CN103474734A

CN103474734A - 电桥

Info

Publication number: CN103474734A
Application number: CN2013103654440A
Authority: CN
Inventors: 何昌委; 马浩军; 陈振浩; 黄建平
Original assignee: Comba Telecom Technology Guangzhou Ltd
Current assignee: Comba Telecom Technology Guangzhou Ltd
Priority date: 2013-08-20
Filing date: 2013-08-20
Publication date: 2013-12-25
Anticipated expiration: 2033-08-20
Also published as: CN103474734B

Abstract

本发明公开一种电桥，包括同相功分器和宽带巴伦。同相功分器为一对等长的微带线，两微带线的各一端相连接以形成用于传输信号的共同端。宽带巴伦为一对平行耦合线，其中之一包括间隔设置的第一节段和第二节段，第一节段、第二节段分别与两微带线的另一端相连接以分别形成用于传输信号的分支端口；宽带巴伦另一耦合线一体纵长设置，与第一节段和第二节段容性耦合，其任意一端为信号传输端。通过上述方式，本发明电桥能够输出同相信号和反相信号，实现0°和180°移相，同时提高工作频带带宽。

Description

电桥

技术领域

本发明涉及电子信息与移动通信领域，特别是涉及一种电桥。

背景技术

电桥依据输出端口相位不同，可分为90°移相电桥和180°移相电桥。90°移相电桥一般采用平行耦合线实现，其特点是工作频带宽，端口隔离度高。180°移相电桥一般采用环形电桥实现，环形电桥的作用主要是信号的合成与分路，具有体积小，成本低等优点。180°移相电桥在移动通信领域得到广泛应用，如：在特定天馈系统中，180°移相电桥可以实现同相输出信号，也可以实现反相输出信号。

随着移动通信频带的拓宽，现有180°移相电桥的环形电桥已经无法在宽频带下满足指标要求。经过改良的180°移相电桥（在巴伦结构上用耦合线宽带巴伦代替3λ/4线窄带巴伦），一定程度上可改善环形电桥的带宽，但带宽仍然受限，且输入输出端口位置相对较为固定，不易广泛应用。

发明内容

本发明主要解决的技术问题是提供一种电桥，能够输出同相信号和反相信号，实现0°和180°移相，同时提高工作频带带宽。

为解决上述技术问题，本发明采用的一个技术方案是：提供一种电桥包括同相功分器和宽带巴伦；同相功分器为一对等长的微带线，两微带线的各一端相连接以形成用于传输信号的共同端；宽带巴伦为一对平行耦合线，其中之一包括间隔设置的第一节段和第二节段，第一节段、第二节段分别与两微带线的另一端相连接以分别形成用于传输信号的分支端口；宽带巴伦另一耦合线一体纵长设置，与第一节段和第二节段容性耦合，其任意一端为信号传输端。

其中，同相功分器用于将从其两微带线相连接的共同端输入的信号功分为两路相位相同的信号后分别从其两个分支端口输出；且用于将从另一耦合线的信号传输端输入并耦合过来的信号变换为两路相位相反的信号分别从两个分支端口输出。

其中，经两个分支端口分别输入的两路信号由两微带线相连接的共同端、另一耦合线信号传输端输出；其中，共同端输出的信号为两路输入信号矢量和的一半，另一耦合线信号传输端输出的信号为两路输入信号矢量差的一半。

其中，同相功分器一对等长的微带线平行设置，与其相连接的共同端弯折成型或自然过渡成型。

其中，同相功分器一对等长的微带线连接呈半圆形，共同端距半圆圆弧两边的距离相等。

其中，电桥包括设置于一对平行耦合线之间的介质板。

其中，电桥包括构成地的三个腔体，其之一位于介质板的下方，之二位于第一节段和第二节段的上方，之三位于之一的下方。

其中，一对等长的微带线的长度为λ/4。

其中，第一节段、第二节段的长度分别为λ/4。

本发明的有益效果是：区别于现有技术的情况，本发明的电桥包括同相功分器和宽带巴伦，同相功分器为一对等长的微带线，两微带线的各一端相连接以形成用于传输信号的共同端。宽带巴伦为一对平行耦合线，其中之一包括间隔设置的第一节段和第二节段，另一耦合线一体纵长设置，与第一节段和第二节段容性耦合，其任意一端为信号传输端。其中，第一节段、第二节段分别与两微带线的另一端相连接以分别形成用于传输信号的分支端口，分支端口为同相功分器和宽带巴伦的共用端口。通过上述方式，本发明的电桥能够实现0°和180°移相，同时提高工作频带带宽。

附图说明

图1是本发明电桥一实施例的结构示意图；

图2是图1所示电桥中同相功分器的结构示意图；

图3是图1所示电桥中宽带巴伦的结构示意图；

图4是本发明电桥另一实施例的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明进行详细说明。

本发明一较佳实施例中，电桥包括同相功分器和宽带巴伦。

其中，同相功分器为一对等长的微带线，两微带线的各一端相连接以形成用于传输信号的共同端。

宽带巴伦为一对平行耦合线，其中之一包括间隔设置的第一节段和第二节段。另一耦合线一体纵长设置，与第一节段和第二节段容性耦合，另一耦合线的任意一端为信号传输端。

在本较佳实施例中，第一节段、第二节段分别与两微带线的另一端相连接以分别形成用于传输信号的分支端口，即同相功分器与宽带巴伦共用两个分支端口。

在本较佳实施例中，信号的移相方式有两种，如下：

A.同相功分器将从其两微带线相连接的共同端输入的信号功分为两路相位相同的信号后分别从其两个分支端口输出。

B．同相功分器将从宽带巴伦另一耦合线的信号传输端输入并耦合过来的信号变换为两路相位相反的信号分别从两个分支端口输出。

上述两种移相方式可同时或单独进行。

本较佳实施例还可改变信号输入、输出端口的位置，如：经两个分支端口分别输入的两路信号可由两微带线相连接的共同端、另一耦合线信号传输端输出。其中，共同端输出的信号为两路输入信号矢量和的一半，另一耦合线信号传输端输出的信号为两路输入信号矢量差的一半。

在本较佳实施例中，同相功分器一对等长的微带线平行设置，且与其相连接的共同端弯折成型或自然过渡成型。

在其他实施例中，同相功分器一对等长的微带线连接呈半圆形，共同端距半圆圆弧两边的距离相等。

在本较佳实施例中，电桥还包括设置于一对平行耦合线之间的介质板。

电桥还包括构成地的三个腔体，其之一位于介质板的下方，之二位于第一节段和第二节段的上方，之三位于之一的下方。

本较佳实施例为实现高带宽，一对等长的微带线的长度为λ/4。第一节段、第二节段的长度分别为λ/4。

请参阅图1，图1是本发明电桥一实施例的结构示意图，如图1所示，包括：同相功分器（10），及与同相功分器（10）共用端口（30、40）的宽带巴伦（20）。

其中，同相功分器（10）的端口（11）为电桥的同相输入端口，宽带巴伦（20）的端口（21）为电桥的反相输入端口。

在本实施例中，从同相功分器（10）的端口（11）输入信号、宽带巴伦（20）的端口（21）接匹配负载时，端口（30、40）输出的信号相位相同，输出功率各为输入端口（11）功率的一半。

从宽带巴伦（20）的端口（21）输入信号、同相功分器（10）的端口（11）接匹配负载时，端口（30、40）输出的信号相位相反，输出功率各为输入端口（21）功率的一半。

从端口（11）与端口（21）同时输入信号时，端口30与端口（40）输出的信号为端口（11）和端口（21）分别输入信号时的矢量叠加。

为详细阐述本实施例的电桥，请参阅图2和图3。

图2是图1所示电桥中同相功分器的结构示意图，如图2所示，同相功分器（10）包含导线（12）和导线（13），其长度均为λ/4。具体为，导线（12）连接于端口（11）与端口（30）；导线（13）连接于端口（11）与端口（40）。端口（11）既是同相功分器（10）的输入端口，也是电桥同相输入端口。端口（30、40）为同相功分器的输出端口，也是电桥的两输出端口。

图3是图1所示电桥中宽带巴伦的结构示意图，如图3所示，宽带巴伦（20）包含三条导线（22、23、24）。

导线（22）一端连接于宽带巴伦（20）的端口（21），另一端开路，其长度为工作频率的二分之一波长。端口（21）为宽带巴伦（20）的平衡端口，也是电桥的反相输入端口。

导线（23）连接于端口（30）和接地端口（26），其长度为工作频率的四分之一波长。导线（23）与导线（22）形成第一段λ/4耦合线，其耦合度为3dB。端口（30）为宽带巴伦（20）的不平衡端口，也是电桥的输出端口。

导线（24）连接于端口（40）与接地端口（27），其长度为工作频率的四分之一波长。导线（24）与导线（22）形成第二段λ/4耦合线，其耦合度为3dB。端口（40）为宽带巴伦（20）的不平衡端口，也是电桥的输出端口。

请参阅图4，图4是本发明电桥另一实施例的结构示意图，包括：同相功分器（10）（图未标），及与同相功分器（10）共用端口（30、40）的宽带巴伦（20）（图未标）。

同相功分器（10）与宽带巴伦（20）的结构、功能与信号传输方式如下：

同相功分器（10）的端口（11）用于传输信号，同相功分器（10）的导线（12、13）分别用于连接端口（11）与端口（30、40）。

同相功分器（10）用于将从其端口（11）输入的信号功分为两路相位相同的信号后分别从端口（30、40）输出。

宽带巴伦（20）的端口（21）用于传输信号，宽带巴伦（20）还包括用于连接的三条导线（22、23、24），导线（22）连接于端口（21）和开路端口（25），导线（23、24）分别与导线（22）的前半部分、后半部分正对，以分别形成两段λ/4耦合线，其耦合度均为3dB，且导线（23）连接于端口（30）和接地端口（26），导线（24）连接于端口（40）和接地端口（27）。

宽带巴伦（20）用于将从其端口（21）输入的信号处理后分别从端口（30、40）输出两路相位相反的信号。

在本实施例中，同相功分器（10）还包括部分位于导线（22）与导线（23、24）之间的介质板（14）。位于介质板（14）下方的腔体（15），腔体（15）构成地，为电桥的地。

具体地，同相功分器（10）中，导线（12、13）、介质板（14）及腔体（15）构成微带传输线，其特性阻抗为70.7欧姆。

在本实施例中，宽带巴伦（20）还包括构成地的腔体（28），位于导线（23、24）的上方，通过接地螺钉分别与接地端口（26、27）相连。构成地的腔体（29），腔体（29）位于腔体（15）的下方。

其中，腔体（28）和腔体（29）为本实施例电桥的地。

具体地，在宽带巴伦（20）中，导线（22、23、24）、腔体（28、29）构成平行耦合线。

在本实施例中，电桥还可以经端口（30、40）输入的两路信号，然后由端口（11、21）输出，端口（11）输出的信号为两路输入信号矢量和的一半，端口（21）输出的信号为两路输入信号矢量差的一半。通过上述方式，可实现电桥输入、输出端口位置的改变。灵活改变输入、输出端口的位置，可避免宽带巴伦（20）与同相功分器（10）连接的跳线。

综上所述，本发明电桥将宽带巴伦与同相功分器组合，实现基于宽频巴伦结构的180°宽频电桥，是一种既有输出两同相信号的输入端口，也有输出两反相信号的输入端口的电桥。具体为，采用微带传输线实现同相功分器，采用两对平行耦合线实现宽带巴伦。由于本发明电桥集合平行耦合线和微带传输线各自的优点，从而可改善电桥的工作带宽与产品电气性能，如：电桥工作频带宽、端口隔离度高、相位精度高、驻波比小；功率容量大、无源互调低；输入输出端口分布合理，有利于系统设计及安装；结构简单，易于加工、调试；成本低及可靠性高等。

以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims

1.一种电桥，其特征在于，包括同相功分器和宽带巴伦；

所述同相功分器为一对等长的微带线，两微带线的各一端相连接以形成用于传输信号的共同端；

所述宽带巴伦为一对平行耦合线，其中之一包括间隔设置的第一节段和第二节段，所述第一节段、第二节段分别与所述两微带线的另一端相连接以分别形成用于传输信号的分支端口；

所述宽带巴伦另一耦合线一体纵长设置，与所述第一节段和第二节段容性耦合，其任意一端为信号传输端。

2.根据权利要求1所述的电桥，其特征在于，所述同相功分器用于将从其两微带线相连接的共同端输入的信号功分为两路相位相同的信号后分别从其两个分支端口输出；且

用于将从所述另一耦合线的信号传输端输入并耦合过来的信号变换为两路相位相反的信号分别从所述两个分支端口输出。

3.根据权利要求1所述的电桥，其特征在于，经所述两个分支端口分别输入的两路信号由所述两微带线相连接的共同端、另一耦合线信号传输端输出；

其中，所述共同端输出的信号为两路输入信号矢量和的一半，所述另一耦合线信号传输端输出的信号为两路输入信号矢量差的一半。

4.根据权利要求1所述的电桥，其特征在于，所述同相功分器一对等长的微带线平行设置，与其相连接的共同端弯折成型或自然过渡成型。

5.根据权利要求1所述的电桥，其特征在于，所述同相功分器一对等长的微带线连接呈半圆形，所述共同端距半圆圆弧两边的距离相等。

6.根据权利要求4所述的电桥，其特征在于，所述电桥包括设置于一对平行耦合线之间的介质板。

7.根据权利要求6所述的电桥，其特征在于，所述电桥包括构成地的三个腔体，其之一位于介质板的下方，之二位于第一节段和第二节段的上方，之三位于之一的下方。

8.根据权利要求7所述的电桥，其特征在于，所述一对等长的微带线的长度为λ/4。

9.根据权利要求8所述的电桥，其特征在于，所述第一节段、第二节段的长度分别为λ/4。