[发明专利]一种桥臂无错位对称型Lange桥

说明书

技术领域

本发明涉及一种桥臂无错位对称型Lange桥，广泛应用在微波毫米波电路、系统等技术。

背景技术

Lange桥是功率合成、平衡放大、移相器、矢量调制、正交混频等方面具有广泛的应用，理想情况下，工程人员希望得到相位正交特性良好，直通端和耦合端端口阻抗平衡，这样才能保证在不同应用中具有良好的合成效率、移相精度、调制相位误差、镜像抑制等特性。然而由于传统的Lange桥由于其端口信号馈入结构不平衡，十字型桥接方式造成桥臂错位，同时隔离端吸收负载与输入端布局不对称，造成传统Lange桥直通端和耦合端端口阻抗不平衡，端口间隔离度变差，尤其在毫米波及亚毫米波应用时影响更为严重，直接的表现是Lange桥丧失了隔离度高、驻波好的传统优点，间接的表现是不同应用情况下，合成效率下降，相位精度和误差恶化，谐波和镜像抑制性能变差等。

发明内容

发明目的：针对现有技术中存在的问题与不足，本发明提供一种改善lange桥耦合端和直通端的阻抗不平衡、提高lange桥耦合端和直通端的隔离度、减小lange桥耦合端和直通端的相位不平衡、改善了端口驻波特性的桥臂无错位对称型Lange桥。

技术方案：一种桥臂无错位对称型Lange桥，包括第一端口平衡馈入结构、第二端口平衡馈入结构、第一桥臂耦合结构、第二桥臂耦合结构、输入端馈入网络、平衡吸收负载网络、直通端、耦合端和桥臂连接网络；所述的第一端口平衡馈入结构、第二端口平衡馈入结构和桥臂连接网络均采用X型交叉桥接，其中X型交叉桥接的数量由第一桥臂耦合结构或第二桥臂耦合结构的数量决定；桥臂连接网络的X型交叉桥接使桥臂耦合结构和桥臂耦合结构形成布局无错位连接；所述第一桥臂耦合结构与第二桥臂耦合结构、输入端馈入网络与平衡吸收负载网络、直通端与耦合端的空间布局完全镜像对称。

所述单个桥臂耦合结构和桥臂耦合结构根据工作频率需要使用平行耦合线、弓型折叠耦合线或绕圈式折叠耦合线结构。

所述桥臂耦合结构和桥臂耦合结构分别为2n根金属的耦合结构，其中n为大于0的整数。

所述桥接的类型包括空气桥、介质桥和金属跨桥。

工作原理：首先，所有端口平衡馈入结构和桥臂连接网络采用X型交叉桥接，突破传统lange桥桥臂的错位布局，桥接类型包括但不限于空气桥、介质桥或金属跨桥，对称端口结构馈入包括但不限于使用1个、或者2个或多个X型交叉桥接，形成了lange桥桥臂的无错位布局，改善了lange桥磁场空间分布的平衡性。其次，耦合端和直通端实现对称结构馈入，输入端和隔离端实现对称结构馈入，改变了传统lange桥四个端口的馈入结构不平衡分布，实现了端口平衡馈入方式，改善了电磁场馈入的平衡性，从而改善了耦合端和直通端的阻抗平衡性，该结构对称是指除X型交叉桥接以外部分所有的图形布局严格对称；两个桥臂耦合结构布局严格对称，进一步保证lange桥磁场空间分布的平衡性，单个桥臂耦合结构可以包括但不限于使用平行耦合线、弓型折叠耦合线、绕圈式折叠耦合线等结构；同时，隔离端接入与输入端对称布局的平衡吸收负载网络，改善了耦合端和直通端反射波传输的平衡特性，进一步改善了耦合端和直通端的阻抗平衡性，提高了端口间的隔离度，该平衡吸收负载网络除过终端负载外其余无源部分布局结构应该和输入端无源部分布局结构对称分布，无源部分布局结构包括但不限于微带线、电容、电感等。

有益效果：与现有技术相比，本发明所提供的一种桥臂无错位对称型Lange桥，通过采用X型交叉桥接设计突破传统lange桥十型桥接，形成无错位对称桥臂布局，改变了传统lange桥的桥臂错位分布的结构，改善了lange桥磁场空间分布的平衡性，同时采用与输入端布局对称的平衡吸收负载网络代替传统lange桥简单的吸收负载，耦合端和直通端实现对称馈入方式，输入端和隔离端实现对称对称馈入方式，大大降低了lange桥耦合端和直通端的阻抗不平衡性、提高了lange桥耦合端和直通端的隔离度、减小了lange桥耦合端和直通端的相位不平衡性、改善了端口驻波特性。

附图说明

图1为现有技术中lange桥布局方式；

图2为本发明实施例采用4指平行耦合线结构的桥臂无错位对称型lange桥设计图；

图3为本发明实施例采用6指平行耦合线结构的桥臂无错位对称型lange桥设计图；

图4为本发明实施例采用8指平行耦合线结构的桥臂无错位对称型lange桥设计图；

图5为本发明实施例采用4指弓形折叠平行耦合线结构的桥臂无错位对称型lange桥设计图。