[发明专利]一种加脊矩形波导的宽带3dB电桥

说明书

本发明公开了一种加脊矩形波导的宽带3dB电桥，包括：主波导、连接结构、耦合结构、导体脊，其中，主波导，位于3dB电桥的四个角，采用两对相互平行的第一矩形波导；连接结构，采用两对相互平行并在末端合并的第二矩形波导，并分别对应与主波导的第一矩形波导连接；耦合结构，位于3dB电桥的中心，采用一第三矩形波导，并与左右两侧连接结构的第二矩形波导连接；导体脊，位于3dB电桥的中心且位于主波导、连接结构、耦合结构内，包括第一导体脊、第二导体脊、第三导体脊、第四导体脊，分别关于横向和纵向对称。本发明在电桥中采用矩形波导并设计导体脊，明显提升了电桥的带宽，解决了传统电桥带宽较窄的问题。

技术领域

本发明属于射频与微波技术领域，具体涉及一种加脊矩形波导的宽带3dB电桥。

背景技术

3dB电桥是一种特殊的定向3dB电桥，被广泛的应用在射频与微波电路设计中，是微波通信、测量电路和天馈网络等系统中重要的无源器件。随着通信技术的不断发展，对微波元件的性能也提出了更高的要求，因此在保持原有体积甚至缩小体积的情况下，设计出带宽更宽的3dB电桥就显得尤为重要。

3dB电桥是一种四端口无源器件，分别称为输入端，直通端，耦合端和隔离端，它可以将一路输入信号功率等分为两路具有固定相位差输出的电子器件，0度电桥能输出同幅同向信号，90度电桥能输出同幅正交信号，称为正交电桥，是实际工程中应用最多的电桥，180度电桥能输出同幅反向信号，称为反正定向3dB电桥。1935年4月，A.Mollath和H.O.Roosenstein申请的专利“高功率因数测量表”，专利号为1999250，被认为是最早的3dB电桥原理的应用。为了实现不同耦合度的3dB电桥，更便于设计3dB电桥，1963年，R.Levy等人发表的论文讨论了最优非对称3dB电桥的设计。之后E.G.Cristal和L.Young发表关于对称3dB电桥精确设计理论的论文，并给出了设计不同耦合度3dB电桥对应的参数表格。1966年J.Paul.Shelton发表论文讨论了宽边错位平行耦合结构的电路参数和物理参数之间的关系，大大促进了3dB电桥的物理实现。3dB电桥在如今的通信系统中应用十分普遍，其可以当做室内分布系统的同频合路，在天线馈电系统中可用作波束形成，在平衡放大器中可以改善输入输出驻波比，在正交相移键控发射机中可以确定其相位误差，也可以利用其进行收发隔离等，并且电桥的四端口都是匹配的，可以很方便的在系统中进行集成，因而是射频和微波通信系统中重要的组成部分。

现有3dB电桥其具有多方面的优势，但是现有的3dB电桥存在带宽较窄的问题。

发明内容

为了解决现有技术中存在的上述问题，本发明提供了一种加脊矩形波导的宽带3dB电桥。

本发明的一个实施例提供了一种加脊矩形波导的宽带3dB电桥，该加脊矩形波导的宽带3dB电桥包括：

主波导、连接结构、耦合结构、导体脊，其中，

所述主波导，位于所述3dB电桥的四个角，采用两对相互平行的第一矩形波导；

所述连接结构，采用两对相互平行并在末端合并的第二矩形波导，并分别对应与所述主波导的第一矩形波导连接；

所述耦合结构，位于所述3dB电桥的中心，采用一第三矩形波导，并与左右两侧所述连接结构的第二矩形波导连接；

所述导体脊，位于所述3dB电桥的中心且位于所述主波导、所述连接结构、所述耦合结构内，包括第一导体脊、第二导体脊、第三导体脊、第四导体脊，分别关于横向和纵向对称。

在本发明的一个实施例中，所述主波导，两对所述第一矩形波导分别位于所述宽带3dB电桥的四个角，与所述连接结构相连部分的外侧形成倒角结构，并在靠近连接结构的所述主波导的下壁加载所述导体脊。