一种超宽带新型平面魔T的制作方法

本发明属于微波技术领域，特别涉及一种超宽带新型平面魔t。

背景技术：

魔t是一种四端口器件，它将功分器与巴伦的特性相结合，能够输出两路输入信号的和与差，在微波技术领域中有着广泛的应用,可用来组成微波阻抗电桥、平衡混频器、功率分配器、和差器、天线双工器、平衡相位检波器、鉴频器、调制器等,但是传统的波导魔t是立体结构,体积大,并且由于宽带的匹配电路很难实现,所以其工作带宽较窄,尽管后来出现的基于槽线结构的平面魔t在一定程度上拓展了带宽，但是仍然无法完成超宽带特性且结构并非十分紧凑，而这些缺陷极大地限制了其应用的范围。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种超宽带新型平面魔t，解决了传统平面魔t无法完成超宽带特性的问题。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种超宽带新型平面魔t，包括输入端口p1、输入端口p4、输出端口p2、输出端口p3、接地端口p5、接地端口p6、第一金属层、第二金属层、第三金属层、第四金属层、连接通孔v1、连接通孔v2、连接通孔v3、连接通孔v4和第五连接通孔v5；

第一金属层、第二金属层、第三金属层和第四金属层为从下至上依次设置；第一金属层的前面从左至右依次间隔设有输出端口p3、接地端口p6和输出端口p2，第一金属层的后边从左至右依次间隔设有输入端口p1、接地端口p5和输入端口p4；

第一金属层上设有接地屏蔽层gnd；

第二金属层上设有传输线l1、传输线l2、传输线l3、传输线l4、传输线l5、传输线l6、耦合线cl1、耦合线cl2、加载开路枝节t1和加载开路枝节t2；

第三金属层上设有耦合线cl3、耦合线cl6、耦合线cl7、开路加载枝节t3、开路加载枝节t6；

第四金属层上设有耦合线cl4、耦合线cl5、耦合线cl8、开路加载枝节t4和开路加载枝节t5；

加载开路枝节t1设于加载开路枝节t2的后边，开路加载枝节t3设于开路加载枝节t4的后边，开路加载枝节t5设于开路加载枝节t6的后边，加载开路枝节t2间隔设于开路加载枝节t3的后边，开路加载枝节t5间隔设于开路加载枝节t3的右边；

传输线l1的一端与输入端口p1连接，另一端与耦合线cl1连接，耦合线cl1的一端与传输线l1连接，另一端与传输线l2连接，耦合线cl2的一端与传输线l2连接，另一端与传输线l3连接，传输线l2通过连接通孔v1与接地屏蔽层gnd连接，耦合线cl1和耦合线cl2分别连接加载开路枝节t1和加载开路枝节t2，加载开路枝节t1和加载开路枝节t2均与传输线l2连接，传输线l3的一端与耦合线cl2连接，另一端通过连接通孔v2与传输线cl3连接，传输线l5的一端通过连接通孔v3与耦合线cl4连接，另一端与输出端口p3连接，传输线l4的一端与输入端口p4连接，另一端通过连接通孔v4与耦合线cl5连接，传输线l6的一端通过连接通孔v5与耦合线cl6连接，另一端与输出端口p2连接，耦合线cl3的一端与连接通孔v2连接，另一端与耦合线cl7连接，耦合线cl3与耦合线cl7的连接处连接有开路加载枝节t3，耦合线cl7与耦合线cl6的连接处连接有开路加载枝节t6，耦合线cl6的一端与耦合线cl7连接，另一端与连接通孔v5连接，耦合线cl4的一端与连接通孔v3连接，另一端与耦合线cl8连接，耦合线cl4与耦合线cl8的连接处连接有开路加载枝节t4，耦合线cl8与耦合线cl5的连接处连接有开路加载枝节t5，耦合线cl5的一端与耦合线cl8连接，另一端与连接通孔v4连接，接地端口p5和接地端口p6均与接地屏蔽层gnd连接。

输入端口p1、输入端口p4、输出端口p2、输出端口p3、接地端口p5和接地端口p6均为50欧姆特征阻抗的端口；所述的传输线l1、传输线l3、传输线l4、传输线l5和传输线l6的特性阻抗均为50欧姆。

所述耦合线cl1和所述耦合线cl2之间为侧边耦合结构，所述耦合线cl3和所述耦合线cl4之间为侧边错位耦合结构，耦合线cl5和耦合线cl6之间为侧边错位耦合结构，耦合线cl7和耦合线cl8之间为宽边耦合结构。

输入端口p1、输入端口p4、输出端口p2、输出端口p3、接地端口p5、接地端口p6、第一金属层、第二金属层、第三金属层、第四金属层、连接通孔v1、连接通孔v2、连接通孔v3、连接通孔v4和第五连接通孔v5均采用ltcc低温共烧陶瓷工艺技术制作加工。

本发明所述的一种超宽带新型平面魔t，解决了传统平面魔t无法完成超宽带特性的问题，本发明采用特殊结构的超宽带90度移相器与3节级联3db90度混合电桥相结合的组合形式，且采用低损耗低温共烧陶瓷材料和三维立体集成技术，附带巧妙的紧凑结构，所带来的显著优点是：(1)插损低、隔离度高、带宽宽(相对带宽能达到89％)；(2)体积小、重量轻、可靠性高；(3)电路实现结构简单，可实现大批量生产；(4)成本低；(5)使用安装方便，单独作为部件使用，可以通过全自动贴片机安装和焊接。

附图说明

图1是本发明的立体图；

图2是本发明的第一金属层1、第二金属层2、第三金属层3和第四金属层4的结构图；

图3是本发明的等效原理图；

图中：第一金属层1、第二金属层2、第三金属层3、第四金属层4。

具体实施方式

如图1-图3所示一种超宽带新型平面魔t，包括输入端口p1、输入端口p4、输出端口p2、输出端口p3、接地端口p5、接地端口p6、第一金属层1、第二金属层2、第三金属层3、第四金属层4、连接通孔v1、连接通孔v2、连接通孔v3、连接通孔v4和第五连接通孔v5；

第一金属层1、第二金属层2、第三金属层3和第四金属层4为从下至上依次设置；第一金属层1的前面从左至右依次间隔设有输出端口p3、接地端口p6和输出端口p2，第一金属层1的后边从左至右依次间隔设有输入端口p1、接地端口p5和输入端口p4；

第一金属层1上设有接地屏蔽层gnd；

第二金属层2上设有传输线l1、传输线l2、传输线l3、传输线l4、传输线l5、传输线l6、耦合线cl1、耦合线cl2、加载开路枝节t1和加载开路枝节t2；

第三金属层3上设有耦合线cl3、耦合线cl6、耦合线cl7、开路加载枝节t3、开路加载枝节t6；

第四金属层4上设有耦合线cl4、耦合线cl5、耦合线cl8、开路加载枝节t4和开路加载枝节t5；

加载开路枝节t1设于加载开路枝节t2的后边，开路加载枝节t3设于开路加载枝节t4的后边，开路加载枝节t5设于开路加载枝节t6的后边，加载开路枝节t2间隔设于开路加载枝节t3的后边，开路加载枝节t5间隔设于开路加载枝节t3的右边；

传输线l1的一端与输入端口p1连接，另一端与耦合线cl1连接，耦合线cl1的一端与传输线l1连接，另一端与传输线l2连接，耦合线cl2的一端与传输线l2连接，另一端与传输线l3连接，传输线l2通过连接通孔v1与接地屏蔽层gnd连接，耦合线cl1和耦合线cl2分别连接加载开路枝节t1和加载开路枝节t2，加载开路枝节t1和加载开路枝节t2均与传输线l2连接，传输线l3的一端与耦合线cl2连接，另一端通过连接通孔v2与传输线cl3连接，传输线l5的一端通过连接通孔v3与耦合线cl4连接，另一端与输出端口p3连接，传输线l4的一端与输入端口p4连接，另一端通过连接通孔v4与耦合线cl5连接，传输线l6的一端通过连接通孔v5与耦合线cl6连接，另一端与输出端口p2连接，耦合线cl3的一端与连接通孔v2连接，另一端与耦合线cl7连接，耦合线cl3与耦合线cl7的连接处连接有开路加载枝节t3，耦合线cl7与耦合线cl6的连接处连接有开路加载枝节t6，耦合线cl6的一端与耦合线cl7连接，另一端与连接通孔v5连接，耦合线cl4的一端与连接通孔v3连接，另一端与耦合线cl8连接，耦合线cl4与耦合线cl8的连接处连接有开路加载枝节t4，耦合线cl8与耦合线cl5的连接处连接有开路加载枝节t5，耦合线cl5的一端与耦合线cl8连接，另一端与连接通孔v4连接，接地端口p5和接地端口p6均与接地屏蔽层gnd连接。

输入端口p1、输入端口p4、输出端口p2、输出端口p3、接地端口p5和接地端口p6均为50欧姆特征阻抗的端口；所述的传输线l1、传输线l3、传输线l4、传输线l5和传输线l6的特性阻抗均为50欧姆。

所述耦合线cl1和所述耦合线cl2之间为侧边耦合结构，所述耦合线cl3和所述耦合线cl4之间为侧边错位耦合结构，耦合线cl5和耦合线cl6之间为侧边错位耦合结构，耦合线cl7和耦合线cl8之间为宽边耦合结构。

输入端口p1、输入端口p4、输出端口p2、输出端口p3、接地端口p5、接地端口p6、第一金属层1、第二金属层2、第三金属层3、第四金属层4、连接通孔v1、连接通孔v2、连接通孔v3、连接通孔v4和第五连接通孔v5均采用ltcc低温共烧陶瓷工艺技术制作加工。

3db90度超宽带混合电桥由耦合线cl3、耦合线cl4、耦合线cl5、耦合线cl6、耦合线cl7、耦合线cl8、开路加载枝节t3、开路加载枝节t4、开路加载枝节t5和开路加载枝节t6构成；90度超宽带移相器由传输线l1、传输线l2、传输线l3、传输线l4、耦合线cl1、耦合线cl2、连接通孔v1、开路加载枝节t1和开路加载枝节t2构成；传输线l1、传输线l2、传输线l3、耦合线cl1、耦合线cl2、连接通孔v1、开路加载枝节t1和开路加载枝节t2构成了移相通道，传输线l4构成了参考通道。

本发明由于是采用多层低温共烧陶瓷工艺实现，其低温共烧陶瓷材料和金属图形在大约900℃温度下烧结而成，所以具有非常高的可靠性和温度稳定性。设计采用介电常数为4.8，介质损耗角为0.005的陶瓷材料，尺寸仅为13mm×5mm×1.5mm。

本发明的带宽为5ghz～13ghz，覆盖了c波段高端、x波段、ku波段低端，带宽十分宽，和端口与差端口幅度不平衡均小于0.5db，相位不平衡均小于3度，输入输出端口驻波比小于1.3，端口间隔离度大于20db。