一种基于4层PCB结构的3dB 90°电桥制造技术

本实用新型专利技术公开了一种基于4层PCB结构的3dB 90°电桥，属于微波元器件技术领域，包括通过半固化片依次粘接的上接地层、微带线层和下接地层，所述微带线层包括相互并行的第一耦合微带线层和第二耦合微带线层，所述第一耦合微带线层的四个角分别设置有输入端口、隔离端口、直通端口、耦合端口，所述第一耦合微带线层和第二耦合微带线层的微带线由两个8.34dB耦合器级联而成，每个8.34dB耦合器由5节1/4波长的微带线串联而成。本实用新型专利技术解决了现有3dB 90°电桥存在高频段性能差、加工复杂、成本较高的问题。

【技术实现步骤摘要】
一种基于4层PCB结构的3dB90°电桥
本技术属于微波元器件
，涉及微波3dB90°电桥，尤其涉及一种基于4层PCB结构的3dB90°电桥。
技术介绍
从20世纪80年代到21世纪10年代，基于地面蜂窝基站和手持终端的民用移动无线通信行业快速发展，先后诞生了5代移动无线通信技术：模拟频分多址FDMA(1G通信)、数字时分多址TDMA(2G通信)、数字码分多址CDMA(3G通信)、数字正交频分多址OFDMA(4G通信)以及基于MassiveMIMO、Polar控制信道编码和LDPC数据信道编码等技术的5G通信。同时，指定给ISM使用的2.45GHz频段和5.8GHz频段被广泛应用于室内WIFI、消费级无人机数字图传等民用通信领域。这些通信技术占用的电磁波频段主要覆盖800MHz～6GHz。预计从21世纪20年代到21世纪30年代，地面移动通信技术结合卫星移动通信技术，将使得车载WIFI、船载WIFI、机载WIFI以及万物互联得到大规模应用。通信卫星占用的L频段、S频段和C频段，导航卫星占用的L频段和S频段，也在800MHz～6GHz这一频段内，因此针对这一频段的EMC(电磁兼容)测试、RCS(微波隐身)测试、互调测试、无线电测频测向及干扰等需求，需要研制宽带发射机、宽带接收机和宽带天线，800MHz～6GHz的3dB90°电桥作为一种微波元器件，对整机的射频性能影响较大。3dB90°电桥作为一种通用产品，可用于通信、雷达、导航、电子对抗、EMC测试、RCS测试等领域的射频收发前端，国内和国外都有很多生产厂家，产品类型主要有同轴式、嵌入式、表贴式和芯片式，同轴式的工作频率覆盖300MHz～50GHz，嵌入式和表贴式的工作频率大都在8GHz以下甚至6GHz，芯片式的工作频率大都在6GHz以上。对于800MHz～6GHz这个频段的宽带应用需求，目前国内国外同行主要采用的3dB90°电桥产品为IPP-7148，根据目前的使用情况，发现产品数据手册的指标(插入损耗、驻波比、隔离度)与产品实测指标在高频段(4GHz～6GHz)偏差较大，难以满足800MHz～6GHz这个频段的宽带应用需求。同时，现有的3dB90°电桥是表贴在PCB上的，需要单独加工一块PCB，导致加工相对复杂，且成本较高。因此，本技术针对上述问题，提出了一种基于4层PCB结构的3dB90°电桥。
技术实现思路
本技术的目的在于：提供了一种基于4层PCB结构的3dB90°电桥，解决了现有3dB90°电桥存在高频段性能差、加工复杂、成本较高的问题。本技术采用的技术方案如下：一种基于4层PCB结构的3dB90°电桥，包括通过半固化片依次粘接的上接地层、微带线层和下接地层，所述微带线层包括相互并行的第一耦合微带线层和第二耦合微带线层，所述第一耦合微带线层的四个角分别设置有输入端口、隔离端口、直通端口、耦合端口，所述第一耦合微带线层和第二耦合微带线层的微带线由两个8.34dB耦合器级联而成，每个8.34dB耦合器由5节1/4波长的微带线串联而成。进一步地，所述第二耦合微带线层的微带线通过导电通孔过渡到第一耦合微带线层，使输入端口、隔离端口、直通端口、耦合端口均分布在第一耦合微带线层平面上。进一步地，所述电桥的总厚度为3.7mm，所述上接地层(1)的厚度为1.56mm，所述微带线层(2)的厚度为0.58mm，所述下接地层(3)的厚度为1.56mm。进一步地，所述上接地层、微带线层和下接地层的PCB均为相同材质，电导体材料均为反转电解铜箔或压延铜箔，电介质材料均为聚四氟乙烯树脂添加纳米陶瓷粉末；所述半固化片的介电常数与电介质材料相同。更进一步地，所述上接地层和下接地层通过钻孔和电镀相连。综上所述，由于采用了上述技术方案，本技术的有益效果是：1.一种基于4层PCB结构的3dB90°电桥，包括上接地层、微带线层和下接地层，所述微带线层包括相互并行的两层耦合微带线层，总共4层PCB结构，插入损耗、驻波比、隔离度均优于现有的3dB90°电桥，结合了嵌入式和芯片式3dB90°电桥的结构特点，又具有同轴式3dB90°电桥承受功率大、损耗低的优点，实现了在800MHz～6GHz频率范围内的3dB耦合，且便于和金属陶瓷封装的功率管装配在一个模块盒子里。2.本技术中所述述上接地层、微带线层和下接地层的PCB均为相同材质，电导体材料均为反转电解铜箔或压延铜箔，电介质材料均为聚四氟乙烯树脂添加纳米陶瓷粉末；所述半固化片的介电常数与电介质材料相同，实现了产品的低损耗，提高了产品的热导率，且掺杂后的电介质材料在X、Y、Z三个方向的热膨胀系数与电导体一致，使产品在大功率连续波工作时不会发生微带线开裂或分层脱落的隐患。3.本技术上接地层和下接地层通过钻孔和电镀相连，起到了电磁屏蔽的作用，避免了电磁能量的泄露，降低了辐射损耗。附图说明为了更清楚地说明本技术实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本技术的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图，其中：图1是一种基于4层PCB结构的3dB90°电桥的拆分结构示意图；图2是本技术中微带线层的透视结构示意图；图3是本技术中微带线层的拆解示意图；图4是本技术实施例一的回波损耗仿真曲线图；图5是本技术实施例一的幅度仿真曲线图；图6是本技术实施例一的相位仿真曲线图；图7是本技术实施例一的隔离度仿真曲线图；图8是本技术实施例一的回波损耗实测曲线图；图9是本技术实施例一的传输损耗实测曲线图；图10是本技术实施例一的隔离度实测曲线图；图中标记：1.上接地层、2.微带线层、21.第一耦合微带线层、22.第二耦合微带线层、201.输入端口、202.隔离端口、203.直通端口、204.耦合端口、205.导电通孔、3.下接地层。具体实施方式为了使本技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本技术，并不用于限定本技术，即所描述的实施例只是本技术的一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处描述和附图中示出的本技术实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本技术的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本技术的范围，而是仅仅表示本技术的选定实施例。基于本技术的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。需要说明的是，术语“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于4层PCB结构的3dB 90°电桥，其特征在于：包括通过半固化片依次粘接的上接地层(1)、微带线层(2)和下接地层(3)，所述微带线层(2)包括相互并行的第一耦合微带线层(21)和第二耦合微带线层(22)，所述第一耦合微带线层(21)的四个角分别设置有输入端口(201)、隔离端口(202)、直通端口(203)、耦合端口(204)，所述第一耦合微带线层(21)和第二耦合微带线层(22)的微带线由两个8.34dB耦合器级联而成，每个8.34dB耦合器由5节1/4波长的微带线串联而成。/n

【技术特征摘要】
1.一种基于4层PCB结构的3dB90°电桥，其特征在于：包括通过半固化片依次粘接的上接地层(1)、微带线层(2)和下接地层(3)，所述微带线层(2)包括相互并行的第一耦合微带线层(21)和第二耦合微带线层(22)，所述第一耦合微带线层(21)的四个角分别设置有输入端口(201)、隔离端口(202)、直通端口(203)、耦合端口(204)，所述第一耦合微带线层(21)和第二耦合微带线层(22)的微带线由两个8.34dB耦合器级联而成，每个8.34dB耦合器由5节1/4波长的微带线串联而成。


2.根据权利要求1所述的一种基于4层PCB结构的3dB90°电桥，其特征在于：所述第二耦合微带线层(22)的微带线通过导电通孔(205)过渡到第一耦合微带线层(21)，使输入端口(201)、隔离端口(202)、直通端口(203)、耦合端口(204)均分布在第一耦合微带线层(21)平面上。


3.根据权利要求1所述的一种基于4层PC...

【专利技术属性】
技术研发人员：侯婕，薛亮，周游，普杰，刘颖，
申请(专利权)人：中国人民解放军九一九七七部队，
类型：新型
国别省市：北京;11