本實(shí)用新型涉及微波器件技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種新型寬帶雙層帶線3dB電橋。

背景技術(shù)：

在現(xiàn)代無(wú)線通信系統(tǒng)中，無(wú)源器件憑借其低功耗、高可靠性而被廣泛地運(yùn)用在電路系統(tǒng)中。近年來(lái)，隨著現(xiàn)代無(wú)線通信系統(tǒng)的飛速發(fā)展，頻譜資源顯得越來(lái)越緊張，越來(lái)越多的頻段被人們開(kāi)發(fā)利用，便產(chǎn)生了許多同頻段信號(hào)。因此，如何解決有限空間內(nèi)多部收發(fā)信機(jī)同時(shí)工作的兼容，即如何解決同波段同址的干擾，就引起人們的重點(diǎn)關(guān)注。

為了避免干擾，工程上需要對(duì)這些同頻段信號(hào)進(jìn)行分路和合路。3dB電橋作為一種同頻合路器，本質(zhì)上是一種耦合度為3dB的定向耦合器。定向耦合器由兩組相互靠近的傳輸線構(gòu)成，利用小孔耦合、分支耦合、縫隙耦合或平行線耦合等方式，可以將一條傳輸線上的一部分信號(hào)功率耦合到另一條傳輸線上去，從而實(shí)現(xiàn)功率分配的作用。3dB電橋作為一種特殊的定向耦合器，也能起到功率分配器的作用，廣泛應(yīng)用在當(dāng)今的移動(dòng)通信領(lǐng)域中。它可以將一個(gè)信號(hào)分為兩個(gè)等幅的并且有90度相位差的信號(hào)，以實(shí)現(xiàn)微波信號(hào)功率按等比例分配。

隨著更高頻率的射頻微波電路的廣泛應(yīng)用，帶狀線定向耦合器作為一種十分重要的微波器件，由于其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、易加工和成本低等優(yōu)點(diǎn)，越來(lái)越多地被應(yīng)用于無(wú)線通信系統(tǒng)中。采用不同的耦合方案、耦合結(jié)構(gòu)以及帶狀線尺寸，極大地提高了耦合器設(shè)計(jì)的靈活度，可以制成各種性能的耦合器。大部分定向耦合器的原理都是通過(guò)在耦合端口把兩個(gè)波分量的相位相加，而在隔離端口相位相消來(lái)實(shí)現(xiàn)定向傳輸特性的，主要包括四種耦合機(jī)制：平行耦合、分支耦合，小孔耦合和匹配雙T。

1970年，F(xiàn).Arndt在IEEE Transactions on Microwave Theory and Techniques期刊(1970,18(9):633-638)上發(fā)表了論文“Tables for asymmetric Chebyshev high-pass TEM-mode directional couplers”，將連續(xù)漸變技術(shù)應(yīng)用于非對(duì)稱定向耦合器，提高了非對(duì)稱多節(jié)定向耦合器的性能，同時(shí)還給出了相關(guān)的設(shè)計(jì)表格，方便了漸變線非對(duì)稱定向耦合器的設(shè)計(jì)。2006年，S.Gruszczynski和K.Wincza等人在IEEE Transactions on Microwave Theory and Techniques期刊(2006,54(9):3501-3507)上發(fā)表了論文“Design of compensated coupled-stripline 3-dB directional couplers,phase shifters and magic-Ts-Part II:Broadband coupled-line circuits”，論文中利用匹配枝節(jié)對(duì)不連續(xù)性進(jìn)行補(bǔ)償，實(shí)現(xiàn)了很好的方向性和端口匹配。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本申請(qǐng)的目的在于針對(duì)上述已有技術(shù)的不足，提出一種新型寬帶雙層帶線3dB電橋，以保證結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、端口間實(shí)現(xiàn)良好的隔離，滿足軍用通信業(yè)務(wù)頻段的要求。

為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案是：提供一種新型寬帶雙層帶線3dB電橋。所述新型寬帶雙層線3dB電橋，包括輸入端口、直通端口、隔離端口、耦合端口、第一帶狀傳輸線、第二帶狀傳輸線和介質(zhì)腔體。

所述第一帶狀傳輸線的兩端分別與輸入端口和直通端口相連接，第二帶狀傳輸線的兩端分別與耦合端口和隔離端口相連接。第一帶狀傳輸線和第二帶狀傳輸線設(shè)置在介質(zhì)腔體中，并關(guān)于介質(zhì)腔體中心對(duì)稱，第一帶狀傳輸線位于第二帶狀傳輸線的上方。第一帶狀傳輸線與第二帶狀傳輸線性質(zhì)一致，其電路參數(shù)和物理參數(shù)相同。

進(jìn)一步地，所述第一帶狀傳輸線包括三節(jié)耦合線，分別為位于兩端的端耦合線和位于中間的中心耦合線，端耦合線與中心耦合線均為緊耦合結(jié)構(gòu)形式。端耦合線與中心耦合線的耦合度均為3dB。

優(yōu)選地，所述中心耦合線的偶模特性阻抗大于端耦合線的偶模特性阻抗。

優(yōu)選地，端耦合線的寬度大于中心耦合線的寬度。

進(jìn)一步地，所述第一帶狀傳輸線與第二帶狀傳輸線之間存在偏置。

進(jìn)一步地，第一帶狀傳輸線的兩端分別通過(guò)端口引線與輸入端口和直通端口相連接，第一帶狀傳輸線與端口引線相連接的拐角開(kāi)有倒角。第二帶狀傳輸線的兩端分別通過(guò)端口引線與耦合端口和隔離端口相連接，第二帶狀傳輸線與端口引線相連接的拐角開(kāi)有倒角。

優(yōu)選地，所述倒角為45°倒角。

本實(shí)用新型具有的優(yōu)點(diǎn)和積極效果是：本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn)：本申請(qǐng)?zhí)峁┑男滦蛯拵щp層帶線3dB電橋，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，端口見(jiàn)隔離良好，適用225MHz～400MHz的頻率范圍，滿足軍用通信業(yè)務(wù)頻段的要求。

本申請(qǐng)?zhí)峁┑男滦蛯拵щp層帶線3dB電橋中，第一和第二帶狀傳輸線軍由三節(jié)對(duì)稱耦合傳輸線構(gòu)成，采用偏置耦合的實(shí)現(xiàn)方式，方便根據(jù)所需耦合度調(diào)節(jié)帶狀線的錯(cuò)位寬度，因此具有較大的設(shè)計(jì)自由度。

本申請(qǐng)?zhí)峁┑男滦蛯拵щp層帶線3dB電橋，第一和第二傳輸線的三節(jié)耦合線均采用緊耦合的結(jié)構(gòu)形式，使得相鄰兩節(jié)不同耦合線的線寬差異較小，同一節(jié)的兩條傳輸線之間偏置較小，減小了相鄰耦合線間的不連續(xù)性。

本申請(qǐng)?zhí)峁┑男滦蛯拵щp層帶線3dB電橋，在耦合線與端口引線連接的拐角處采用倒角，有效地避免了該處的不連續(xù)性所引起的信號(hào)反射現(xiàn)象。

附圖說(shuō)明

圖1是本申請(qǐng)的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2是本申請(qǐng)的正視示意圖。

圖3是本申請(qǐng)的左視示意圖。

圖4是本申請(qǐng)實(shí)施例的傳輸特性仿真圖。

圖5本申請(qǐng)實(shí)施例的反射特性和格力特性仿真圖。

圖中：1-介質(zhì)腔體，2-輸入端口，3-直通端口，4-隔離端口，5-耦合端口，6-第一帶狀傳輸線，61,63-端耦合線，62-中心耦合線，7-第二帶狀傳輸線，8-端口引線。

具體實(shí)施方式

為了更好的理解本實(shí)用新型，下面結(jié)合具體實(shí)施例和附圖對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行進(jìn)一步的描述。

如圖1-圖5所示，本申請(qǐng)?zhí)峁┮环N新型寬帶雙層線3dB電橋，包括輸入端口2、直通端口3、隔離端口4、耦合端口5、第一帶狀傳輸線6、第二帶狀傳輸線7、端口引線8和介質(zhì)腔體1。

第一帶狀傳輸線6的兩端分別通過(guò)端口引線8與輸入端口2和直通端口3相連接，第一帶狀傳輸線6與端口引線8相連接的拐角開(kāi)有倒角。作為優(yōu)選，倒角為45°。

第二帶狀傳輸線7的兩端分別通過(guò)端口引線8與耦合端口5和隔離端口4相連接，第二帶狀傳輸線7與端口引線8相連接的拐角開(kāi)有倒角。作為優(yōu)選，倒角為45°。

第一帶狀傳輸線6和第二帶狀傳輸線7設(shè)置在介質(zhì)腔體1中，并關(guān)于介質(zhì)腔體1中心對(duì)稱，第一帶狀傳輸線6位于第二帶狀傳輸線7的上方，二者在之間存在偏置，方便根據(jù)所需耦合度調(diào)節(jié)帶狀傳輸線的錯(cuò)位寬度，增加了設(shè)計(jì)自由度。

第一帶狀傳輸線6與第二帶狀傳輸線7性質(zhì)一致，其電路參數(shù)和物理參數(shù)相同。第一帶狀傳輸線6和第二帶狀傳輸線7均包括三節(jié)耦合線。以第一帶狀傳輸線6為例，三節(jié)耦合線分別為位于兩端的端耦合線61、63和位于中間的中心耦合線62，端耦合線61、63與中心耦合線62均為緊耦合結(jié)構(gòu)形式。端耦合線61、63的物理參數(shù)一致，二者對(duì)稱設(shè)置在中心耦合線62兩端。端耦合線61、63與中心耦合線62的耦合度均為3dB。作為一種實(shí)施方式，中心耦合線62的偶模特性阻抗大于端耦合線61、63的偶模特性阻抗，端耦合線61、63的寬度大于中心耦合線62的寬度。

為了更好地說(shuō)明本申請(qǐng)中電橋的性質(zhì)，對(duì)其特性進(jìn)行仿真。在本實(shí)施例中：

介質(zhì)腔體1的介電常數(shù)ε₁＝2.1，腔體高B＝22mm；

第一帶狀傳輸線6和第二帶狀傳輸線7的介電常數(shù)ε₂＝2.1，厚度t＝1.5mm，豎直方向上二者相距h為1.5mm；二者之間的偏置offset＝1.31mm；

端耦合線61、63的偶模特性阻抗Z_1ε＝Z_3ε＝112.77，耦合度C₁＝C₃＝3dB，長(zhǎng)度l₁＝l₁’＝61.05mm，寬w₁＝7.5mm；

中心耦合線62的偶模特性阻抗Z_2ε＝127.04，耦合度C₂＝3dB長(zhǎng)度l₂＝36.42mm，寬w₂＝6mm；

端耦合線61、63與端口引線8的連接的拐角處開(kāi)有45°倒角，距離為q＝14mm；

端口引線8的阻抗為50Ω，長(zhǎng)l₀＝30mm，寬w₀＝15.3mm。

仿真1，對(duì)本申請(qǐng)?zhí)峁┑男滦蛯拵щp層帶線3dB電橋的傳輸特性進(jìn)行仿真，結(jié)果如圖4所示。其中，S₂₁(dB)曲線代表輸入端口2到直通端口3之間的傳輸特性；曲線S₄₁(dB)代表了輸入端口2到耦合端口5之間的傳輸特性。

由圖4可知，本發(fā)明3dB電橋的傳輸特性曲線S₂₁和S₄₁在使用頻率范圍225～400MHz內(nèi)為3dB左右，帶內(nèi)波動(dòng)為±0.5dB，耦合效果良好。

仿真2，對(duì)本申請(qǐng)?zhí)峁┑男滦蛯拵щp層帶線3dB電橋的反射特性與隔離特性進(jìn)行仿真，結(jié)果由圖5所示，其中S₁₁(dB)曲線代表輸入端口2的反射特性，S₂₄(dB)曲線代表直通端口3和耦合端口5之間的隔離特性曲線。

由圖5可知，在225～400MHz頻率范圍內(nèi)，本發(fā)明超寬帶3dB電橋的反射特性曲線S₁₁大于25dB，耦合端和隔離端之間隔離度S₂₄大于25dB。

以上對(duì)本實(shí)用新型的實(shí)施例進(jìn)行了詳細(xì)說(shuō)明，但所述內(nèi)容僅為本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例，不能被認(rèn)為用于限定本實(shí)用新型的實(shí)施范圍。凡依本實(shí)用新型范圍所作的改變、修飾、替代、組合、簡(jiǎn)化等，均應(yīng)為等效的置換方式，均應(yīng)仍歸屬于本專利涵蓋范圍之內(nèi)。