一种基于复合传输结构的小型化混合环，属于微波器件技术领域。本发明专利技术采用一段直线形２７０°相移复合微带线来替代传统混合环中的一个半圆弧２７０°相移微带线，而直线形２７０°相移复合微带线的主体结构为半封闭式左右手复合传输线，使得器件整体结构更加紧凑，便于平面电路的集成；能够减少信号能量的侧向泄漏和干扰现象；在设计过程中通过调节复合传输线的结构尺寸，可方便地调节器件的特性阻抗、相移量、传输系数等参数，满足不同的设计要求。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于电子
，涉及微波器件，具体涉及一种新型小型化混合环。
技术介绍
混合环是微波系统中常用的器件，用于微波功率的分配或合成。传统的微带结构 混合环如图1所示，包括一个圆环形微带线和四条相同尺寸的输入/输出端口微带线1-1、 1-2、1-3和1-4，所述四条输入/输出端口微带线位于介质板表面；所述四条输入/输出端 口微带线1-1、1_2、1-3和1-4与圆环形微带线相连并处于圆环形微带线的直径延长线上， 其中输入/输出端口微带线1-2和1-3与圆环形微带线的连接点将圆环形微带线分成两个 半圆弧微带线，而输入/输出端口微带线1-1和1-4将其中的一个半圆弧微带线均分成三 段圆弧微带线。所述四条输入/输出端口微带线的特性阻抗为50欧姆，所述圆环形微带线 中任意一条圆弧微带线的特性阻抗为50λ/ 欧姆。在输入/输出端口 1-2和1-3之间的半 圆弧微带线长度为四分之三导波波长，即产生270°的相移；其他相邻两个端口之间圆弧 微带线的长度为四分之一导波波长，即产生90°的相移。上述混合环作为功分器使用时，从端口 1-1输入的待功分信号分成两路，分别沿 长弧和短弧两路达到端口 1-3时，由于路径长度的不同，这两路信号产生180°的相位差， 从而互相抵消，从而在1-3端口处实现隔离的目的；最终，待功分信号从端口 1-2和1-4输 出两路等幅同相的功分信号。同理，从端口 1-4输入的待功分信号分成两路，分别沿长弧和 短弧两路达到端口 1-2时，由于路径长度的不同，这两路信号产生180°的相位差，从而互 相抵消，从而在1-2端口处实现隔离的目的；最终，待功分信号从端口 1-1和1-3输出两路 等幅同相的功分信号。上述混合环作为功率合成器使用时，两路等幅同相信号分别从端口 1-2和1-4输 入，在端口 1-3处实现隔离，在端口 1-1处合成输出；同理，两路等幅同相信号分别从端口 1-1和1-3输入，在端口 1-2处实现隔离，在端口 1-4处合成输出。上述混合环受微带线的相位_长度线性变化的特性限制，使得器件尺寸较大，不 利于多器件的集成；同时，由于端口 1-2和1-3之间的半圆弧微带线的侧向辐射、干扰现象 比较严重，使得器件中的半圆弧微带线会造成较大的能量损失或引入外界噪声。
技术实现思路
本专利技术提供一种基于复合传输线结构的小型化混合环，该混合环在传输特性不变 的前提下能够降低其结构尺寸，降低信号能量的侧向泄漏，防止对旁侧电路的干扰；同时也 能够抑制旁侧电路对该混合环的干扰。本专利技术提供的基于复合传输线结构的小型化混合环，其实质是采用一段直线形 270°相移复合微带线来替代传统混合环中的一个半圆弧270°相移微带线，而直线形 270°相移复合微带线的主体结构为半封闭式左右手复合传输线。本专利技术技术方案如下3一种基于复合传输线结构的小型化混合环，如图2所示，包括介质基板和位于介 质基板表面的混合环图形结构。所述混合环图形结构包括一段半圆弧形270°相移微带线 和一段直线形270°相移复合微带线以及四条相同尺寸的输入/输出端口微带线C11、C12、 C13和C14;所述直线形270°相移复合微带线与所述半圆弧形270°相移微带线首尾相连， 形成一个闭合半圆环形状。所述直线形270°相移复合微带线与所述半圆弧形270°相移 微带线首尾相连，形成一个闭合半圆环形状；所述第一、第四输入/输出端口微带线Cll和 C14与半圆弧形270°相移微带线相连，其中两个连接点将半圆弧形270°相移微带线均分 成三段90°相移微带线；所述第二、第三输入/输出端口微带线C12和C13分别与半圆弧形 270°相移微带线和直线形270°相移复合微带线的两个连接点相连。所述四条输入/输出 端口微带线的特性阻抗为50欧姆，所述半圆弧形270°相移微带线的特性阻抗为50λ/ 欧 姆，所述直线形270°相移复合微带线的特性阻抗为50λ/ 欧姆。所述直线形270 °相移复合微带线包括一段复合传输线Al，所述复合传输线Al两 端分别通过一段连接微带线Α21或Α22与所述半圆弧形270°相移微带线两端相连。所述复合传输线Al为半封闭式左右手复合传输线(如图3所示)，由至少两个以 上的左右手复合传输线单元串联而成。每个左右手复合传输线单元包括两条平行的接地金 属带Α13和一个交指电容All ；所述交指电容All位于两条平行的接地金属带A13之间，交 指电容All两端分别通过一个金属贴片A12与两条平行的接地金属带A13相连；每条接地 金属带A13通过一排周期金属化过孔与介质板背面的金属接地板相连。本专利技术所述混合环作为功分器使用时，从第一输入/输出端口 Cll输入的待功分 信号分成两路，分别到达第三输入/输出端口 C13时产生180°的相位差互相抵消，从而在 第三输入/输出端口 C13处实现隔离；最终，待功分信号从第二输入/输出端口 C12和第 四输入/输出端口 C14输出两路等幅同相的功分信号。同理，从第四输入/输出端口 C14 输入的待功分信号分成两路，分别到达第二输入/输出端口 C12时产生180°的相位差互相 抵消，从而在第二输入/输出端口 C12处实现隔离；最终，待功分信号从第一输入/输出端 口 Cll和第三输入/输出端口 C13端口输出两路等幅同相的功分信号。本专利技术所述混合环作为功率合成器使用时，两路等幅同相信号分别从第二输入/ 输出端口 C12和第四输入/输出端口 C14输入，在第三输入/输出端口 C13处实现隔离，在 第一输入/输出端口 Cl 1处合成输出；同理，两路等幅同相信号分别从第一输入/输出端口 Cl 1和第三输入/输出端口 C13输入，在第二输入/输出端口 C12处实现隔离，在第四输入 /输出端口 C14处合成输出。与传统混合环结构相比，本专利技术具有以下特点1、本专利技术所提供的小型化混合环通过引入复合传输线结构，使得器件整体结构更 加紧凑(与传统的混合环相比，器件面积下降近一半)，而且传输特性不受影响，便于平面 电路的集成。2、本专利技术所提供的小型化混合环在减小尺寸的同时，由于所引入的复合传输线结 构为半封闭式，其中两侧的周期金属化过孔等效为两个金属壁，从而减少了信号能量的侧 向泄漏，防止对旁侧电路的干扰，同时也抑制了旁侧电路对该混合环的干扰。3、本专利技术所提供的小型化混合环，在设计过程中，通过调节复合传输线结构中交 指电容及金属贴片的尺寸可以很方便的调节其特性阻抗、相移量、传输系数等参数，满足不同的设计要求，便于制作，而且能与微带线产生良好衔接，减弱因不连续性引起的反射。 附图说明图1是传统混合环结构示意图。图2是本专利技术提供的基于复合传输线结构的小型化混合环结构示意图。图3是本专利技术提供的基于复合传输线结构的小型化混合环中复合传输线结构示 意图。图4是本专利技术提供的基于复合传输线结构的小型化混合环的S参数仿真结果。图5是本专利技术提供的基于复合传输线结构的小型化混合环的S参数测试结果。具体实施例方式图2为本专利技术的一个具体实施例，制备在国产F4B介质基板上，工作中心频率选为 5.8GHz。直线形270°相移复合微带线由一段起主要移相作用的复合传输线Al以及两小 段起相位微调作用的连接传输线A21与A22组成；其中连接传输线A21与A22本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种基于复合传输线结构的小型化混合环，包括介质基板和位于介质基板表面的混合环图形结构；所述混合环图形结构包括一段半圆弧形２７０°相移微带线和一段直线形２７０°相移复合微带线以及四条相同尺寸的输入／输出端口微带线（Ｃ１１、Ｃ１２、Ｃ１３和Ｃ１４）；所述直线形２７０°相移复合微带线与所述半圆弧形２７０°相移微带线首尾相连，形成一个闭合半圆环形状；所述第一、第四输入／输出端口微带线（Ｃ１１和Ｃ１４）与半圆弧形２７０°相移微带线相连，其中两个连接点将半圆弧形２７０°相移微带线均分成三段９０°相移微带线；所述第二、第三输入／输出端口微带线（Ｃ１２和Ｃ１３）分别与半圆弧形２７０°相移微带线和直线形２７０°相移复合微带线的两个连接点相连；所述四条输入／输出端口微带线的特性阻抗为５０欧姆，所述半圆弧形２７０°相移微带线的特性阻抗为５０√２欧姆，所述直线形２７０°相移复合微带线的特性阻抗为５０√２欧姆；所述直线形２７０°相移复合微带线包括一段复合传输线（Ａ１），所述复合传输线（Ａ１）两端分别通过一段连接微带线（Ａ２１或Ａ２２）与所述半圆弧形２７０°相移微带线两端相连；所述复合传输线（Ａ１）为半封闭式左右手复合传输线。...
【技术特征摘要】
一种基于复合传输线结构的小型化混合环，包括介质基板和位于介质基板表面的混合环图形结构；所述混合环图形结构包括一段半圆弧形270°相移微带线和一段直线形270°相移复合微带线以及四条相同尺寸的输入/输出端口微带线(C11、C12、C13和C14)；所述直线形270°相移复合微带线与所述半圆弧形270°相移微带线首尾相连，形成一个闭合半圆环形状；所述第一、第四输入/输出端口微带线(C11和C14)与半圆弧形270°相移微带线相连，其中两个连接点将半圆弧形270°相移微带线均分成三段90°相移微带线；所述第二、第三输入/输出端口微带线(C12和C13)分别与半圆弧形270°相移微带线和直线形270°相移复合微带线的两个连接点相连；所述四条输入/输出端口微带线的特性阻抗为50欧姆，所述半圆弧形270°相移微带线的特性阻抗为 欧姆，所述直线形270°相移复合微带线的特性阻抗为 欧姆；所...
【专利技术属性】
技术研发人员：林先其，苏鹏，樊勇，
申请(专利权)人：电子科技大学，
类型：发明
国别省市：90[中国|成都]
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。