CN216529297U - 一种半圆形腔体的小型化3dB 90°电桥 - Google Patents
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Abstract
本专利公开一种半圆形腔体的小型化3dB 90°电桥，包括半圆形的上层金属片(1)和与上层金属片(1)平行设置的半圆形的下层金属片(2)。所述金属片安装在具有空气介质阻抗变换槽的腔体(3)内。本专利设计的电桥在其相应的工作频段范围内可实现较好的耦合效果，并产生90°相位输出功能；本专利的金属片(1)上的耦合臂呈半圆形并直接过渡到桥臂，以使电桥的尺寸变短。电桥腔体(3)呈半圆形，以使产品的尺寸保持较小的尺寸。电桥腔体(3)采用了空气阻抗变换槽，空气介质的损耗角正切值较小，可以实现较小的插损值且能显著提高电桥的耐功率能力；射频接头与内部桥臂之间的跨接采用嵌入焊接工艺，可以提高电桥的可靠性。
Description
技术领域
本实用新型涉及微波器件技术领域，具体是指一种半圆形腔体的小型化3dB 90°电桥。
技术背景
随着通信行业发展，微波、毫米波器件的需求日益增加，3dB电桥作为功率合成、功率分配、功率检测、以及功放匹配保护的关键器件，广泛应用于各类功放系统，检测系统之中。伴随着产品的升级换代，相应的配套3dB电桥部件也必须满足系统的升级需求。
电桥作为天线单元乃至天线阵列使用中的器件高度阻抗匹配特性，低插损，高隔离，相位差恒定是必要的关键指标。作为能进行功率分配和双端口输出的电桥，十分适用于双馈电端口的低频圆极化天线，相位差90°既是天线所需圆极化的必备条件，同时也是电桥自身具备的性能特征，像平衡放大器，平衡混频器也会用到该类电桥。工作频段在低频的电桥尺寸一般比较大，对安装和使用环境提出了较高的要求。同时对于通信设备的小型化要求越来越高，特别是其中的功率发射元件，如天线、功放等，对于用在其中的电桥部件，要求其具有小型化和耐大功率的特点。因此，小型化的电桥对于系统综合效能的提高具有很大的意义。
发明内容
本专利提供了一种半圆形腔体的小型化3dB 90°电桥,同时具有良好的阻抗匹配、相位差90°、高隔离度以及耐大功率等特性。
一种半圆形腔体的小型化3dB 90°电桥,包括4个端口，分别为输入端口1、输入端口 2、输出端口1和输出端口2。上层金属片连接输入端口和输出端口1，下层金属片连接隔离端口和输出端口2。
输入端口1、输入端口2、输出端口3以及输出端口4的特性阻抗均为50欧姆。
在上层金属片上，桥臂1与桥臂3尺寸相同，分别连接在半圆形耦合臂1两端的同一侧。
在上层金属片上，两根等长的射频接头探针通过电桥腔体上的通孔分别与桥臂1和桥臂3连接，实现由输入端向内输入信号。
在下层金属片上，桥臂2与桥臂4尺寸相同，分别连接在半圆形耦合臂2两端的同一侧。
在下层金属片上，两根等长的射频接头探针通过电桥腔体上的通孔分别与桥臂2和桥臂4连接，实现由输入端向内输入信号。
下层金属片是将上层金属片绕通过其中心且与其表面垂直的轴线顺转180°，并向下平移一段距离得到的。
上层金属片和下层金属片之间采用高度与二者之间距离相等的绝缘介质支撑，从而保证电桥的输入端口1与输出端口1处于同一水平面，电桥的输入端口2与输出端口2也处于同一水平面；
在电桥腔体中，空气介质阻抗变换槽1和空气介质阻抗变换槽3以通过电桥腔体中心的横截面为中心对称设置，加厚空气介质阻抗变换槽处于空气介质阻抗变换槽1和3之间。
上层金属片与下层金属片之间特性阻抗为50欧姆。
与现有技术相比，本专利具有以下有益效果：
该电桥的耦合臂和腔体均呈半圆形，在不影响电桥性能的前提下，减小了电桥在长度方向的尺寸。
附图说明
图1是本专利的3dB电桥的结构立体图主视图；
图2是本专利的3dB电桥中上下层金属片的立体主视图；
图3是本专利的3dB电桥的结构立体图俯视图；
图4是本专利的3dB电桥的结构立体图斜视图；
图5是本专利的3dB电桥的结构立体图侧视图；
图6是本专利的3dB电桥的电性能电压驻波比仿真图；
图7是本专利的3dB电桥的电性能插入损耗仿真图；
图8是本专利的3dB电桥的电性能相位差仿真图；
图9是本专利的3dB电桥的电性能隔离度仿真图；
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本专利作进一步详细的说明，并不是把本专利的实施范围局限于此。
本专利提供的一种半圆形腔体的小型化3dB 90°电桥。电桥的结构如图1-图5所示，包括输入端口1(01)、输入端口2(02)、输出端口1(03)以及输出端口2(04)。
输入端口1(01)和输出端口1(03)之间由上层金属片(1)连接，输入端口2 (02)和输出端口2(04)之间由下层金属片(2)连接。上层金属片(1)和下层金属片 (2)为厚度2mm的金属片，其耦合段(1-1)、(2-1)的内圈半径为60mm，外圈半径为 66mm，桥臂(1-2)、(1-3)、(2-2)、(2-3)的长度为20mm，宽度为12mm。
为确保耦合段之间的耦合性能处于平衡状态，上层金属片(1)和下层金属片之间的间距为2mm。
电桥腔体(3)内部有两级空气介质阻抗变换槽，包括空气介质阻抗变换槽1(3-1)、空气介质阻抗变换槽(3-3)以及加厚空气介质阻抗变换槽2(3-2)。空气介质阻抗变换槽 1(3-1)和空气介质阻抗变换槽2(3-3)关于穿过加厚空气介质阻抗变换槽中心的横截面对称。空气介质阻抗变换槽1和空气介质阻抗变换槽2的尺寸为35mm×31mm×19.5mm (长×宽×高)，加厚空气介质变换槽呈半圆形，其尺寸为内径47mm、外径87mm、高度为35mm。
本专利提供电桥的电性能指标参数如图5-图8所示。
如图6所示，在200MHz～400MHz频段，电桥的输入端口1(01)、输入端口2 (02)、输出端口1(03)和输出端口2(04)所对应的电压驻波比VSWR(01)、 VSWR(02)、VSWR(03)以及VSWR(04)的仿真结果均小于1.2。
如图7所示，在225MHz～400MHz频段，电桥的插入损耗S(1,3)、S(2,4)的幅度仿真结果表明电桥的插入损耗小于0.45dB。
如图8所示，在200MHz～400MHz频段，仿真结果表明输出端口1(03)和输出端口 2(04)输出的相位值之差为90°。
如图9所示，在200MHz～400MHz频段，仿真结果表明输入端口1(01)和输入端口 2(02)之间的隔离大于22.5dB。
以上所述仅是本专利的一个较佳实施例，故凡依本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，均包含在本专利申请的保护范围内。
Claims (3)
1.一种半圆形腔体的小型化3dB 90°电桥，其 特征在于：电桥的上层金属片(1)和下层金属片(2)都由等尺寸的桥臂1(1-2)、桥臂3(1-3)和桥臂2(2-2)、桥臂4(2-3)以及耦合臂1(1-1)和耦合臂2(2-1)组成，其中耦合臂1(1-1)和耦合臂2(2-1)均呈半圆形；电桥腔体(3)呈半圆且采取了空气阻抗变换槽。
2.根据权利要求1所述的半圆形腔体的小型化3dB 90°电桥，其特征是：上层金属片(1)和下层金属片(2)之间具有旋转对称关系，即下层金属片(2)由上层金属片(1)围绕其中心轴旋转180°并沿轴线向下平移一段距离形成；二者之间的垂直距离决定了工作频段内的阻抗匹配。
3.根据权利要求1所述的半圆形腔体的小型化3dB 90°电桥，其特征是：上层金属片(1)和下层金属片(2)安装在电桥腔体(3)中，形成完整的3dB 90°电桥。
Priority Applications (1)
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|---|---|---|---|
| CN202122423064.0U CN216529297U (zh) | 2021-10-09 | 2021-10-09 | 一种半圆形腔体的小型化3dB 90°电桥 |
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Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
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| CN216529297U true CN216529297U (zh) | 2022-05-13 |
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| CN202122423064.0U Active CN216529297U (zh) | 2021-10-09 | 2021-10-09 | 一种半圆形腔体的小型化3dB 90°电桥 |
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2021
- 2021-10-09 CN CN202122423064.0U patent/CN216529297U/zh active Active
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