CN211295344U - 一种x波段固态气象雷达发射机小型化电桥 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种X波段固态气象雷达发射机中的小型化电桥，包括第一输入端口、第二输入端口、平行耦合传输单元、第一输出端口与第二输出端口；所述第一输入端口通过平行耦合传输单元与第二输出端口相连；所述第二输入端口通过平行耦合传输单元与第一输出端口相连；所述平行耦合传输单元用于输入输出端口耦合。本实用新型解决了电桥端口之间的高隔离度要求和小型化的技术问题，实现比传统的微带型电桥体积小，进而缩小电桥电路版面，实现整个线性功放模组的小型化。
Description
技术领域
本实用新型涉及电路领域，尤其涉及一种X波段固态气象雷达发射机小型化电桥。
背景技术
电桥是通信系统中常用的无源器件，尤其是在是在射频微波电路与系统中应用广泛。无论是无线接入系统还是军工专用系统，高效线性功放模组都是其中的核心。3dB电桥作为其中重要的无源器件，一方面，其性能指标，比如插入损耗、隔离度、驻波比对整个高效线性功放模组的整体性能影响重大；另一方面，采用微带电路的传统环形3dB电桥会占据系统太多的版面空间，传统电桥电路版面，从而实现整个线性功放模组的小型化。
实用新型内容
本实用新型的目的就在于为了解决上述问题而提供一种X波段固态气象雷达发射机小型化电桥，包括第一输入端口、第二输入端口、平行耦合传输单元、第一输出端口与第二输出端口；所述第一输入端口通过平行耦合传输单元与第二输出端口相连；所述第二输入端口通过平行耦合传输单元与第一输出端口相连；所述平行耦合传输单元用于输入输出端口耦合。
本实用新型的有益效果在于：本实用新型解决了电桥端口之间的高隔离度要求和小型化的技术问题，实现比传统的微带型电桥体积小，进而缩小电桥电路版面，实现整个线性功放模组的小型化。
附图说明
图1是本实用新型原理图；
图2是电桥的仿真图；
图3是3dB输出频带交叠图。
图中：1-第一输入端口；2-第二输入端口；3-平行耦合传输单元；4-第一输出端口；5-第二输出端口；6-第一耦合传输线；7-第二耦合传输线；8-第一耦合线；9-微带传输线；10-第二耦合线。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型作进一步说明：
如附图1所示，本实用新型一种X波段固态气象雷达发射机小型化电桥，包括第一输入端口1、第二输入端口2、平行耦合传输单元3、第一输出端口4与第二输出端口5；所述第一输入端口1通过平行耦合传输单元3与第二输出端口5相连；所述第二输入端口2通过平行耦合传输单元3与第一输出端口4相连；所述平行耦合传输单元3用于输入输出端口耦合。
具体的，所述平行耦合传输单元包括第一耦合传输线6、第二耦合传输线7与第三耦合传输线；所述第一耦合传输线6与第二耦合传输线7平行；所述第一耦合传输线6与所述第一输入端口1相连；所述第二耦合传输线7与所述第二输出端口相连；所述第三耦合传输线包括第一耦合线8、微带传输线9与第二耦合线10；所述微带传输线9包括三段依次连接的微带传输线第一段线、微带传输线第二段线与微带传输线第三段线；所述微带传输线第二段线与垂直微带传输线第一段线、微带传输线第三段线垂直；所述第一耦合线8与微带传输线第一段线相连；所述第一耦合线8与微带传输线第一段线垂直；所述第二耦合线10与微带传输线第三段线连接；所述第二耦合线10与微带传输线第三段线垂直；所述所述第一耦合线8、第二耦合线10、微带传输线第二段线均与所述第一耦合传输线6、第二耦合传输线7平行。
如附图1所示，电桥为个四端口网络，特性是两口输入、两口输出，两输入口相互隔离，两输出端口分别输出输入口输入功率的50％，且两输出信号相位差为90°或180°。输入接口与输出接口在同一方向，平行耦合线段相互错位。平行耦合线的长度应该设计在1/4导内波长，根据平行耦合线相互靠近的程度在端口2可获得不同的耦合电平输出。对于耦合功率比为1:1的情况，直通口与耦合口等幅平衡输出，相位差90°或180°，此时为3dB电桥。
电桥采用介电常数为9.6，厚度为0.381mm的陶瓷基片以及印刷在陶瓷基片上面的微带线组成。采用四个50Ω匹配端口与平行耦合线连接而成，其中平行耦合微带线的长度S、宽度W、耦合线的间距L通过优化仿真后得出具体数值。若从输入端口输入功率，则从输出端口输出输入功率的50％。该电桥能够实现工作频率9.3GHz-9.5GHz下，回波损耗大于20dB，两个耦合端口输出都大致为3dB，隔离度为24dB，满足了端口之间的高隔离度要求。仿真结果如附图2所示，横轴表示频率(单位：GHz)，纵轴表示输入或输出(单位：dB)，m1表示第一输入端口，m2表示第二输出端口，m3表示第一输出端口，m4表示第二输入端口。如附图3所示3dB输出频带交叠图，两个输出端口的交叉频带达到3.9GHz。
利用高介电常数材料制备成的无源器件的尺寸只是传统振荡器和介质相的1/k1/2(k为介质的介电常数)。以高介电常数作为介质基板是电子器件微型化的关键。若是采用传统的FR4介质作为电桥的基板，则体积将会是用介电常数为9.6的陶瓷基片的1.6倍左右。本实用新型能够实现3dB电桥尺寸为4.55mm*1.35mm，所以大大减小了电桥的体积；两个输入端口隔离度达到24dB，两个耦合输出端口大致为3dB，解决了电桥高隔离度和小型化的技术问题。采用高介电常数的介质基板(介电常数为9.6的陶瓷基片)，使同一工作频段的微带线长度减少很多。
本实用新型解决了电桥端口之间的高隔离度要求和小型化的技术问题，实现比传统的微带型电桥体积小，进而缩小电桥电路版面，实现整个线性功放模组的小型化。
本实用新型的技术方案不限于上述具体实施例的限制，凡是根据本实用新型的技术方案做出的技术变形，均落入本实用新型的保护范围之内。
Claims (2)
1.一种X波段固态气象雷达发射机小型化电桥，其特征在于，包括第一输入端口(1)、第二输入端口(2)、平行耦合传输单元(3)、第一输出端口(4)与第二输出端口(5)；所述第一输入端口(1)通过平行耦合传输单元(3)与第二输出端口(5)相连；所述第二输入端口(2)通过平行耦合传输单元(3)与第一输出端口(4)相连；所述平行耦合传输单元(3)用于输入输出端口耦合。
2.根据权利要求1所述一种X波段固态气象雷达发射机小型化电桥，其特征在于，所述平行耦合传输单元包括第一耦合传输线(6)、第二耦合传输线(7)与第三耦合传输线；所述第一耦合传输线(6)与第二耦合传输线(7)平行；所述第一耦合传输线(6)与所述第一输入端口(1)相连；所述第二耦合传输线(7)与所述第二输出端口相连；所述第三耦合传输线包括第一耦合线(8)、微带传输线(9)与第二耦合线(10)；所述微带传输线(9)包括三段依次连接的微带传输线第一段线、微带传输线第二段线与微带传输线第三段线；所述微带传输线第二段线与垂直微带传输线第一段线、微带传输线第三段线垂直；所述第一耦合线(8)与微带传输线第一段线相连；所述第一耦合线(8)与微带传输线第一段线垂直；所述第二耦合线(10)与微带传输线第三段线连接；所述第二耦合线(10)与微带传输线第三段线垂直；所述所述第一耦合线(8)、第二耦合线(10)、微带传输线第二段线均与所述第一耦合传输线(6)、第二耦合传输线(7)平行。
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