CN104319450A - 一种基于厚膜制作工艺的超宽带电桥 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种基于厚膜制作工艺的超宽带电桥，包括厚膜电路基底、同轴电缆、磁芯及电容；所述超宽带电桥对外有三个互连端口P1，P2，P3，P1和P3为连接到电阻功分电路上的两个射频端口，P2连接到巴伦不平衡端；信号正向传输时，P1端口为输入端口，经电阻功分后部分功率耦合到P3端口输出，部分通过P2端口直通输出；当信号反向传输时，P2端口为输入端口，信号经过巴伦的不平衡到平衡的转换，在平衡端得到等幅反相的两路信号，两路信号分别经过功分电路在P3端口相消，对P3端口实现信号隔离，部分信号功率由P1端口直通输出。采用上述方案，可以将基于巴伦和电阻功分电路的定向电桥的适用频率提高到毫米波段，实现更大的工作带宽，结构简单便于集成。
Description
技术领域
本发明属于信号定向分离技术领域，尤其涉及的是一种基于厚膜制作工艺的超宽带电桥。
背景技术
信号定向分离技术是射频微波系统及测试测量中的关键技术，在移相、功率合成与分配、功率取样、定向耦合、定向检波、信号源动态监测中应用广泛。实现信号定向分离的射频微波电路或器件主要是定向耦合器和定向电桥。典型常用的渐变耦合线的定向耦合器可以实现多倍频程较高方向性的信号定向分离，但频率低于2GHz以下时，电长度较长，有限的耦合线长度难以实现较平坦的耦合度和较理想的方向性；基于巴伦与电阻功分电路结构的定向电桥技术频率下限可达1MHz甚至更低的频率，能很好的满足射频、微波领域对超宽带、高方向性和隔离度、耦合平坦、尺寸小的使用需求。
作为一种优秀的信号定向分离的方案，由巴伦与电阻功分电路构成的定向电桥的工作原理是：在正向传输时，通过电阻功分电路完成功率定比分配，一部分信号从耦合端口输出，另一部份传输信号加载到巴伦的一个平衡端口，另一个平衡端口无信号加载，信号通过不平衡端输出；反向传输时，信号由巴伦不平衡端口馈入，通过巴伦变换在平衡端得到两路输出，两个平衡端口分别连接电阻功分电路，由电阻功分电路完成功率定比分配后，两路信号在耦合端口等幅反向叠加，功率相消，耦合端口没有输出，实现巴伦不平衡端口到耦合端口的隔离。可见电桥性能受到功分电路定比功分特性和巴伦平衡特性的影响较大。
目前电阻功分电路主要为基于集总参数元件的PCB印制板或微带电路技术方案，难以兼顾兆赫兹及以下低频应用及10GHz以上高频应用需要。而在1MHz-40GHz宽频段实现高性能信号定向分离能力，在当前定向检波、定向耦合和反射测量等超宽带应用技术领域中有现实应用需求。
因此，现有技术存在不足，需要改进。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是针对现有技术的不足，提供一种基于厚膜制作工艺的超宽带电桥。
本发明的技术方案如下：
一种基于厚膜制作工艺的超宽带电桥，其中，包括厚膜电路基底、同轴电缆、磁芯及电容；所述超宽带电桥对外有三个互连端口P1，P2，P3，P1和P3为连接到电阻功分电路上的两个射频端口，P2连接到巴伦不平衡端；信号正向传输时，P1端口为输入端口，经电阻功分后部分功率耦合到P3端口输出，部分通过P2端口直通输出；当信号反向传输时，P2端口为输入端口，信号经过巴伦的不平衡到平衡的转换，在平衡端得到等幅反相的两路信号，两路信号分别经过功分电路在P3端口相消，对P3端口实现信号隔离，部分信号功率由P1端口直通输出。
所述的基于厚膜制作工艺的超宽带电桥，其中，所述厚膜电路基底上预制了厚膜电阻电路，所述电容位于所述厚膜电阻电路上。
所述的基于厚膜制作工艺的超宽带电桥，其中，所述同轴电缆一端与所述厚膜电路基底互连，所述磁芯套在所述同轴电缆上。
所述的基于厚膜制作工艺的超宽带电桥，其中，所述厚膜电路基底采用厚度为0.127mm的超薄陶瓷基片。
所述的基于厚膜制作工艺的超宽带电桥，其中，所述超薄陶瓷基片为单面抛光。
所述的基于厚膜制作工艺的超宽带电桥，其中，所述厚膜电路基底印制采用厚膜细线工艺。
采用上述方案，可以将基于巴伦和电阻功分电路的定向电桥的适用频率提高到毫米波段，实现更大的工作带宽，结构简单便于集成。同时，该技术方案有较高的功率容量和抗静电能力，良好的匹配设计和精确的实现工艺带来更高效的功率传输，更好的幅相一致性，工程实用性高。
附图说明
图1为本发明基于厚膜制作工艺的超宽带电桥原理图。
图2为本发明基于厚膜制作工艺的超宽带电桥整体结构示意图。
具体实施方式
以下结合附图和具体实施例，对本发明进行详细说明。
实施例1
本发明提供一种基于厚膜制作工艺的超宽带电桥，如图2所示，包括厚膜电路基底101、同轴电缆、磁芯及电容；所述超宽带电桥对外有三个互连端口P1，P2，P3，P1和P3为连接到电阻功分电路上的两个射频端口，P2连接到巴伦不平衡端；信号正向传输时，P1端口为输入端口，经电阻功分后部分功率耦合到P3端口输出，部分通过P2端口直通输出；当信号反向传输时，P2端口为输入端口，信号经过巴伦的不平衡到平衡的转换，在平衡端得到等幅反相的两路信号，两路信号分别经过功分电路在P3端口相消，对P3端口实现信号隔离，部分信号功率由P1端口直通输出。
上述中，所述厚膜电路基底101上预制了厚膜电阻电路，所述电容位于所述厚膜电阻电路上。
上述中，所述同轴电缆一端与所述厚膜电路基底互连，所述磁芯套在所述同轴电缆上。
上述中，所述厚膜电路基底101采用厚度为0.127mm的超薄陶瓷基片。
上述中，所述超薄陶瓷基片为单面抛光。
上述中，所述厚膜电路基底印制采用厚膜细线工艺。
在上述内容的基础上，以同轴线巴伦与集总参数电阻功分电路的定向电桥为基础，如图1所示，P1和P2是直通端口，P3为耦合/隔离端口。电阻和电容构成电阻功分电路，信号正向传输时，P1端口为输入端口，经电阻功分后部分功率耦合到P3端口输出，部分通过P2端口直通输出；当信号反向传输时，P2端口为输入端口，信号经过巴伦的不平衡到平衡的转换，(理想的1∶1平衡不平衡转换情况下)在平衡端得到等幅反相的两路信号，两路信号分别经过功分电路在P3端口相消，对P3端口实现信号隔离，部分信号功率由P1端口直通输出。本发明对电阻功分电路部分提出了新的实现方案，即以厚膜电阻电路代替集总参数的功分电路。
上述中，电路基底采用厚度为0.127mm的超薄陶瓷基片。根据微带电路理论，较小的基底厚度有助于减小高次谐波的临界波长和提高强耦合频率fTE和fTM，有助于增强其谐波抑制能力和提高工作频率上限，使电路具有更好的高频工作能力。
上述中，基片为单面抛光，增加微带印制电路的附着力，提高了电路的可焊接性和焊接牢固程度。
上述中，印制厚膜电路的实现使用了先进的厚膜细线技术，可实现0.1mm的小尺寸电路，能够保证±0.01mm精度误差，最大程度保证电路的精确实现。由于工作频率高，而电路原理对信号相位控制要求较高，电路电长度误差要求也相对较高。
上述中，精确的激光打点调阻工艺，使厚膜电阻的实现精确可控，减小了电阻值与设计值之间的误差，使其满足电阻功分电路的性能要求，而且相对常规划线切割调阻方式和激光扫描调阻方式，激光打点精确调阻工艺技术所带来的寄生效应大大降低，拥有更好的耐功率烧毁和抗静电能力。
本发明采用厚膜工艺实现电阻功分电路，通过优化电阻功分电路的分布参数，进而改善定比功分特性，降低了集总参数寄生效应对高频特性的影响，提高了电路的一致性。同时能够满足实用技术对功率容量和抗静电等级的要求，应用领域更广。
本发明可以将基于巴伦和电阻功分电路的定向电桥的适用频率提高到毫米波段，实现更大的工作带宽，结构简单便于集成。同时，该技术方案有较高的功率容量和抗静电能力，良好的匹配设计和精确的实现工艺带来更高效的功率传输，更好的幅相一致性，工程实用性高。
应当理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，而所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。
Claims (6)
1.一种基于厚膜制作工艺的超宽带电桥，其特征在于，包括厚膜电路基底、同轴电缆、磁芯及电容；所述超宽带电桥对外有三个互连端口P1，P2，P3，P1和P3为连接到电阻功分电路上的两个射频端口，P2连接到巴伦不平衡端；信号正向传输时，P1端口为输入端口，经电阻功分后部分功率耦合到P3端口输出，部分通过P2端口直通输出；当信号反向传输时，P2端口为输入端口，信号经过巴伦的不平衡到平衡的转换，在平衡端得到等幅反相的两路信号，两路信号分别经过功分电路在P3端口相消，对P3端口实现信号隔离，部分信号功率由P1端口直通输出。
2.如权利要求1所述的基于厚膜制作工艺的超宽带电桥，其特征在于，所述厚膜电路基底上预制了厚膜电阻电路，所述电容位于所述厚膜电阻电路上。
3.如权利要求1所述的基于厚膜制作工艺的超宽带电桥，其特征在于，所述同轴电缆一端与所述厚膜电路基底互连，所述磁芯套在所述同轴电缆上。
4.如权利要求1所述的基于厚膜制作工艺的超宽带电桥，其特征在于，所述厚膜电路基底采用厚度为0.127mm的超薄陶瓷基片。
5.如权利要求2所述的基于厚膜制作工艺的超宽带电桥，其特征在于，所述厚膜电路基底印制采用厚膜细线工艺。
6.如权利要求4所述的基于厚膜制作工艺的超宽带电桥，其特征在于，所述超薄陶瓷基片为单面抛光。
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