线。
- 如权利要求1或2所述的微带双分支定向耦合器，其中，所述微带双分支定向耦合器还包括：设置在输入端口引线(51)上的第一枝节微带线(21)和设置在直通端口引线(61)上的第二枝节微带线(22)；或者设置在输入端口引线(51)上的第一枝节微带线(21)和设置在耦合端 口引线(71)上的第二枝节微带线(22)；或者设置在直通端口引线(61)上的第一枝节微带线(21)和设置在耦合端口引线(71)上的第二枝节微带线(22)。
- 如权利要求1或2所述的微带双分支定向耦合器，其中：所述主线(1)为特征阻抗是的微带线；所述副线(3)为特征阻抗是
的微带线；所述第一分支线(2)为特征阻抗是z 0的微带线；所述第二分支线(4)为特征阻抗是z 0的微带线。
- 如权利要求5所述的微带双分支定向耦合器，其中：所述端口引线包括：特征阻抗为z 0的第一微带线(11)，特征阻抗为的第二微带线(12)和特征阻抗为z 1的第三微带线(13)；
所述第一微带线(11)的第一端与所述端口连接，所述第一微带线(11)的第二端与所述第二微带线(12)的第一端连接，所述第二微带线(12)的第二端与所述第三微带线(13)的第一端连接；其中，z 0大于z 1。 - 如权利要求6所述的微带双分支定向耦合器，其中：所述微带双分支定向耦合器为中心频率大于频率阈值，z 0大于50欧姆的定向耦合器；其中，所述频率阈值大于或等于20GHz。
- 如权利要求7所述的微带双分支定向耦合器，其中：所述微带双分支定向耦合器为中心频率是78GHz，z 0是100欧姆，z 1是50欧姆的定向耦合器。
- 如权利要求5所述的微带双分支定向耦合器，其中：所述端口引线包括：一条特征阻抗从z 0渐变为z 1的阻抗渐变微带线；其中，所述阻抗渐变微带线靠近所述端口处的特征阻抗为z 0，远离所述端口处的特征阻抗为z 1；其中，z 0大于z 1。
- 一种雷达物位测量系统，包括：雷达信号收发装置(100)、微带分支线定向耦合器(200)和收发天线(300)；所述雷达信号收发装置(100)包括发射通道组(110)以及接收通道组(120)；所述微带分支线定向耦合器(200)包括四个端口和四条端口引线；所述四个端口包括：输入端口、直通端口、耦合端口和隔离端口；所述四条端口引线包括：设置在所述输入端口上的输入端口引线、设置在所述直通端口上的直通端口引线、设置在所述耦合端口上的耦合端口引线和设置在所述隔离端口上的隔离端口引线；所述输入端口通过所述输入端口引线与所述发射通道组(110)中的第一发射通道连接；所述隔离端口通过所述隔离端口引线与所述接收通道组(120)中的第一接收通道连接；所述直通端口或耦合端口通过对应的端口引线与所述收发天线(300)连接；所述微带分支线定向耦合器(200)的空置端口通过对应的端口引线与所述接收通道组(120)中的空闲接收通道连接或与所述发射通道组(110)中的空闲发射通道连接；其中，所述空置端口是指所述直通端口和耦合端口二者中未与所述收发天线(300)连接的端口；所述空闲接收通道是指所述接收通道组(120)中除所述第一接收通道外的其他接收通道，所述空闲发射通道是指所述发射通道组(110)中除所述第一发射通道外的其他发射通道。
- 如权利要求10所述的雷达物位测量系统，其中：所述输入端口与所述发射通道组(110)中的第一发射通道是采用以下方式连接：所述输入端口通过输入端口引线直接与所述发射通道组(110)中的一个第一发射通道连接；或者，所述发射通道组(110)中的多个第一发射通道通过功率合成器(400)与所述输入端口的输入端口引线连接。
- 如权利要求10所述的雷达物位测量系统，其中：所述空置端口采用以下方式通过对应的端口引线与所述接收通道组(120)中的空闲接收通道连接或与所述发射通道组(110)中的空闲发射通 道连接：所述空置端口通过对应的端口引线直接与所述接收通道组(120)中的一个空闲接收通道连接或与所述发射通道组(110)中的一个空闲发射通道连接；或者，所述空置端口对应的端口引线通过功分器(500)与所述接收通道组(120)中的多个空闲接收通道连接或与所述发射通道组(110)中的多个空闲发射通道连接。
- 如权利要求10或11或12所述的雷达物位测量系统，其中：所述微带分支线定向耦合器(200)是权利要求1-9中任一项所述的微带双分支定向耦合器。
- 一种雷达物位测量系统，包括：雷达信号收发装置(100)、微带分支线定向耦合器(200)、收发天线(300)和功率吸收装置(600)；所述雷达信号收发装置(100)包括发射通道组(110)以及接收通道组(120)；所述微带分支线定向耦合器(200)包括四个端口和四条端口引线；所述四个端口包括：输入端口、直通端口、耦合端口和隔离端口；所述四条端口引线包括：设置在所述输入端口上的输入端口引线、设置在所述直通端口上的直通端口引线、设置在所述耦合端口上的耦合端口引线和设置在所述隔离端口上的隔离端口引线；所述输入端口通过所述输入端口引线与所述发射通道组(110)中的发射通道连接；所述隔离端口通过所述隔离端口引线与所述接收通道组(120)中的接收通道连接；所述直通端口或耦合端口通过对应的端口引线与所述收发天线(300)连接；所述微带分支线定向耦合器(200)的空置端口通过对应的端口引线与所述功率吸收装置(600)连接；其中，所述空置端口是指所述直通端口和 耦合端口二者中未与所述收发天线(300)连接的端口；所述功率吸收装置(600)包括：微带贴片天线(601)和覆盖所述微带贴片天线(601)的吸波材料(602)。
- 如权利要求14所述的雷达物位测量系统，其中：所述微带贴片天线(601)包括：单一微带贴片天线，或微带串馈驻波阵。
- 如权利要求14所述的雷达物位测量系统，其中：所述输入端口与所述发射通道组(110)中的发射通道是采用以下方式连接：所述输入端口通过输入端口引线直接与所述发射通道组(110)中的一个发射通道连接；或者，所述发射通道组(110)中的多个发射通道通过功率合成器(400)与所述输入端口的输入端口引线连接。
- 如权利要求14或15或16所述的雷达物位测量系统，其中：所述微带分支线定向耦合器(200)是权利要求1-9中任一项所述的微带双分支定向耦合器。
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