CN107623162A - 一种3dB电桥 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种3dB电桥，包括有第一耦合桥和第二耦合桥；所述第一耦合桥设于第二耦合桥上方；所述第一耦合桥与第二耦合桥之间设有绝缘支架；通过不同的仿真和调试，最终确定上述结构，该结构实现了将输入端口与输出端口同侧设置，且其输入端与输出端的相位差在90度，偏值不超过±3度，工作频带内S21与S31两条通路之间的相位差小于3度,其幅度平衡度约为0.02dB，频段内,各端口的回波损耗都在‑30dB以下,即驻波比VSWR小于1.1；具有优良的通信电气性能。

Description

一种3dB电桥

本申请是申请号为2015105140614、申请日为2015年08月20日、发明创造名称为“一种3dB电桥”的专利的分案申请。

技术领域

本发明涉及一种3dB电桥。

背景技术

目前，3dB电桥是一种四端口设备，是同频合路器内的核心器件，可以在其工作频率内将输入的射频信号的功率平分输出两个相等功率的信号，或者混合两个输入的信号的功率作为混合器使用，90度3dB电桥功分器是3dB电桥作为功率分配器使用的一种，并通过其设计，将输出的两个信号的相位成正交90度。一般3dB电桥的参数有很多，最主要的就是端口的相位差和回波损耗。另外，目前的3dB电桥以及耦合器的输出和输入端口分别位于两侧，这样很容易造成空间浪费，尤其是450MHz频段通信系统中3dB电桥体积过大，因此研制一款能实现输入和输出可设于同侧新型电桥以及能将相位差和回波损耗控制在优良范围内的电桥是一个亟需解决的问题。

发明内容

本发明的目的在于克服以上所述的缺点，提供一种用于450MHz频段通信系统中，输入和输出端口设于同侧的一种3dB电桥。

为实现上述目的，本发明的具体方案如下：一种3dB电桥，包括有第一耦合桥和第二耦合桥；所述第一耦合桥设于第二耦合桥上方；所述第一耦合桥与第二耦合桥之间设有绝缘支架。

其中，所述第一耦合桥包括有第一弧形弯臂以及第二弧形弯臂；所述第一弧形弯臂与第二弧形弯臂均呈半圆形；所述第一弧形弯臂的半径大于第二弧形弯臂的半径；所述第一弧形弯臂的一端与第二弧形弯臂的一端之间设有第一耦合部，所述第一弧形弯臂与第二弧形弯臂设于同一平面；所述第一弧形弯臂的另一端延伸出有第一引脚，所述第二弧形弯臂的另一端延伸有与第一引脚同向的第二引脚；

所述第二耦合桥包括有第三弧形弯臂以及第四弧形弯臂；所述第三弧形弯臂与第四弧形弯臂均呈半圆形；所述第三弧形弯臂的半径大于第四弧形弯臂的半径；所述第三弧形弯臂的一端与第四弧形弯臂的一端之间设有第二耦合部，所述第三弧形弯臂与第四弧形弯臂设于同一平面；所述第三弧形弯臂的另一端延伸出有第三引脚，所述第四弧形弯臂的另一端延伸有与第三引脚同向的第四引脚；

所述第一耦合部向第二耦合桥的一侧弯折设置；所述第二耦合部向第一耦合桥的一侧弯折设置。

其中，所述第一耦合部与第一耦合桥的第一弧形弯臂所在平面的夹角为100-130度。

其中，所述第二耦合部与第二耦合桥的第三弧形弯臂所在平面的夹角为100-130度。

其中，所述第一弧形弯臂的径向宽度为8mm-15mm；所述第二弧形弯臂的径向宽度为8mm-15mm。

其中，所述第三弧形弯臂的径向宽度为3mm-8mm；所述第四弧形弯臂的径向宽度为3mm-8mm。

其中，所述第一弧形弯臂的径向宽度与所述第二弧形弯臂的径向宽度相同。

其中，所述第三弧形弯臂的径向宽度与所述第四弧形弯臂的径向宽度相同。

其中，所述第一引脚的宽度大于第二引脚的宽度，所述第三引脚的宽度大于第四引脚的宽度。

其中，所述第一引脚与第二引脚、第三引脚与第四引脚的末端均设有镀金部。

其中，第一耦合桥包括有第一隔离杆和第二隔离杆，第二耦合桥包括有第三隔离杆和第四隔离杆；

其中，所述第一耦合桥和第二耦合桥上均设有第五隔离杆，所述第五隔离杆包括有两个隔离圆盘，每个隔离圆盘上设有支杆；

其中，所述第一耦合桥和第二耦合桥上均设有多个圆孔，所述圆孔内填充有半导体。所述第一耦合部和第二耦合部的一侧均设有锯齿。

本发明的有益效果为:通过不同的仿真和调试，最终确定上述结构，该结构实现了将输入端口与输出端口同侧设置，且其输入端与输出端的相位差在90度，偏值不超过±3度，工作频带内S21与S31两条通路之间的相位差小于3度,其幅度平衡度约为0.02dB，频段内,各端口的回波损耗都在-30dB以下,即驻波比VSWR小于1.1；具有优良的通信电气性能。

附图说明

图1是本发明的3dB电桥合并时的俯视图；

图2是本发明的第一耦合电桥的俯视图；

图3是本发明的第二耦合电桥的俯视图；

图4是本发明的3dB电桥合并时的截面图；

图5是本发明的在测试时工作频带内S21与S31两条通路之间的相位差的测试图。

图6是本发明在频段内,各端口的回波损耗测试图；

图1至图6中的附图标记说明：

1-第一耦合桥；11-第一弧形弯臂；12-第二弧形弯臂；13-第一引脚；14-第二引脚；15-第一隔离杆；16-第二隔离杆；17-第一耦合部；

2-第二耦合桥；21-第三弧形弯臂；22-第四弧形弯臂；23-第三引脚；24-第四引脚；25-第三隔离杆；26-第四隔离杆；27-第二耦合部；

3-圆孔；

4-第五隔离杆。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步详细的说明，并不是把本发明的实施范围局限于此。

如图1至图6所示，本实施例所述的一种3dB电桥，包括有第一耦合桥1和第二耦合桥2；所述第一耦合桥1设于第二耦合桥2上方；所述第一耦合桥1与第二耦合桥2之间设有绝缘支架。

本实施例所述的一种3dB电桥，所述第一耦合桥1包括有第一弧形弯臂11以及第二弧形弯臂12；所述第一弧形弯臂11与第二弧形弯臂12均呈半圆形；所述第一弧形弯臂11的半径大于第二弧形弯臂12的半径；所述第一弧形弯臂11的一端与第二弧形弯臂12的一端之间设有第一耦合部17，所述第一弧形弯臂11与第二弧形弯臂12设于同一平面；所述第一弧形弯臂11的另一端延伸出有第一引脚13，所述第二弧形弯臂12的另一端延伸有与第一引脚13同向的第二引脚14；所述第二耦合桥2包括有第三弧形弯臂21以及第四弧形弯臂22；所述第三弧形弯臂21与第四弧形弯臂22均呈半圆形；所述第三弧形弯臂21的半径大于第四弧形弯臂22的半径；所述第三弧形弯臂21的一端与第四弧形弯臂22的一端之间设有第二耦合部27，所述第三弧形弯臂21与第四弧形弯臂22设于同一平面；所述第三弧形弯臂21的另一端延伸出有第三引脚23，所述第四弧形弯臂22的另一端延伸有与第三引脚23同向的第四引脚24；所述第一耦合部17向第二耦合桥2的一侧弯折设置；所述第二耦合部27向第一耦合桥1的一侧弯折设置。第一耦合部17与第二耦合部27分别于第二耦合桥2与第一耦合桥1靠近，增加耦合度，设计成半圆回路有效减少空间利用，且能实现同侧输入输出，为节省空间创造出条件。另外，此种设计，经过多次实验和模拟仿真，最终确定该结构形状的合路器，通过最终网络分析仪的实际测试，其输入端与输出端的相位差在90度，偏值不超过±3度，如图5所述，工作频带内S21与S31两条通路之间的相位差小于3°,其幅度平衡度约为0.02dB。回波损耗，如图6所述。在450MHz频段内,各端口的回波损耗都在-30dB以下,即驻波比VSWR小于1.1，也就是表明，该结构的电桥不仅实现了输入和输出同侧，而且具有较好的通信电气性能，符合450M频率的主要参数要求。

本实施例所述的一种3dB电桥，所述第一耦合部17与第一耦合桥1的第一弧形弯臂11所在平面的夹角为100-130度；在实际测试当中发现，该角度范围值时，其输入端与输出端的相位差在90度左右且非常稳定，偏值不超过±3度。

本实施例所述的一种3dB电桥，所述第二耦合部27与第二耦合桥2的第三弧形弯臂21所在平面的夹角为100-130度。在实际测试当中发现，该角度范围值时，其输入端与输出端的相位差在90度左右且非常稳定，偏值不超过±3度。

本实施例所述的一种3dB电桥，所述第一弧形弯臂11的径向宽度为8mm-15mm；所述第二弧形弯臂12的径向宽度为8mm-15mm。本实施例所述的一种3dB电桥，所述第三弧形弯臂21的径向宽度为3mm-8mm；所述第四弧形弯臂22的径向宽度为3mm-8mm。在实际测试当中发现，该宽度是在保证完成上述电气性能下，最简化和最小的宽度值，能有效节省成本。

本实施例所述的一种3dB电桥，所述第一弧形弯臂11的径向宽度与所述第二弧形弯臂12的径向宽度相同。形同的径向宽度能使得合路器更加稳定。

本实施例所述的一种3dB电桥，所述第三弧形弯臂21的径向宽度与所述第四弧形弯臂22的径向宽度相同。

本实施例所述的一种3dB电桥，所述第一引脚13的宽度大于第二引脚14的宽度，所述第三引脚23的宽度大于第四引脚24的宽度。

本实施例所述的一种3dB电桥，所述第一引脚13与第二引脚14、第三引脚23与第四引脚24的末端均设有镀金部。能提高通信性能，降低损耗。

本实施例所述的一种3dB电桥，第一耦合桥1包括有第一隔离杆15和第二隔离杆16，第二耦合桥2包括有第三隔离杆25和第四隔离杆26；四个隔离杆设置，能有效增加本发明的隔离度，其隔离度在实际测试当中，达到-30dB以下。

本实施例所述的一种3dB电桥，所述第一耦合桥1和第二耦合桥2上均设有第五隔离杆4，所述第五隔离杆4包括有两个隔离圆盘，每个隔离圆盘上设有支杆；能有效增加本发明的隔离度，其隔离度在实际测试当中，达到-30dB以下

本实施例所述的一种3dB电桥，所述第一耦合桥1和第二耦合桥2上均设有多个圆孔3，所述圆孔3内填充有半导体。提高耦合度，减少损耗。所述第一耦合部17和第二耦合部27的一侧均设有锯齿。锯齿能有效增加隔离度。

第一耦合桥1和第二耦合桥2的厚度均为2mm-3mm。

以上所述仅是本发明的一个较佳实施例，故凡依本发明专利申请范围所述的构造、特征及原理所做的等效变化或修饰，包含在本发明专利申请的保护范围内。

Claims (6)

1.一种3dB电桥，其特征在于：包括有第一耦合桥和第二耦合桥；所述第一耦合桥设于第二耦合桥上方；所述第一耦合桥与第二耦合桥之间设有绝缘支架；所述第一耦合桥包括有第一弧形弯臂以及第二弧形弯臂；所述第一弧形弯臂与第二弧形弯臂均呈半圆形；所述第一弧形弯臂的半径大于第二弧形弯臂的半径；所述第一弧形弯臂的一端与第二弧形弯臂的一端之间设有第一耦合部，所述第一弧形弯臂与第二弧形弯臂设于同一平面；所述第一弧形弯臂的另一端延伸出有第一引脚，所述第二弧形弯臂的另一端延伸有与第一引脚同向的第二引脚；

所述第二耦合桥包括有第三弧形弯臂以及第四弧形弯臂；所述第三弧形弯臂与第四弧形弯臂均呈半圆形；所述第三弧形弯臂的半径大于第四弧形弯臂的半径；所述第三弧形弯臂的一端与第四弧形弯臂的一端之间设有第二耦合部，所述第三弧形弯臂与第四弧形弯臂设于同一平面；所述第三弧形弯臂的另一端延伸出有第三引脚，所述第四弧形弯臂的另一端延伸有与第三引脚同向的第四引脚；

所述第一耦合部向第二耦合桥的一侧弯折设置；所述第二耦合部向第一耦合桥的一侧弯折设置；

第一耦合桥包括有第一隔离杆和第二隔离杆，第二耦合桥包括有第三隔离杆和第四隔离杆；所述第一耦合桥和第二耦合桥上均设有第五隔离杆，所述第五隔离杆包括有两个隔离圆盘，每个隔离圆盘上设有支杆；所述第一耦合桥和第二耦合桥上均设有多个圆孔，所述圆孔内填充有半导体；第一耦合桥和第二耦合桥的厚度均为2mm-3mm；

所述第一耦合部和第二耦合部的一侧均设有锯齿；

所述第一耦合部与第一耦合桥的第一弧形弯臂所在平面的夹角为100-130度；所述第二耦合部与第二耦合桥的第三弧形弯臂所在平面的夹角为100-130度；

所述第一弧形弯臂的径向宽度与所述第二弧形弯臂的径向宽度相同；所述第三弧形弯臂的径向宽度与所述第四弧形弯臂的径向宽度相同；

所述第一引脚的宽度大于第二引脚的宽度，所述第三引脚的宽度大于第四引脚24的宽度；所述第一引脚与第二引脚、第三引脚与第四引脚的末端均设有镀金部；

所述第一耦合桥包括有第一隔离杆和第二隔离杆，第二耦合桥包括有第三隔离杆和第四隔离杆；所述第一耦合桥和第二耦合桥上均设有第五隔离杆，所述第五隔离杆包括有两个隔离圆盘，每个隔离圆盘上设有支杆；所述第一耦合桥和第二耦合桥上均设有多个圆孔，所述圆孔内填充有半导体；

所述第一耦合桥和第二耦合桥的厚度均为2mm-3mm。

2.根据权利要求1所述的一种3dB电桥，其特征在于：所述第一弧形弯臂的径向宽度为8mm-15mm；所述第二弧形弯臂的径向宽度为8mm-15mm。

3.根据权利要求1所述的一种3dB电桥，其特征在于：所述第三弧形弯臂的径向宽度为3mm-8mm；所述第四弧形弯臂的径向宽度为3mm-8mm。

4.根据权利要求2所述的一种3dB电桥，其特征在于：所述第一弧形弯臂的径向宽度与所述第二弧形弯臂的径向宽度相同。

5.根据权利要求3所述的一种3dB电桥，其特征在于：所述第三弧形弯臂的径向宽度与所述第四弧形弯臂的径向宽度相同。

6.根据权利要求1所述的一种3dB电桥，其特征在于：所述第一引脚的宽度大于第二引脚的宽度，所述第三引脚的宽度大于第四引脚的宽度；所述第一引脚与第二引脚、第三引脚与第四引脚的末端均设有镀金部。