专利名称：多频段微波小型混合电桥的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及微波技术领域，具体地说是一种多频段微波小型混合电桥，可应用于移动通信基站或直放站的布线系统。
背景技术：
现有的混合电桥技术一般都是采用如图6所示的重入式同轴线定向耦合器电路，或图7所示的分支耦合线定向耦合器电路，做成微波混合电桥。在图6中，重入式同轴线定向耦合器电路由两根平行同轴线构成，两同轴线的内导体互不接触，外导体焊接在一起，形成一个双筒导体11，由介质支撑将双筒导体装入金属盒内，四个端口1、2、3、4与外电路连接，其中1为RF输入口，2为主线输出口，3为隔离口，4为耦合输出口。见《现代微波滤波器的结构与设计》，甘本祓、吴万春，科学出版社，1974。在图7中，分支耦合线定向耦合器电路由微带或带状线的分支耦合线定向耦合器电路组成的。其中1是RF输入口，3是隔离口，4是耦合输出口，2是主线输出口，12是空气介质层，6是分支线耦合电路，7是电介质层，该耦合电路6和电介质层7的分布均为单层。见M.Muraguchi，T.Yukitake and Y.Naito，optimum Design of 3-dB Branch LineCouplers Using Microstrip Ling，MTT-31 Arg.1983.pp674-678。以上两种耦合器电路都存在体积大、重量重的缺点，无法适应某些微波工程上的特殊需要。
技术内容本实用新型的目的在于克服现有技术的缺陷，提供一种多频段微波小型混合电桥，以满足微波工程上的特殊需要。
实现本实用新型目的的技术方案如下应用多层介质板微波耦合传输线的电路理论与技术及计算机辅助设计CAD，利用奇模阻抗Z0o、偶模阻抗Z0e与耦合度和驻波比VSWR的数学关系，以及加工精度与技术指标的容差分析，建立阻抗、耦合度和相位移的调整机构与模型，优化设计多层介质板和双层耦合线电路结构，整个电桥包括三层介质板、两层耦合线电路板以及四个同轴N(K)型连接端口，即RF输入端口、主线输出端口、隔离端口、耦合输出端口。介质板和耦合线电路板交替分布，两层耦合线电路板分别夹在三层介质板之间。RF输入端口和主线输出端口连接在一层耦合线电路板的一端，隔离端口和耦合输出端口连接在另一层耦合线电路板的另一端，见图1。
上述耦合输出端口和主线输出端口的输出幅度均为3dB，相位相差90度。
上述主线输出端口和隔离端口的位置，或者RF输入端口和耦合输出端口的位置均可以对调。
本实用新型与现有技术相比较，其体积和重量大大减小，比较参数如表1和表2所示。其中表1是本实用新型与现有重入式同轴线混合电桥的参数比较表2是本实用新型与现有支线混合电桥的参数比较表1
表1实测数据表明，本实用新型的体积仅相当于已有技术的33％，重量仅相当于已有技术43％，其移相、隔离度等电性能都优于现有的重入式同轴线混合电桥。
表2
表2实测表明，本实用新型的体积仅相当于已有技术的37％，重量仅相当于已有技术41％。频带远远宽于现有技术，可广泛应用于宽带工程。
图1是本实用新型结构图图2是本实用新型简化示意图图3是本实用新型用于圆极化天线馈电网络的示意图图4是本实用新型用作功率分配器的示意图图5是本实用新型用作分路和合路两路信号示意图图6是现有重入式同轴线混合电桥的结构图图7是现有分支线混合电桥的结构图具体实施方式
如图1所示，本实用新型在综合分析微波耦合传输线理论与技术的基础上，利用奇模阻抗Z0o、偶模阻抗Z0e与耦合度和驻波比VSWR的数学关系，以及加工精度与技术指标的容差分析，建立阻抗、耦合度和相位移的调整机构与模型，优化设计了多层介质板和双层耦合线电路结构的多频段微波小型混合电桥。该电桥包括介质层5、介质层7、介质层9，耦合线电路层6、耦合线电路层8，以及四个同轴N(K)型连接头，即RF输入端口1、耦合输出端口4、主线输出端口2以及隔离端口3。介质层与耦合线电路层交替分布，介质层5和介质层7之间夹有耦合线电路层6，介质层7和介质层9之间夹有耦合线电路层8，每一同层介质板的介电常数相同，而各层介质板的介电常数不一定相同。RF输入端口1和主线输出端口2连接在耦合线电路层8的一端，隔离端口3和耦合输出端口4连接在耦合线电路层6的另一端。耦合输出端口4和主线输出端口2的幅度均为3dB，相位相差90度。应用中可根据阻抗、耦合度的要求，调整奇模阻抗Z0o、偶模阻抗Z0e和相位移，可达到耦合度、驻波比VSWR、相位移及其体积和重量的要求。表3给出了本实用新型不同型号的指标参数。
表3
本实用新型外形结构如图2所示，A为混合电桥，在实际应用中，通过对该四个端口的不同连接可构成不同用途的器件。
如图3所示，将本实用新型的多频段微波小型混合电桥A的主线输出端口2和隔离端口3的位置对调，把耦合输出端口4和主线输出端口2接入圆极化天线10的两个输入端口，作为圆极化天线馈电网络，使其产生相应的圆极化波。该耦合输出端口4和主线输出端口2为两个3dB输出端口，相位差90度。
如图4所示，将本实用新型的多频段微波小型混合电桥A的主线输出端口2与隔离端口3的位置对调，使RF输入端口1和隔离端口3位于多频段微波小型混合电桥A的一侧，主线输出端口2和耦合输出端口4位于电桥A的另一侧，且主线输出端口2和耦合输出端口4之间不要求相位差90度，则可用作3dB功率分配器。
如图5所示，将本实用新型的多频段微波小型混合电桥A的主线输出端口2和隔离端口3的位置对调，使RF输入端口1作为一路信号RF-1的输入端口，隔离端口3作为另一路信号RF-2的输入端口，RF-1输入信号与RF-2输入信号经混合电桥A的分配，将各自的输入功率分成一半后，再由输出端口合路输出，则可用于两路信号的分路与合路，此时主线输出端口2和耦合输出端口4的输出信号均为(RF-1+RF-2)/2。这样就将两个单路信号，经过电桥的作用，变换为两路合成信号，分别传输到信号合路系统13和14。
权利要求1.一种多频段微波小型混合电桥，包括介质板、耦合线电路板以及RF输入端口(1)、主线输出端口(2)、隔离端口(3)以及耦合输出端口(4)，其特征在于耦合线电路板设为双层，介质板设为三层，耦合线电路板(6)、(8)和介质板(5)、(7)、(9)交替分布，即两层耦合线电路板分别夹在三层介质板之间，RF输入端口(1)和主线输出端口(2)连接在耦合线电路板(8)的一端，隔离端口(3)和耦合输出端口(4)连接在耦合线电路板(6)的另一端。
2.如权利要求1所述的微波小型混合电桥，其特征在于耦合输出端口(4)和主线输出端口(2)的输出幅度均为3dB，相位相差90度。
3.如权利要求1所述的微波小型混合电桥，其特征在于主线输出端口(2)和隔离端口(3)的位置，或者RF输入端口(1)和耦合输出端口(4)的位置均可对调，以构成不同的应用器件。
专利摘要本实用新型涉及一种多频段微波小型混合电桥。该电桥包括三层介质板5、7、9，两层耦合线电路板6、8以及RF输入端口1、主线输出端口2、隔离端口3和耦合输出端口4。介质板和耦合线电路板交替分布，两层耦合线电路板分别夹在三层介质板之间。RF输入端口1和主线输出端口2连接在耦合线电路板(8)上，隔离端口3和耦合输出端口4连接在耦合线电路板(6)上，耦合输出端口4和主线输出端口2的输出幅度均为3dB，相位相差90度，通过对该四个端口的不同连接可构成不同用途的器件。该电桥在多个微波波段都具有体积小、重量轻、带宽可选、性能良好的优点，可广泛应用于移动通信基站或直放站的布线系统。
文档编号H04B1/40GK2643581SQ03262698
公开日2004年9月22日 申请日期2003年8月29日 优先权日2003年8月29日
发明者董树义, 郝光明, 杨皎皎, 樵刚, 吴亚炯, 刘飞 申请人:西安海天天线科技股份有限公司