本发明涉及领域射频微波领域，更具体地涉及一种多级宽带的耦合器。
背景技术：
1、图1为现有的根据定向耦合器原理设计的单向耦合器，组成部分为主路电感、从路耦合微带和电阻r。其中主路电感1包括金属层met1与金属层met2，金属层met1为功率放大器器件上的固定匹配电感结构，主路电感1的两层金属使用过孔连接，将主路电感1设置为两层结构用以产少两个耦合器的面积，其截面示意图如图2所示。从路耦合微带2与金属层met2位于同一层，电阻r主要用来调节耦合器的耦合量大小及维持稳定。如图1中黑色箭头所示，该单向耦合器的耦合从路(耦合微带2)沿逆时针方向与主路电感1产生耦合输出。其中，该单向耦合器的输入端口为主路电感1的a端口、输出端口为主路电感1的b端口、耦合端口为从路耦合微带2的c端口、隔离端口为从路耦合微带2的d端口。理想情况下，端口a输入的功率从端口b及端口c输出，但实际情况会有少许功率从端口d输出。
2、根据耦合器不同的应用场合，可根据不同的插入损耗、隔离度、耦合度、方向性指标对具体耦合器进行设计。假设p1为端口a输入功率，p2为端口b输出功率，p3为端口c输出功率，p4为端口d泄露功率，插入损耗可表示为(1)式，隔离度可表示为(2)式，耦合度可表示为(3)式，方向性可表示为(4)式。上述四个指标可分别表示为：
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5、
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7、图1所示单向耦合器，其耦合量在所需的频带范围内波动较大，且由于耦合方式与耦合结构单一，导致耦合量大小与耦合带宽范围受到了限制。在中心频率f0＝5.75ghz时，所需耦合量为18～21。根据此设计仿真，如图3所示为单向耦合器的耦合量仿真结果，平坦度δ<3db情况下，耦合带宽小于1ghz。在此处cpl(耦合量)为端口b输出功率与端口c耦合功率之差。其计算公式为:
8、
9、因此，有必要提供一种改进的带内更平坦的多级宽带耦合器来克服上述缺陷。
技术实现思路
1、本发明的目的是提供一种多级宽带的耦合器，本发明的多级宽带耦合器可精准控制调节耦合端输出的耦合量，使得所述多级宽带的耦合器具有合适的耦合量、带宽、隔离度、插入损耗，提高了多级宽带的耦合器的传输精度与适用范围。
2、为实现上述目的，本发明提供了一种多级宽带的耦合器，其包括主路电感、电阻与耦合从路，所述主路电感包括第一层部分与第二层部分，所述主路电感的输入端口与输出端口均设置于第一层部分，且所述第一层部分与第二层部分以过孔的方式连接，所述耦合从路与所述主路电感的第二层部分位于同一层，所述耦合从路的一端设置为耦合端口，另一端与所述电阻的一端连接，所述电阻的另一端形成隔离端口，且所述耦合从路包括至少两个耦合单元，至少一个耦合单元上的信号流向与所述主路电感上输入-输出的方向相同，至少一个耦合单元上的信号流向与所述主路电感上输入-输出的方向相反，各个耦合单元之间通过连接线依次顺序连接。
3、较佳地，定义，信号流向与所述主路电感上输入-输出的方向相同的耦合单元为正向耦合单元，信号流向与所述主路电感上输入-输出的方向相反的耦合单元为逆向耦合单元，所述正向耦合单元与逆向耦合单元上产生的耦合量叠加的总和构成所述多级宽带的耦合器的耦合输出量。
4、较佳地，计算所述多级宽带的耦合器的耦合输出量时，各个所述正向耦合单元产生的耦合量取值为正，各个所述逆向耦合单元产生的耦合量取值为负
5、较佳地，所述连接线在所述第二部分所在的同一平面上垂直于所述主路电感上输入-输出的方向。
6、较佳地，所述连接线与各个耦合单元的材质相同，且所述连接线上不产生信号。
7、较佳地，每个所述连接线均连接于相邻的正向耦合单元与逆向耦合单元之间。
8、较佳地，调节改变各个耦合单元的形状及尺寸方式可改变各个耦合单元产生的耦合量。
9、与现有技术相比，本发明的多级宽带的耦合器由于设置了多个正向耦合单元与多个逆向耦合单元，且在计算耦合总量时，所述正向耦合单元与逆向耦合单元的取值符号是相反的，另外可按要求设置调整单个耦合单元所产生的耦合量，从而可精确地调整输出的总耦合量，进而使得所述多级宽带的耦合器具有合适的耦合量、带宽、隔离度、插入损耗，提高了耦合器的传输精度与适用范围。
10、通过以下的描述并结合附图，本发明将变得更加清晰，这些附图用于解释本发明的实施例。
1.一种多级宽带的耦合器，其特征在于，包括主路电感、电阻与耦合从路，所述主路电感包括第一层部分与第二层部分，所述主路电感的输入端口与输出端口均设置于第一层部分，且所述第一层部分与第二层部分以过孔的方式连接，所述耦合从路与所述主路电感的第二层部分位于同一层，所述耦合从路的一端设置为耦合端口，另一端与所述电阻的一端连接，所述电阻的另一端形成隔离端口，且所述耦合从路包括至少两个耦合单元，至少一个耦合单元上的信号流向与所述主路电感上输入-输出的方向相同，至少一个耦合单元上的信号流向与所述主路电感上输入-输出的方向相反，各个耦合单元之间通过连接线依次顺序连接。
2.如权利要求1所述的多级宽带的耦合器，其特征在于，定义，信号流向与所述主路电感上输入-输出的方向相同的耦合单元为正向耦合单元，信号流向与所述主路电感上输入-输出的方向相反的耦合单元为逆向耦合单元，所述正向耦合单元与逆向耦合单元上产生的耦合量叠加的总和构成所述多级宽带的耦合器的耦合输出量。
3.如权利要求2所述的多级宽带的耦合器，其特征在于，计算所述多级宽带的耦合器的耦合输出量时，各个所述正向耦合单元产生的耦合量取值为正，各个所述逆向耦合单元产生的耦合量取值为负。
4.如权利要求2所述的多级宽带的耦合器，其特征在于，所述连接线在所述第二部分所在的同一平面上垂直于所述主路电感上输入-输出的方向。
5.如权利要求4所述的多级宽带的耦合器，其特征在于，所述连接线与各个耦合单元的材质相同，且所述连接线上不产生信号。
6.如权利要求5所述的多级宽带的耦合器，其特征在于，每个所述连接线均连接于相邻的正向耦合单元与逆向耦合单元之间。
7.如权利要求2所述的多级宽带的耦合器，其特征在于，调节改变各个耦合单元的形状及尺寸方式可改变各个耦合单元产生的耦合量。
