CN103344806B - 一种双定向电桥 - Google Patents

Abstract

本发明适用于印刷板设计技术领域，提供了一种双定向电桥，其特征在于，包括印制板、同轴电缆、磁芯、若干电阻、电容C1和电容C2；所述同轴电缆置于所述印制板上，所述磁芯套在所述同轴电缆上，所述电阻均匀分布于所述同轴电缆的两端，所述电容C1分布于所述同轴电缆的第一端，所述电容C2分布于所述同轴电缆的第二端。本发明所述的双定向电桥通过构建电桥平衡，使其在40kHz-3GHz频段内具有较高的方向性，并且通过印制板实现，具有结构简单，可生产性高的特点。

Description

一种双定向电桥

技术领域

本发明属于印刷板设计技术领域，尤其涉及一种双定向电桥。

背景技术

随着电子测试技术的不断发展，对频段要求越来越宽。双定向电桥广泛应用于电子测试系统中，其主要作用为通过正向耦合反向隔离来分离正向波和反向波。方向性指标是衡量宽带双定向电桥性能的主要参数之一，而且也是影响测试系统测试准确度的关键因素之一。

目前同类双定向电桥一般采用带有厚膜电阻的的微带片结构，通过调节磁环位置，贴吸收体来保证方向性等指标。

通过分析国内外参考文献和类似产品，宽带双定向电桥的工作带宽的低端一般从几十兆赫兹开始，由于涉及微带片，生产工艺较复杂，并且成本高，该技术实现的电桥可靠性和稳定性较差，且其生产性也很差。

因此，现有技术存在缺陷，需要改进。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于提供一种双定向电桥，旨在解决现有技术实现的电桥可靠性和稳定性较差，且其生产性也很差等问题。

本发明是这样实现的，一种双定向电桥，包括印制板、同轴电缆、磁芯、若干电阻、电容C1和电容C2；所述同轴电缆置于所述印制板上，所述磁芯套在所述同轴电缆上，所述电阻均匀分布于所述同轴电缆的两端，所述电容C1分布于所述同轴电缆的第一端，所述电容C2分布于所述同轴电缆的第二端。

所述的双定向电桥，其中，还包括微带线，所述微带线布设于所述同轴电缆的两端。

所述的双定向电桥，其中，电阻R1、电阻R2位于印刷板的正面且布设于同轴电缆的第一端；电阻R1垂直于所述微带线，与第一端的同轴电缆内导体的距离为0.7mm，电阻R2平行于电阻R1，距离同轴电缆外导体的距离为0.7mm。

所述的双定向电桥，其中，电阻R3、电阻R4位于印刷板的正面且布设于同轴电缆的第二端；电阻R3垂直于所述微带线，与第二端的同轴电缆内导体的距离为0.7mm，电阻R2平行于电阻R1，距离同轴电缆外导体的距离为0.7mm。

所述的双定向电桥，其中，所述电容C1与所述电阻R2成30度夹角；所述电阻R1、电阻R2各为两个电阻叠层。

所述的双定向电桥，其中，所述电容C2与所述电阻R4成30度夹角；所述电阻R3、电阻R4各为两个电阻叠层。

所述的双定向电桥，其中，电阻R5置于所述印刷板的反面且位于所述同轴电缆的第一端，电阻R9置于所述印刷板的反面且位于所述同轴电缆的第二端；电阻R5的一端与同轴电缆外导体焊接，另一端接地；电阻R9的一端与同轴电缆外导体焊接，另一端接地。

所述的双定向电桥，其中，所述电阻R5为四个电阻并联而成，所述电阻R9为四个电阻并联而成。

所述的双定向电桥，其中，所述磁芯的个数为16，所述同轴电缆的外导体左右各套8个磁芯，靠近电阻处左右各1个磁芯，靠近同轴电缆中间接地部分左右各7个磁芯。

所述的双定向电桥，其中，所述印刷板为RO4350B印制板。

本发明与现有技术相比，本发明所述的双定向电桥有以下优点：

1)工作带宽：可以工作在低端到几十kHz，通过选择磁芯尺寸、数量及磁芯位置构建了宽带同轴巴伦，保证定向电桥的工作带宽为40kHz-3GHz。

2)方向性好：通过特殊的结构布局，构造了平衡电桥，在40kHz-3GHz频带内有较好的方向性。

3)结构简单，可生产性高，由于本发明在印制板上实现，避免了复杂的吸收体，微带片等，结构简单实用。

4)一致性较好：采用多个电阻并联方式，降低了电阻带来的不确定性，在保证回波损耗、耦合度不变的前提下，方向性的一致性较好。

附图说明

图1是本发明实施例提供的电桥原理图；

图2是本发明实施例提供的双定向电桥正面图；

图3是本发明实施例提供的双定向电桥反面图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

本发明所述的双定向电桥具有较大的工作带宽，尤其是低端可以工作到40kHz，具有良好的方向性，可以提高测试仪器低端的测试准确度，采用印制板实现，结构简单可靠，避免了复杂的调试，有较高的可生产性，在宽带测试仪器中有很好的使用价值。

如图1所示，本发明公开了一种印制板实现的超宽带高性能双定向电桥，端口A到端口C之间具有耦合特性，端口B与端口C之间具有隔离特性。由于电桥达到平衡时，RB×RC＝R1×R5

可以得到耦合度C的表达式为： $C=10\lg \frac{P_C}{P_A}=10\lg \frac{\mathrm{RC}}{{(1+\frac{R1}{\mathrm{RB}})}^2\mathrm{RA}};$

插损IL的表达式为： $1L=10\lg \frac{P_B}{P_A}=10\lg \frac{\mathrm{RB}}{{(1+\frac{\mathrm{RB}}{R1})}^2\mathrm{RA}}.$

在设计时对电阻R1、电阻R5采用多个电阻并联方式可以提高电桥的一致性，为了保证在高频时电桥的性能不变，印制板采用结构如图2、图3所示，3为印制板，1为同轴电缆，2为磁芯，电阻R1与微带线垂直，并与右面的同轴电缆内导体的距离0.7mm，电阻R2平行于电阻R1，距离同轴电缆外导体的距离0.7mm，C1为电容，与电阻R2成30度夹角。电阻R5为4个电阻并联，位于印制板的反面，电阻R5的一端与同轴电缆外导体焊接，电阻R5的另一端接地，这样的结构最大限度的保证方向性的同时，避免影响回波损耗，耦合度等指标。

同轴电缆外导体分别套磁芯左右各8个，磁芯位置靠近电阻功分处左右各1个磁芯，靠近同轴电缆中间接地部分左右各7个，保证了双定向电桥40kHz-300kHz的工作带宽。

双定向电桥可以工作到低端为40kHz左右，采用RO4350B印制板，通过合理结构构造平衡电桥，可以在300kHz-3GHz宽频带内实现方向性大于28dB，40kHz-300kHz方向性大于14dB，驻波小于1.2等指标，耦合度为16dB左右，插损小于3.5dB。而且结构简单，易于生产。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种双定向电桥，其特征在于，包括印制板、同轴电缆、磁芯、若干电阻、电容C1和电容C2；所述同轴电缆置于所述印制板上，所述磁芯套在所述同轴电缆上，所述电阻均匀分布于所述同轴电缆的两端，所述电容C1分布于所述同轴电缆的第一端，所述电容C2分布于所述同轴电缆的第二端；

还包括微带线，所述微带线布设于所述同轴电缆的两端；

电阻R1、电阻R2位于印刷板的正面且布设于同轴电缆的第一端；电阻R1垂直于所述微带线，与第一端的同轴电缆内导体的距离为0.7mm，电阻R2平行于电阻R1，距离同轴电缆外导体的距离为0.7mm。

2.根据权利要求1所述的双定向电桥，其特征在于，电阻R3、电阻R4位于印刷板的正面且布设于同轴电缆的第二端；电阻R3垂直于所述微带线，与第二端的同轴电缆内导体的距离为0.7mm，电阻R2平行于电阻R1，距离同轴电缆外导体的距离为0.7mm。

3.根据权利要求1所述的双定向电桥，其特征在于，所述电容C1与所述电阻R2成30度夹角；所述电阻R1、电阻R2各为两个电阻叠层。

4.根据权利要求2所述的双定向电桥，其特征在于，所述电容C2与所述电阻R4成30度夹角；所述电阻R3、电阻R4各为两个电阻叠层。

5.根据权利要求3或4所述的双定向电桥，其特征在于，电阻R5置于所述印刷板的反面且位于所述同轴电缆的第一端，电阻R9置于所述印刷板的反面且位于所述同轴电缆的第二端；电阻R5的一端与同轴电缆外导体焊接，另一端接地；电阻R9的一端与同轴电缆外导体焊接，另一端接地。

6.根据权利要求5所述的双定向电桥，其特征在于，所述电阻R5为四个电阻并联而成，所述电阻R9为四个电阻并联而成。

7.根据权利要求1所述的双定向电桥，其特征在于，所述磁芯的个数为16，所述同轴电缆的外导体左右各套8个磁芯，靠近电阻处左右各1个磁芯，靠近同轴电缆中间接地部分左右各7个磁芯。

8.根据权利要求1所述的双定向电桥，其特征在于，所述印制板为R04350B印制板。