一种大功率宽带集总参数3dB正交定向耦合器及其制作方法技术

本发明专利技术公开了一种大功率宽带集总参数3dB正交定向耦合器及其制作方法，包括第一电感、第二电感、第三电感、第四电感，第一电容，第二电容、第三电容，第一端口，第二端口，第三端口，第四端口；第一电感与第一端口电性连接；第一电感与第二电感的一端电性连接；第二电感与第二端口电性连接；第三电感与第三端口电性连接；第三电感与第四电感的一端电性连接；第四电感与第四端口电性连接；第一电容接在第一电感、第二电感之间；第一电容接在第三电感、第四电感之间；第二电容与第一电容的一端电性连接，第二电容接地；第三电容与第一电容电性连接，第三电容接地。本发明专利技术实现了功率容量大、工作频带宽、成本低的优点。成本低的优点。成本低的优点。

【技术实现步骤摘要】
一种大功率宽带集总参数3dB正交定向耦合器及其制作方法


[0001]本专利技术涉及定向耦合器
，更具体的，涉及一种大功率宽带集总参数3dB正交定向耦合器及其制作方法。

技术介绍

[0002]3dB正交定向耦合器又叫3dB正交电桥，其作为一种可以将信号功率按照比例分配、合成的器件，广泛应用于通信、雷达、电子战中的功率放大、混频、功率检测、射频合路等电路。
[0003]3dB正交定向耦合器的实现方式有分布参数、集总参数两大类。分布参数的3dB正交定向耦合器虽然功率容量大，便于制造，但是在频率较低的时候，尤其在VHF频段，占用的电路面积过大，不利于通信、雷达、电子战设备的小型化设计。而采用集总元件设计的3dB正交定向耦合器，尺寸小，重量轻，特别适用于VHF和UHF波段。在一些公开的专利或技术文献库中，有不少关于集总参数3dB正交定向耦合器的实现方法，这些方法都有一定的局限性或缺点。例如：集总参数正交电桥采用同轴传输线耦合，功率容量大，但是带宽小，只能支持25％的窄带使用；一种磁芯式3dB电桥覆盖频带宽，但是采用磁芯耦合的方式，功率容量很小。

技术实现思路

[0004]本专利技术为了解决以上现有技术存在的不足与缺陷的问题，提供了一种大功率宽带集总参数3dB正交定向耦合器及其制作方法，其能同时实现工作频带宽、功率容量大、体积小的要求。
[0005]为实现上述本专利技术目的，采用的技术方案如下：
[0006]一种大功率宽带集总参数3dB正交定向耦合器，包括电感值为Lx的第一电感、第二电感、第三电感、第四电感，电容值为Ca的第一电容，电容值为Cb的第二电容、第三电容；
[0007]所述的第一电感的一端作为第一端口；
[0008]所述的第一电感的另一端与第二电感的一端电性连接；
[0009]所述的第二电感的另一端作为第二端口；
[0010]所述的第三电感的一端作为第三端口；
[0011]所述的第三电感的另一端与第四电感的一端电性连接；
[0012]所述的第四电感的另一端作为第四端口；
[0013]所述的第一电容的一端接在第一电感、第二电感之间；
[0014]所述的第一电容的另一端接在第三电感、第四电感之间；
[0015]所述的第二电容的一端与第一电容的一端电性连接，第二电容的另一端接地；
[0016]所述的第三电容的一端与第一电容的另一端电性连接，第三电容的另一端接地。
[0017]所述的第一电感、第二电感之间耦合系数为1；所述的第三电感、第四电感之间耦合系数为1；所述的第一电感、第三电感之间电感耦合系数为k；所述的第二电感、第四电感
之间电感耦合系数为k。
[0018]本专利技术创新性的将第一电感、第二电感、第二电容关于第一电容与第三电感、第四电感、第三电容设置成对称结构，实现了功率容量大、工作频带宽、成本低的3dB正交定向耦合器。
[0019]优选地，当信号从第一端口输入，在第二端口和第三端口分别输出等幅正交信号，其中第二端口为0度相位，第三端口为90度相位，第四端口作为隔离端无信号输出；
[0020]当信号从第二端口输入，在第一端口和第四端口分别输出等幅正交信号，其中第一端口为0度相位，第四端口为90度相位，第三端口作为隔离端无信号输出；
[0021]当信号从第三端口输入，在第一端口和第四端口分别输出等幅正交信号，其中第四端口为0度相位，第一端口为90度相位，第二端口作为隔离端无信号输出；
[0022]当信号从第四端口输入，在第二端口和第三端口分别输出等幅正交信号，其中第三端口为0度相位，第二端口为90度相位，第一端口作为隔离端无信号输出。
[0023]一种正交定向耦合器的制作方法，
[0024]将两条铜漆包线采用双绞线绕法缠绕形成一条双绞线，绕制成两个电感，且两个电感之间实现全耦合，也就是耦合系数为1；
[0025]通过绕制得到两条双绞线；采用螺旋双绞线的形式，将两条双绞线并排绕制成电感，以实现两条双绞线之间的电感耦合系数为k；
[0026]将一条双绞线内的两条铜漆包线的一端连接在一起接耦合第一电容的一端；将另一条双绞线内的两条铜漆包线的一端连接在一起接耦合第一电容的另一端；
[0027]将两条双绞线内铜漆包线未连接第一电容的一端作为电桥的端口，共形成4个端口；
[0028]电容值为Cb的第二电容的一端与第一电容的一端电性连接，第二电容的另一端接地；
[0029]电容值为Cb的第三电容的一端与第一电容的另一端电性连接，第三电容的另一端接地。
[0030]优选地，通过调整双绞线的长度实现对耦合量和电感量的调整。
[0031]优选地，所述的正交定向耦合器的功率容量主要由绕制螺旋双绞线的铜漆包线直接大小以及第一电容、第二电容、第三电容的耐压值决定。
[0032]优选地，所述的铜漆包线的直径0.7mm；两条双绞线形成的螺旋直径为6mm、圈数11圈、长度30mm。
[0033]一种正交定向耦合器，所述的正交定向耦合器用于将信号功率按照比例分配、合成，应用于包括但不限于功率放大、混频、功率检测、射频合路几种电路中。
[0034]优选地，所述的正交定向耦合器采用如所述的制作方法制作而成。
[0035]本专利技术的有益效果如下：
[0036]1.本专利技术创新性的将第一电感、第二电感、第二电容关于第一电容与第三电感、第四电感、第三电容设置成对称结构，实现了功率容量大、工作频带宽、成本低的3dB正交定向耦合器。
[0037]2.采用螺旋双绞线耦合的方法实现集总参数3dB正交定向耦合器，各项指标优良，特别是在保证工作频段宽的同时，功率容量提升巨大。
附图说明
[0038]图1是实施例所述的正交定向耦合器的原理图。
[0039]图2是实施例所述的螺旋双绞线的结构图。
[0040]图3是实施例所述的螺旋双绞线等效原理图。
具体实施方式
[0041]下面结合附图和具体实施方式对本专利技术做详细描述。
[0042]实施例1
[0043]如图1所示，一种大功率宽带集总参数3dB正交定向耦合器，包括电感值为Lx的第一电感L1、第二电感L2、第三电感L3、第四电感L4，电容值为Ca的第一电容C1，电容值为Cb的第二电容C2、第三电容C3；
[0044]所述的第一电感L1的一端作为第一端口Term1；
[0045]所述的第一电感L1的另一端与第二电感L2的一端电性连接；
[0046]所述的第二电感L2的另一端作为第二端口Term2；
[0047]所述的第三电感L3的一端作为第三端口Term3；
[0048]所述的第三电感L3的另一端与第四电感L4的一端电性连接；
[0049]所述的第四电感L4的另一端作为第四端口Term4；
[0050]所述的第一电容C1的一端接在第一电感L1、第二电感L2之间；
...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种大功率宽带集总参数3dB正交定向耦合器，其特征在于：包括电感值为Lx的第一电感(L1)、第二电感(L2)、第三电感(L3)、第四电感(L4)，电容值为Ca的第一电容(C1)，电容值为Cb的第二电容(C2)、第三电容(C3)；所述的第一电感(L1)的一端作为第一端口(Term1)；所述的第一电感(L1)的另一端与第二电感(L2)的一端电性连接；所述的第二电感(L2)的另一端作为第二端口(Term2)；所述的第三电感(L3)的一端作为第三端口(Term3)；所述的第三电感(L3)的另一端与第四电感(L4)的一端电性连接；所述的第四电感(L4)的另一端作为第四端口(Term4)；所述的第一电容(C1)的一端接在第一电感(L1)、第二电感(L2)之间；所述的第一电容(C1)的另一端接在第三电感(L3)、第四电感(L4)之间；所述的第二电容(C2)的一端与第一电容(C1)的一端电性连接，第二电容(C2)的另一端接地；所述的第三电容(C3)的一端与第一电容(C1)的另一端电性连接，第三电容(C3)的另一端接地；所述的第一电感(L1)、第二电感(L2)之间耦合系数为1；所述的第三电感(L3)、第四电感(L4)之间耦合系数为1；所述的第一电感(L1)、第三电感(L3)之间电感耦合系数为k；所述的第二电感(L2)、第四电感(L4)之间电感耦合系数为k。2.根据权利要求1所述的一种大功率宽带集总参数3dB正交定向耦合器，其特征在于：当信号从第一端口(Term1)输入，在第二端口(Term2)和第三端口(Term3)分别输出等幅正交信号，其中第二端口(Term2)为0度相位，第三端口(Term3)为90度相位，第四端口(Term4)作为隔离端无信号输出；当信号从第二端口(Term2)输入，在第一端口(Term1)和第四端口(Term4)分别输出等幅正交信号，其中第一端口(Term1)为0度相位，第四端口(Term4)为90度相位，第三端口(Term3)作为隔离端无信号输出；当信号从第三端口(Term3)输入，在第一端口(Term1)和第四端口(Term4)分别输出等幅正交信号，其中第四端口(Term4)为0度相位，第一端口(Term1)为90度相位，第二端口(Term2)作为隔离端无信号输出；当信号从第四端口(Term4)输入，在...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈云刚，李鹏飞，陈伟明，朱文欢，温卓宾，
申请(专利权)人：中国电子科技集团公司第七研究所，
类型：发明
国别省市：