【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及微波器件领域，尤其涉及一种宽带3db功率正交电桥及其设计方法。
技术介绍
1、在进行宽带正交电桥设计中，往往需要用到多节耦合强度不同的1/4波长平行耦合线，而多节1/4波长平行耦合线又分为非对称多节和对称多节。
2、e.g.cristal 和 l.young在 1965 年提出了利用 1/4 波长等效阶梯阻抗滤波器的最优等波纹多项式的方法，提出了对称多节耦合器的设计理论分析，为对称多节耦合器的综合设计提供了设计方案，如图1所示，并给出了3节、5节、7节、9节对称等纹波3db正交电桥的设计列表；
3、将上下两块介质层通过半固化片和中间微带线层粘接固定，大大提高功率容量，且产品一致性好。但是在进行多节耦合时，在功率条件下，对中间层介质厚度有要求，导致在构建强耦合时，需要上下两层介质较厚，而两边弱耦合不需要上下介质层厚度太大，综合考虑，一般采用五层介质层进行制作，如图2所示，从上至下依次包括上介质层1、上介质层2、中间介质层3、下介质层4、下介质层5，上介质层1通过上半固化片6与上介质层2粘接固定，上介质层2通过上半固化片7与中间介质层3粘接固定，下介质层4通过下半固化片8与中间介质层3粘接固定，下介质层5通过下半固化片9与下介质层4粘接固定，弱耦合10、强耦合11和弱耦合12属于中间介质层3上的金属走线，金属接地层13分布在上介质层1上表面、上介质层2上表面、下介质层4下表面、下介质层5下表面，实际制作时通过金属包边或金属化过孔将金属接地层进行连接，通过上介质层2上表面、下介质层4下表面接地层在
4、这种结构设计至少存在以下缺点：
5、1）介质层层数为五层，材料成本高；介质层层数多，产品高度变大，采用热压工艺时，对设备的性能要求变高，加工要求变高；
6、2）因为产品高度太高，在极限工作温度下，可能导致过孔金属壁出现拉裂的情况，可靠性降低；
7、即，采用这种结构设计，将增加介质层的使用数量，加工要求变高，均导致制造成本的增加；另一方面高度变高，可靠性降低。
8、另外一种实现功率3db电桥的方法是采用两级耦合度为8.34db的耦合线交错连接，进行交错耦合实现3db强耦合，为了实现宽带结构，将多节平行耦合线级联构成两个宽带8.34db耦合线，在将宽带8.34db耦合线进行交错连接构成3db宽带电桥，由于耦合线不需要强耦，一般采用三层介质层通过半固化片粘接进行制作；
9、但是，这种结构设计至少存在以下问题：采用宽带8.34db弱耦合级联实现，需要1/4波长平行耦合线的数量为六级，体积较大。
技术实现思路
1、本专利技术的目的之一，就在于提供一种宽带3db功率正交电桥，以解决上述问题。
2、为了实现上述目的，本专利技术采用的技术方案是这样的：
3、一种宽带3db功率正交电桥，包括输入端口、直通端口、耦合端口、隔离端口及电路，所述电路包括三节对称耦合线和一节耦合线，所述三节对称耦合线级联后，与所述一节耦合线交错连接。
4、作为优选的技术方案，所述电路制作于三层介质基板上。
5、本专利技术的目的之二，在于提供一种上述的宽带3db功率正交电桥的设计方法，采用的技术方案为，包括下述步骤：
6、（1）确定耦合线tl2、tl3、tl4的耦合强度后，将三节耦合线即耦合线tl2、tl3、tl4作为一个二端口网络，假设为网络1，而tl1假设为网络2，
7、（2）假设，利用端口激励法求出两个交叉串联耦合器的整体散射参数，最终求得：
8、 （1）
9、（3）根据耦合器耦合度的定义，得到耦合度计算公式：
10、 (2)
11、（4）根据正交电桥对耦合度要求，通过算法，求出tl1的电压耦合系数，从而确定tl1的耦合度；
12、作为优选的技术方案，
13、步骤（1）中，所述耦合线tl3、tl4的选取依据多节对称平行耦合线级联中的大小确定，所述耦合线tl2的耦合度根据选择的板材设计tl2的耦合度确定。
14、本专利技术采用三节对称耦合线级联加一节耦合线交错连接的方式实现电桥的宽带性能及功率容量。
15、与现有技术相比，本专利技术的优点在于：
16、（1）与现有的多节耦合线级联技术相比，由于三节对称耦合线的tl2，不需要强耦合，四节平行耦合线的耦合度只需要三层介质基板热压就可以实现，不需要五层介质基板热压，加工要求降低的同时材料成本降低，可以大大减小成本；另一方面，产品高度降低，产品在极限工作温度下，过孔金属壁出现拉裂概率变小，可靠性增加；
17、（2）与现有的宽带8.34db弱耦合级联技术相比，本专利技术的1/4波长耦合线只需要四级，少了两级，体积明显缩小。
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1.一种宽带3dB功率正交电桥，包括输入端口、直通端口、耦合端口、隔离端口及电路，其特征在于，所述电路包括三节对称耦合线级和一节耦合线，所述三节对称耦合线级联后，与所述一节耦合线交错连接。
2.根据权利要求1所述的宽带3dB功率正交电桥，其特征在于，所述电路制作于三层介质基板上。
3.权利要求1或2所述的宽带3dB功率正交电桥的设计方法，其特征在于，包括下述步骤：
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，
【技术特征摘要】
1.一种宽带3db功率正交电桥，包括输入端口、直通端口、耦合端口、隔离端口及电路，其特征在于，所述电路包括三节对称耦合线级和一节耦合线，所述三节对称耦合线级联后，与所述一节耦合线交错连接。
2.根据权利要求1所述...
【专利技术属性】
技术研发人员：吴天强，张超，张镇，开建，
申请(专利权)人：西南应用磁学研究所中国电子科技集团公司第九研究所，
类型：发明
国别省市：
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