[发明专利]宽带带状线耦合电桥

说明书

技术领域

本发明涉及射频微波领域，更具体地涉及一种宽带带状线耦合电桥。

背景技术

典型的带状线耦合电桥如图1所示，上下两层导体分别位于三层介质(图未示)形成的两个交界面中，其中图1中实线所示即为上层导体，虚线所示即为下层导体，中间的耦合线长度L为中心频率对应波长的四分之一，因此也称之为λ/4的带状线耦合电桥。而单个λ/4的带状线耦合电桥实现带宽通常只有百分之几十，使得采用多节λ/4的带状线耦合电桥以拓展带宽是一种最为常见的做法，其结构如图2所示，采用图2的结构的电桥实现的带宽可达100％甚至更高。但是在强耦合度(如3dB)条件下，即使两层导体完全重叠也难以实现3dB耦合。目前较为通常的做法是将两个弱耦合度电桥级联，其结构如图3所示。

如图3所示的采用两个多节λ/4的弱耦合电桥级联实现3dB强耦合度的宽带电桥，因其设计的一般理论基于λ/4阶梯阻抗滤波器原型与定向耦合电桥的等效原理，多节λ/4的阶梯阻抗滤波器具有的切比雪夫响应，在很大程度上既能扩展频带的带宽，同时，两个级联的耦合电桥耦合端口能量实现叠加，又易于实现强耦合度。根据多节偏置带状线耦合电桥设计理论，各节耦合线导体不可避免地存在不同程度的偏移。在现有的电桥结构中，相邻两节带状线导体连接处的交界面，由于线宽变窄，导致相邻两节导体之间的电磁能量无法完全传输，部分能量会反射回去，传输的电磁能量减小，使得反射系数增大，继而传输系数减小，降低了电磁能量传输效率，增大了电桥的传输损耗(插损)。此外，在端口(P1、P2、P3、P4)与四分之一导体连接处，往往出现拐角。在带状线直角拐弯处，由于线宽变化也会导致寄生电抗的存在，采用直角切削方式进行补偿是一种通用的方法，因这种直角切削仍无法使拐角处导体线宽相等，寄生电抗依然存在，信号反射依然存在，故迄今为止该方法尚不是最佳补偿方案。

由于相邻两节导体交界面线宽变化存在不连续性，这种不连续性的影响在频段较高时尤为突出，严重时还会造成谐振，直接影响电桥的端口反射系数、影响输出端口与耦合端口输出信号的平坦度。

因此，有必要提供一种改善由于电桥各节导体之间不连续性所带来的不利影响的改进的宽带带状线耦合电桥来克服上述缺陷。

发明内容

本发明的目的是提供一种宽带带状线耦合电桥，本发明的宽带带状线耦合电桥增加了相邻两节带状线导体连接处的线宽，进一步提高了整个电桥输出信号的平坦度。

为实现上述目的，本发明提供一种宽带带状线耦合电桥，由两个结构特征完全相同的第一子电桥与第二子电桥级联形成，所述第一子电桥与第二子电桥均由两层三节带状线导体耦合形成，且在耦合后的各个导体末端还连接有端口，其中，在各层带状线导体的相邻两节导体的连接处分别设置有导体枝节。

较佳地，所述导体枝节包括第一导体枝节与第二导体枝节，且第一导体枝节、第二导体枝节设置于第二节带状线导体分别与第一节带状线导体、第三节带状线导体的连接处。

较佳地，各个所述第一导体枝节分别靠近于第一节带状线导体或第三节带状线导体，且各个所述第二导体枝节分别靠近于第二节带状线导体。

较佳地，在各节带状线导体与端口的连接处设置有导体枝节。

较佳地，所述导体枝节还包括第三导体枝节，所述第三导体枝节设置于端口分别与第一节带状线导体、第三节带状线导体的连接处，且各个所述第三导体枝节分别靠近于端口。

较佳地，所述第一导体枝节、第二导体枝节及第三导体枝节均为三角形导体枝节。

较佳地，各个所述导体枝节的中心至最近的导体与导体的连接处或导体与端口的连接处的距离、各个所述导体枝节的宽度及各个所述导体枝节的高度可通过仿真结果调整。

较佳地，所述第一导体枝节、第二导体枝节的中心至最近的导体与导体的连接处的距离均为0.1mm-1.2mm，第一导体枝节、第二导体枝节的宽度均为0.1mm-0.4mm，第一导体枝节、第二导体枝节的高度均为0.1mm-2mm。

较佳地，所述第三导体枝节的中心至最近的导体与端口的连接处的距离、高度及宽度均为0.2mm。

与现有技术相比，本发明的宽带带状线耦合电桥由于在各层带状线导体的相邻两节导体的连接处分别设置有导体枝节，从而增加了相邻两节带状线导体连接处的线宽，改善了相邻两节导体交界面导体线宽变化的不连续性，进一步提高了整个电桥输出信号的平坦度

通过以下的描述并结合附图，本发明将变得更加清晰，这些附图用于解释本发明的实施例。

附图说明