[发明专利]一种3dB三端口90度平面电桥

说明书

本发明公开了一种3dB三端口90度平面电桥，属于微波技术领域，该平面电桥包括180度巴伦和90度耦合型移相器，180度巴伦采用宽边耦合Manchand巴伦，90度耦合型移相器采用定向耦合移相器，通过将巴伦的一个不平衡输出端口通过连接线连接90度耦合型移相器的输入端，移相器输出端与巴伦另一个不平衡输出端输出相位相差90度，由此构成3dB三端口90度平面电桥。本发明平面电桥采用低温共烧陶瓷(LTCC)工艺技术实现三维集成，实现了体积的小型化，具有通带内较为平坦，回波损耗小，输出端口的输出信号功率一致、端口匹配好、稳定性高，集成度高、易于加工等优势，适用于射频集成系统等通信领域中。

技术领域

本发明属于微波技术领域，特别涉及一种3dB三端口90度平面电桥。

背景技术

随着现代通讯技术的发展，对于无源电子器件的小型化、高性能的要求也在不断提高。电桥可以看成一种特殊的定向耦合器，定向耦合器在微波射频领域中应用较为广泛，主要是根据要求的方向与比例将输入信号进行功率分配。作为射频系统中的核心器件，定向耦合器广泛应用于平衡式开关，信号发生器中的功率装置及射频收发系统中。

初始的定向耦合器多采用矩形波导，但是体积十分巨大，在带状线与微带线广泛应用后，元件的体积缩小了许多，但是由于使用的介质基板较为传统，仍然不适用于三维结构或者多层结构的设计。目前常用的3dB定向耦合器主要有耦合线型定向耦合器和微带分支耦合器，对于耦合线型定向耦合器，需要增加耦合节数来增加工作带宽，这样会增大耦合器的体积；对于微带分支耦合器，由于其使用的介质是非均匀介质，虽然结构相对简单一些，但是其频带较窄，性能较差。目前国内对于定向耦合器的相关研究的开发还较少，在耦合器体积小型化上并没有追上国际领先水平。

发明内容

本发明所有解决的技术问题在于提供一种具有体积小，通带平坦，输入驻波比小、插入损耗小、稳定性强、易集成等优势的3dB三端口90度平面电桥。

实现本发明目的的技术解决方案为：一种3dB三端口90度平面电桥，包括平行设置的底部接地层、中间接地层、上部接地层，以及沿着垂直于接地层方向相邻设置的位于底部接地层与上部接地层之间的180度巴伦、位于底部接地层、中间接地层之间的90度耦合型移相器；

靠近180度巴伦且远离90度耦合型移相器的一侧设置第一输入端口、第一输出端口；靠近90度耦合型移相器且远离巴伦的一侧设置第二输出端口；180度巴伦、90度耦合型移相器共同的一侧设置后侧接地端，共同的另一侧设置前侧接地端；

所述180度巴伦包括设置于中间接地层与上部接地层之间且平行于接地层的巴伦第一段耦合线，设置于底部接地层与中间接地层之间且平行于接地层的巴伦第二段耦合线；所述巴伦第一段耦合线包括巴伦第一段下层耦合线，以及与其平行且相对而构成耦合的巴伦第一段上层耦合线；巴伦第二段耦合线包括巴伦第二段下层耦合线，以及与其平行且相对而构成耦合的巴伦第二段上层耦合线；巴伦第一段下层耦合线与巴伦第二段上层耦合线平行相对；

所述90度耦合型移相器包括设置于底部接地层与中间接地层之间且平行于接地层的移相器耦合线，其包括相互平行的移相器上层耦合线、移相器下层耦合线；

所述第一输入端口通过输入端口连接线与巴伦第一段下层耦合线的一端相连，巴伦第一段下层耦合线的另一端通过贯穿中间接地层的第二接线柱与巴伦第二段上层耦合线相连；巴伦第一段上层耦合线的一端通过第一接地线连接后侧接地端，其另一端通过第一接线柱、第一输出端口连接线与第一输出端口相连；巴伦第二段下层耦合线的一端通过第二接地线连接后侧接地端，其另一端通过第三接线柱、第四连接线与移相器下层耦合线的一端相连，移相器下层耦合线的另一端通过第四接地线连接前侧接地端；移相器上层耦合线的一端通过第三接地线连接前侧接地端，其另一端通过第二输出端口连接线与第二输出端口相连。