一種基于復合傳輸線結構的小型化混合環制造技術

一種基于復合傳輸線結構的小型化混合環，屬于微波器件技術領域。本實用新型專利技術采用一段直線形２７０°相移復合微帶線來替代傳統混合環中的一個半圓弧２７０°相移微帶線，而直線形２７０°相移復合微帶線的主體結構為半封閉式左右手復合傳輸線，使得器件整體結構更加緊湊，便于平面電路的集成；能夠減少信號能量的側向泄漏和干擾現象；在設計過程中通過調節復合傳輸線的結構尺寸，可方便地調節器件的特性阻抗、相移量、傳輸系數等參數，滿足不同的設計要求。（*該技術在2020年保護過期，可自由使用*）

【技術實現步驟摘要】

本技術屬于電子
，涉及微波器件，具體涉及一種新型小型化混合環。
技術介紹
混合環是微波系統中常用的器件，用于微波功率的分配或合成。傳統的微帶結構 混合環如圖1所示，包括一個圓環形微帶線和四條相同尺寸的輸入/輸出端口微帶線1-1、 1-2、1-3和1-4，所述四條輸入/輸出端口微帶線位于介質板表面；所述四條輸入/輸出端 口微帶線1-1、1_2、1-3和1-4與圓環形微帶線相連并處于圓環形微帶線的直徑延長線上， 其中輸入/輸出端口微帶線1-2和1-3與圓環形微帶線的連接點將圓環形微帶線分成兩個 半圓弧微帶線，而輸入/輸出端口微帶線1-1和1-4將其中的一個半圓弧微帶線均分成三 段圓弧微帶線。所述四條輸入/輸出端口微帶線的特性阻抗為50歐姆，所述圓環形微帶線 中任意一條圓弧微帶線的特性阻抗為50λ/ 歐姆。在輸入/輸出端口 1-2和1-3之間的半 圓弧微帶線長度為四分之三導波波長，即產生270°的相移；其他相鄰兩個端口之間圓弧 微帶線的長度為四分之一導波波長，即產生90°的相移。上述混合環作為功分器使用時，從端口 1-1輸入的待功分信號分成兩路，分別沿 長弧和短弧兩路達到端口 1-3時，由于路徑長度的不同，這兩路信號產生180°的相位差， 從而互相抵消，從而在1-3端口處實現隔離的目的；最終，待功分信號從端口 1-2和1-4輸 出兩路等幅同相的功分信號。同理，從端口 1-4輸入的待功分信號分成兩路，分別沿長弧和 短弧兩路達到端口 1-2時，由于路徑長度的不同，這兩路信號產生180°的相位差，從而互 相抵消，從而在1-2端口處實現隔離的目的；最終，待功分信號從端口 1-1和1-3輸出兩路 等幅同相的功分信號。上述混合環作為功率合成器使用時，兩路等幅同相信號分別從端口 1-2和1-4輸 入，在端口 1-3處實現隔離，在端口 1-1處合成輸出；同理，兩路等幅同相信號分別從端口 1-1和1-3輸入，在端口 1-2處實現隔離，在端口 1-4處合成輸出。上述混合環受微帶線的相位-長度線性變化的特性限制，使得器件尺寸較大，不 利于多器件的集成；同時，由于端口 1-2和1-3之間的半圓弧微帶線的側向輻射、干擾現象 比較嚴重，使得器件中的半圓弧微帶線會造成較大的能量損失或引入外界噪聲。
技術實現思路
本技術提供一種基于復合傳輸線結構的小型化混合環，該混合環在傳輸特性 不變的前提下能夠降低其結構尺寸，降低信號能量的側向泄漏，防止對旁側電路的干擾；同 時也能夠抑制旁側電路對該混合環的干擾。本技術提供的基于復合傳輸線結構的小型化混合環，其實質是采用一段直線 形270°相移復合微帶線來替代傳統混合環中的一個半圓弧270°相移微帶線，而直線形 270°相移復合微帶線的主體結構為半封閉式左右手復合傳輸線。本技術技術方案如下一種基于復合傳輸線結構的小型化混合環，如圖2所示，包括介質基板和位于介 質基板表面的混合環圖形結構。所述混合環圖形結構包括一段半圓弧形270°相移微帶線 和一段直線形270°相移復合微帶線以及四條相同尺寸的輸入/輸出端口微帶線C11、C12、 C13和C14;所述直線形270°相移復合微帶線與所述半圓弧形270°相移微帶線首尾相連， 形成一個閉合半圓環形狀。所述直線形270°相移復合微帶線與所述半圓弧形270°相移 微帶線首尾相連，形成一個閉合半圓環形狀；所述第一、第四輸入/輸出端口微帶線Cll和 C14與半圓弧形270°相移微帶線相連，其中兩個連接點將半圓弧形270°相移微帶線均分 成三段90°相移微帶線；所述第二、第三輸入/輸出端口微帶線C12和C13分別與半圓弧形 270°相移微帶線和直線形270°相移復合微帶線的兩個連接點相連。所述四條輸入/輸出 端口微帶線的特性阻抗為50歐姆，所述半圓弧形270°相移微帶線的特性阻抗為50λ/ 歐 姆，所述直線形270°相移復合微帶線的特性阻抗為50λ/ 歐姆。所述直線形270 °相移復合微帶線包括一段復合傳輸線Al，所述復合傳輸線Al兩 端分別通過一段連接微帶線Α21或Α22與所述半圓弧形270°相移微帶線兩端相連。所述復合傳輸線Al為半封閉式左右手復合傳輸線(如圖3所示)，由至少兩個以 上的左右手復合傳輸線單元串聯而成。每個左右手復合傳輸線單元包括兩條平行的接地金 屬帶Α13和一個交指電容All ；所述交指電容All位于兩條平行的接地金屬帶A13之間，交 指電容All兩端分別通過一個金屬貼片A12與兩條平行的接地金屬帶A13相連；每條接地 金屬帶A13通過一排周期金屬化過孔與介質板背面的金屬接地板相連。本技術所述混合環作為功分器使用時，從第一輸入/輸出端口 Cll輸入的待 功分信號分成兩路，分別到達第三輸入/輸出端口 C13時產生180°的相位差互相抵消，從 而在第三輸入/輸出端口 C13處實現隔離；最終，待功分信號從第二輸入/輸出端口 C12 和第四輸入/輸出端口 C14輸出兩路等幅同相的功分信號。同理，從第四輸入/輸出端口 C14輸入的待功分信號分成兩路，分別到達第二輸入/輸出端口 C12時產生180°的相位差 互相抵消，從而在第二輸入/輸出端口 C12處實現隔離；最終，待功分信號從第一輸入/輸 出端口 Cll和第三輸入/輸出端口 C13端口輸出兩路等幅同相的功分信號。本技術所述混合環作為功率合成器使用時，兩路等幅同相信號分別從第二輸 入/輸出端口 C12和第四輸入/輸出端口 C14輸入，在第三輸入/輸出端口 C13處實現隔 離，在第一輸入/輸出端口 Cll處合成輸出；同理，兩路等幅同相信號分別從第一輸入/輸 出端口 Cl 1和第三輸入/輸出端口 C13輸入，在第二輸入/輸出端口 C12處實現隔離，在第 四輸入/輸出端口 C14處合成輸出。與傳統混合環結構相比，本技術具有以下特點1、本技術所提供的小型化混合環通過引入復合傳輸線結構，使得器件整體結 構更加緊湊(與傳統的混合環相比，器件面積下降近一半)，而且傳輸特性不受影響，便于 平面電路的集成。2、本技術所提供的小型化混合環在減小尺寸的同時，由于所引入的復合傳輸 線結構為半封閉式，其中兩側的周期金屬化過孔等效為兩個金屬壁，從而減少了信號能量 的側向泄漏，防止對旁側電路的干擾，同時也抑制了旁側電路對該混合環的干擾。3、本技術所提供的小型化混合環，在設計過程中，通過調節復合傳輸線結構 中交指電容及金屬貼片的尺寸可以很方便的調節其特性阻抗、相移量、傳輸系數等參數，滿足不同的設計要求，便于制作，而且能與微帶線產生良好銜接，減弱因不連續性引起的反射。附圖說明圖1是傳統混合環結構示意圖。圖2是本技術提供的基于復合傳輸線結構的小型化混合環結構示意圖。圖3是本技術提供的基于復合傳輸線結構的小型化混合環中復合傳輸線結 構示意圖。圖4是本技術提供的基于復合傳輸線結構的小型化混合環的S參數仿真結果。圖5是本技術提供的基于復合傳輸線結構的小型化混合環的S參數測試結果， 具體實施方式圖2為本技術的一個具體實施例，制備在國產F4B介質基板上，工作中心頻率 選為5. 8GHz。直線形270°相移復合微帶線由一段起主要移相作用的復合傳輸線Al以及兩 小段起相位微調作用的連本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種基于復合傳輸線結構的小型化混合環，包括介質基板和位于介質基板表面的混合環圖形結構；其特征是，所述混合環圖形結構包括一段半圓弧形２７０°相移微帶線和一段直線形２７０°相移復合微帶線以及四條相同尺寸的輸入／輸出端口微帶線（Ｃ１１、Ｃ１２、Ｃ１３、Ｃ１４）；　　所述直線形２７０°相移復合微帶線與所述半圓弧形２７０°相移微帶線首尾相連，形成一個閉合半圓環形狀；所述第一、第四輸入／輸出端口微帶線（Ｃ１１、Ｃ１４）與半圓弧形２７０°相移微帶線相連，其中兩個連接點將半圓弧形２７０°相移微帶線均分成三段９０°相移微帶線；所述第二、第三輸入／輸出端口微帶線（Ｃ１２、Ｃ１３）分別與半圓弧形２７０°相移微帶線和直線形２７０°相移復合微帶線的兩個連接點相連；　　所述四條輸入／輸出端口微帶線的特性阻抗為５０歐姆，所述半圓弧形２７０°相移微帶線的特性阻抗為　歐姆，所述直線形２７０°相移復合微帶線的特性阻抗為　歐姆；　　所述直線形２７０°相移復合微帶線包括一段復合傳輸線（Ａ１），所述復合傳輸線（Ａ１）兩端分別通過一段連接微帶線（Ａ２１、Ａ２２）與所述半圓弧形２７０°相移微帶線兩端相連；所述復合傳輸線（Ａ１）為半封閉式左右手復合傳輸線。...

【技術特征摘要】

【專利技術屬性】
技術研發人員：林先其，蘇鵬，樊勇，
申請(專利權)人：電子科技大學，
類型：實用新型
國別省市：90[]