寬帶微波六端口結(jié)構(gòu)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及電子與通信領(lǐng)域，具體涉及一種由一個(gè)功分器和三個(gè)耦合器組成的寬帶微波六端口結(jié)構(gòu)。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著無(wú)線通信技術(shù)的飛速發(fā)展，對(duì)射頻接收機(jī)的性能提出了更高的要求。射頻接收前端需要適配不同的通信標(biāo)準(zhǔn)，處理不同頻帶的信號(hào)，需要支持不同的調(diào)制方式，成本較低且易于升級(jí)和重構(gòu)，在射頻接收前端中采用軟件無(wú)線電(SDR)技術(shù)則可以滿足上述的要求。但是軟件無(wú)線電對(duì)模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器(ADC)和數(shù)字信號(hào)處理器(DSP)的性能要求比較高，特別是在信號(hào)頻率較高的情況下尤為明顯。
[0003]六端口技術(shù)最初被運(yùn)用于微波網(wǎng)絡(luò)分析，它是由功分器和定向耦合器等微波器件組成的一種六端口電路。它具有兩個(gè)信號(hào)輸入端口和四個(gè)信號(hào)輸出端口，四個(gè)輸出端口中包含了輸入信號(hào)的幅度和相位信息，通過測(cè)量輸出信號(hào)的幅度和功率信息就能得到輸入信號(hào)的幅度和相位數(shù)據(jù)。將六端口技術(shù)運(yùn)用于SDR接收機(jī)，可以將射頻信號(hào)直接解調(diào)到基帶信號(hào)，從而大大減小ADC和DSP的處理壓力。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的在于提供一種頻帶寬，體積小，穩(wěn)定性高的微波六端口網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。
[0005]本發(fā)明所采取的具體技術(shù)方案:
本發(fā)明三層結(jié)構(gòu)，包括一個(gè)3dB的功分器和三個(gè)3dB的正交耦合器，其中底層包含功分器和下接地面，中層包含正交耦合器，頂層包含上接地面；
所述的功分器具有三個(gè)端口，分別是信號(hào)輸入端和第一信號(hào)輸出端和第二信號(hào)輸出端，第一信號(hào)輸出端與呈T型分布的三個(gè)3dB的正交耦合器中的一個(gè)正交耦合器的信號(hào)輸入端連接；第二信號(hào)輸出端與呈T型分布的三個(gè)3dB的正交耦合器中的另一個(gè)正交耦合器的信號(hào)輸入端連接；T型分布的三個(gè)3dB的正交耦合器中的再一個(gè)正交耦合器與功分器位置相對(duì)。
[0006]進(jìn)一步說，所述的功分器為七級(jí)的Wilkinson功分器；通過七節(jié)阻抗變換器級(jí)聯(lián)來(lái)達(dá)到增加帶寬的效果，每級(jí)阻抗變換器設(shè)計(jì)成幾字形來(lái)節(jié)省整個(gè)功分器的空間。
[0007]進(jìn)一步說，所述的3dB的正交耦合器均具有相同的結(jié)構(gòu)，每個(gè)正交耦合器均為交叉串聯(lián)型的3dB正交耦合器，具體是將兩個(gè)8.34dB的弱耦合耦合器通過串聯(lián)的方式組合在一起，形成3dB的強(qiáng)耦合器；每個(gè)8.34dB耦合器都具有9級(jí)的阻抗變換器，通過增加級(jí)數(shù)來(lái)增大帶寬。
[0008]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明有益效果在于:
(I)體積小巧，便于集成，功分器和耦合器壓合之后體積僅有82.94mmX 99.16mmX 1.9mm。
[0009](2)工作頻帶寬，可工作于5_9Ghz的頻帶范圍內(nèi)。
[0010](3)適用范圍廣，通過改變功分器和耦合器的技術(shù)指標(biāo)，可以得到不同的帶寬和工作頻段，從而適應(yīng)不同的接收系統(tǒng)。
【附圖說明】
[0011]圖1為本發(fā)明寬帶微波六端口結(jié)構(gòu)的示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0012]如圖1所示為六端口網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)示意圖，其中端口 2對(duì)應(yīng)的是Wilkinson功分器，端口 3和4、端口 5和6、端口 7和I分別對(duì)應(yīng)三個(gè)交叉串聯(lián)型的3dB正交耦合器。
[0013]此功分器為一分二的功分器，具有三個(gè)端口，一個(gè)輸入兩個(gè)輸出。兩個(gè)輸出端的理論損耗均為3dB，分別輸出到兩個(gè)耦合器的輸入端口 8、10。其中端口 8的位置耦合器和功分器共面，所以直接相連。端口 10的位置功分器和耦合器中間間隔一個(gè)基板，所以通過一個(gè)過孔相連。七節(jié)功分器中每一節(jié)都包含一個(gè)隔離電阻，保證功分器輸入端和輸出端保持較高的隔離度。所述的功分器為7級(jí)的Wilkinson功分器。通過多節(jié)阻抗變換器級(jí)聯(lián)來(lái)達(dá)到增加帶寬的效果，每級(jí)阻抗變換器設(shè)計(jì)成幾字形來(lái)節(jié)省整個(gè)功分器的空間。采用了介電常數(shù)為2.65的F4B介質(zhì)基板，基板厚度為0.8mm。
[0014]三個(gè)耦合器均具有相同的結(jié)構(gòu)，均為交叉串聯(lián)型的3dB正交耦合器。以端口 3和端口 4對(duì)應(yīng)的耦合器為例，它由兩個(gè)8.34dB的弱耦合偏置帶狀線耦合器串聯(lián)而成，形成3dB的強(qiáng)耦合。耦合器包含4個(gè)端口，其中端口 8對(duì)應(yīng)輸入端口，端口 3是直通端，端口 4為耦合端，9對(duì)應(yīng)為隔離端口。耦合器總共有9節(jié)，采用偏置耦合的方式，所以需要三層介質(zhì)基板來(lái)將上下層的導(dǎo)帶夾在中間層基板的正反兩面。耦合器的三層介質(zhì)基板，厚度分別為
0.8mm、0.3mm和0.8mm。上下兩層基板的其中一面均為接地面，中層基板為一塊雙面板，上下面均有耦合器的導(dǎo)帶并且相互交叉形成偏置耦合。
[0015]此六端口結(jié)構(gòu)包含7個(gè)端口，其中端口 7需要接50歐姆的匹配負(fù)載。端口 I為信號(hào)輸入端，端口 2為本振輸入端，端口 3到端口 6為4個(gè)輸出端。理論的工作帶寬能達(dá)到2-12GHZ，在工作頻帶內(nèi)，回波損耗S11、S22優(yōu)于-15dB，隔離度S12優(yōu)于_20dB，四個(gè)輸出端口的幅度不平衡度優(yōu)于±2dB，相位不平衡度優(yōu)于±10°。本發(fā)明實(shí)現(xiàn)了寬帶微波六端口網(wǎng)絡(luò)，通過測(cè)試可以滿足射頻前端的要求。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.寬帶微波六端口結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)為三層結(jié)構(gòu)，包括一個(gè)3dB的功分器和三個(gè)3dB的正交耦合器，其特征在于:其中底層包含功分器和下接地面，中層包含正交耦合器，頂層包含上接地面； 所述的功分器具有三個(gè)端口，分別是信號(hào)輸入端和第一信號(hào)輸出端和第二信號(hào)輸出端，第一信號(hào)輸出端與呈T型分布的三個(gè)3dB的正交耦合器中的一個(gè)正交耦合器的信號(hào)輸入端連接；第二信號(hào)輸出端與呈T型分布的三個(gè)3dB的正交耦合器中的另一個(gè)正交耦合器的信號(hào)輸入端連接；T型分布的三個(gè)3dB的正交耦合器中的再一個(gè)正交耦合器與功分器位置相對(duì)； 所述的功分器為七級(jí)的Wilkinson功分器；通過七節(jié)阻抗變換器級(jí)聯(lián)來(lái)達(dá)到增加帶寬的效果，每級(jí)阻抗變換器設(shè)計(jì)成幾字形來(lái)節(jié)省整個(gè)功分器的空間； 所述的3dB的正交耦合器均具有相同的結(jié)構(gòu)，每個(gè)正交耦合器均為交叉串聯(lián)型的3dB正交耦合器，具體是將兩個(gè)8.34dB的弱耦合器通過串聯(lián)的方式組合在一起，形成3dB的強(qiáng)耦合器；每個(gè)8.34dB耦合器都具有9級(jí)的阻抗變換器，通過增加級(jí)數(shù)來(lái)增大帶寬。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種寬帶微波六端口結(jié)構(gòu)。本發(fā)明中的功分器具有三個(gè)端口，分別是信號(hào)輸入端和第一信號(hào)輸出端和第二信號(hào)輸出端，第一信號(hào)輸出端與呈T型分布的三個(gè)3dB的正交耦合器中的一個(gè)正交耦合器的信號(hào)輸入端連接；第二信號(hào)輸出端與呈T型分布的三個(gè)3dB的正交耦合器中的另一個(gè)正交耦合器的信號(hào)輸入端連接；T型分布的三個(gè)3dB的正交耦合器中的再一個(gè)正交耦合器與功分器位置相對(duì)。本發(fā)明適用范圍廣，通過改變功分器和耦合器的技術(shù)指標(biāo)，可以得到不同的帶寬和工作頻段，從而適應(yīng)不同的接收系統(tǒng)。
【IPC分類】H01P5/16
【公開號(hào)】CN105071000
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510495552
【發(fā)明人】汪立新, 張亞靜, 陸家明
【申請(qǐng)人】杭州電子科技大學(xué)
【公開日】2015年11月18日
【申請(qǐng)日】2015年8月13日