[实用新型]一种利用集总参数设计的180°环形电桥新型拓扑结构

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种任意输出功率比的180°环形电桥，具体的说是一种利用集总参数模型的小型化宽频带新型环形电桥。

背景技术

在现代通信系统设备中，环形电桥因其良好的隔离度已经广泛应用在各种90°，180°的功率分配和功率合成网络中。目前大多数环形电桥采用微带线的平面结构，由于它的体积小且易于和其他器件集成；而随着通讯业的不断发展，人们对于小型化和宽带的要求越来越高，在现代工艺条件下，进一步实现小型化和宽带化的要求，满足现代无线通信的需求，利用多层结构设计小型宽频带环形电桥更加具有优势。

实用新型内容

本实用新型为了实现小型化和宽带化的设计要求，实用新型了一种现代工艺下多层结构的小型化宽频带新型环形电桥。

理论设计参考传统微带线环形电桥模型，利用微带线集总电路模型等效将传统环形电桥中3个λ/4枝节传输线和1个3λ/4枝节传输线进行等效，对于不同的枝节长度采用不同的电路模型，当电长度θ<180°时采用的等效π集总参数模型通过奇模阻抗、偶模阻抗理论得到等效模型的参数式；当电长度180°≤θ≤360°时采用的等效T集总参数模型通过奇模阻抗、偶模阻抗理论得到等效模型的参数式。通过给定指标的输出功率比值，调整出合适的电臂阻抗值，最终利用等效矩阵理论求得等效集总模型中电容电感值。

具体技术方案如下：

一种利用集总参数设计的180°环形电桥新型拓扑结构，其特征在于，其电路拓扑结构为两个相同且接地的电容C3之间连接有电感L1，该电感L1的两端分别连接两个相同的电感L2，两个电感L2的另一端通过两个相同的电容C1相连接，两个电容C1之间连接另一个接地的电感L1，两个电容C1连接电感L2的一端分别连接两个相同的电容C2，两个电容C2均接地；所述与电容C3相连接的电感L1的两端各设一个端口，每个端口也与电容C3和电感L2连接，这两个端口自左至右依次称为第一端口及第二端口；两个电感L2与电容C1相连接的一端也各设一个端口，每个端口也与电容C1、电容C2相连接，这两个端口自右至左依次称为第三端口及第四端口。

所述的电容C3的结构为电容C1与电容C2的并联结构，电容C3的电容值亦为电容C1与电容C2并联后的电容值。

作为优选方案，其集总模型中的电容都采用内埋VIC叉指电容且其结构为8层，长在2-2.2毫米范围内，宽在1.8-2毫米范围内；所述180°环形电桥新型拓扑结构中电感设计采用内埋垂直螺旋电感，所述的内埋垂直螺旋电感为9匝，长在2.8-3毫米范围内，宽在1.6-1.8毫米范围内。

本实用新型还涉及一种利用本实用新型所述的180°环形电桥新型拓扑结构，对于给定的任意频率进行任意功率比输出的方法，具体为，根据端口功率输出分配比公式:

P₁²：P₂²＝Y₂²：Y₁²(5)

及导纳关系公式Y₂²+Y₁²＝1，调整导纳Y₁和Y₂的值。(P₁、P₂分别代表同一输入端口下两个输出端口的输出功率。如在信号由第一端口输入，第二端口和第四端口为输出的情况下，P₁代表第二端口的输出功率，P₂代表第四端口的输出功率，此时，Y₁代表第一端口与第二端口之间的导纳，Y₂代表第一端口与第四端口之间的导纳；在信号由第三端口输入，第二端口和第四端口为输出的情况下，P₁代表第二端口的输出功率，P₂代表第四端口的输出功率，此时Y₁代表第三端口与第四端口之间的导纳，Y₂代表第三端口与第二端口之间的导纳。)

计算本实用新型所述的180°环形电桥新型拓扑结构中λ/4枝节传输线上电容电感的方法具体为，所述λ/4枝节传输线在电长度θ<180°时采用变换后的等效π型集总参数模型通过奇模阻抗、偶模阻抗理论得到等效模型的参数式：

X_L＝Z sinθ(1)