3dB電橋功分器的製作方法
2023-12-03 22:07:27 3
技術領域
本發明涉及一種功分器，尤其涉及一種3dB電橋功分器。
背景技術：
3dB電橋是一種四埠設備，可以在其工作頻率內將輸入的射頻信號的功率平分輸出兩個相等功率的信號，或者混合兩個輸入的信號的功率作為混合器使用，90度3dB電橋功分器是3dB電橋作為功率分配器使用的一種，並通過其設計，將輸出的兩個信號的相位成正交90度。在高功率射頻磁共振系統中，需要用一個90度3dB電橋功分器將輸入的高功率射頻脈衝進行等量平分，相位成90度正交，從而可以勾成一個均勻的圓極化磁場。
請參考圖1，圖1為現有技術中90度3dB電橋功分器的結構示意圖，如圖1所示，目前現有技術中的高功率的90度3dB電橋功分器一般包括輸入埠1』、0度輸出埠2』、90度輸出埠3』和隔離埠4』四個埠，所述輸入埠1』與0度輸出埠2』之間、輸入埠1』與隔離埠4』之間、90度輸出埠3』與隔離埠4』之間和90度輸出埠3』與0度輸出埠2』之間均設有0.25λ長度的微帶線5』，其中，λ為該3dB電橋功分器工作頻率的波長，其工作頻率是固定的，該90度3dB電橋功分器中的所有埠及微帶線5』均位於同一平面內，在安裝時，使用元器件搭建，或者直接在印刷電路板(PCB)上進行布板，高功率射頻磁共振系統所用的大多數3dB電橋功分器是和其他元器件組合集成在PCB上的，相比使用元器件構建成本要低，但由於核磁共振系統的頻率要求，用這種傳統的90度3dB電橋會使微帶線5』很長，從而佔用很大的PCB空間，降低了其空間的利用率和形象外觀，還增加了PCB的製作成本，並且這種90度3dB電橋功分器的輸入信號可能在頻率上有誤差，但其無法自身作出調整到相應頻率，以達到最高效率。
技術實現要素：
本發明的目的是提供一種3dB電橋功分器，以克服上述用於高功率射頻磁共振系統中的3dB電橋功分器的缺陷。
為解決上述技術問題，本發明提供一種3dB電橋功分器，包括四個埠，分別為輸入埠、0度輸出埠、90度輸出埠和隔離埠，所述輸入埠與0度輸出埠之間和所述90度輸出埠與隔離埠之間分別設有微帶線，所述輸入埠、0度輸出埠和設置於所述輸入埠與0度輸出埠之間的微帶線位於第一平面內，所述90度輸出埠、隔離埠和設置於所述90度輸出埠與隔離埠之間的微帶線位於第二平面內，所述第一平面和第二平面不共面。
進一步的，所述輸入埠與90度輸出埠之間和所述0度輸出埠與隔離埠之間均設有至少一個電容。
進一步的，所述微帶線為圓弧型。所述圓弧型對應的圓心角至少為180度。
進一步的，所述輸入埠與隔離埠之間設有至少一個電容，所述0度輸出埠與90度輸出埠之間設有至少一個電容。所述輸入埠與隔離埠之間的電容，以及所述0度輸出埠與90度輸出埠之間的電容設置於電橋功分器埠處內部。所述輸入埠與隔離埠之間的電容，以及所述0度輸出埠與90度輸出埠之間的電容並列設置。
進一步的，所述0度輸出埠與地之間設有電容，所述90度輸出埠與地之間設有的電容，所述0度輸出埠與地之間的電容、所述90度輸出埠與地之間的電容、所述輸入埠與90度輸出埠之間的電容以及所述0度輸出埠與隔離埠之間的電容沿圓弧型微帶線的周向方向間隔設置。所述90度輸出埠與地之間的電容和所述輸入埠與90度輸出埠之間的電容在所述圓弧微帶線的周向上相對設置，所述0度輸出埠與隔離埠之間的電容和所述0度輸出埠與地之間的電容在所述圓弧微帶線的周向上相對設置。所述90度輸出埠與地之間的電容和所述0度輸出埠與地之間的電容設置於電橋功分器埠的兩側。
與現有技術相比，本發明具有以下有益效果：
本發明提供的3dB電橋功分器能夠減小微帶線所佔的橫向面積，有效地增加了該3dB電橋功分器的空間利用率。
附圖說明
下面結合附圖對本發明作進一步說明：
圖1為現有技術中90度3dB電橋功分器的結構示意圖；
圖2為本發明實施例提供的3dB電橋功分器的結構示意圖；
圖3為本發明實施例提供的3dB電橋功分器的等效電路圖。
在圖1至圖3中，
1：輸入埠；2：0度輸出埠；3：90度輸出埠；4：隔離埠；5：微帶線；1』：輸入埠；2』：0度輸出埠；3』：90度輸出埠；4』：隔離埠；5』：微帶線；C1、C2、C3、C4、C5、C6：電容。
具體實施方式
以下結合附圖和具體實施例對本發明提出的3dB電橋功分器作進一步詳細說明。根據下面說明和權利要求書，本發明的優點和特徵將更清楚。需說明的是，附圖均採用非常簡化的形式且均使用非精準的比率，僅用以方便、明晰地輔助說明本發明實施例的目的。
本發明的核心思想在於，提供一種3dB電橋功分器，包括四個埠，分別為輸入埠、0度輸出埠、90度輸出埠和隔離埠，所述輸入埠與0度輸出埠之間和所述90度輸出埠與隔離埠之間設有微帶線，所述3dB電橋功分器還包括多個電容，所述多個電容設置於所述輸入埠與90度輸出埠之間和所述0度輸出埠與隔離埠之間，本發明提供的3dB電橋功分器能夠通過在輸入埠與隔離埠之間和0度輸出埠與90度輸出埠之間設置電容，以起到調節整個3dB電橋功分器工作頻率的作用，使其能夠運用於磁共振不同頻率多通道發射的系統上。
請參考圖2和圖3，圖2為本發明實施例提供的3dB電橋功分器的結構示意圖；圖3為本發明實施例提供的3dB電橋功分器的等效電路圖。
請重點參考圖2和圖3，如圖2和圖3所示，本發明實施例提供一種3dB電橋功分器，包括四個埠，分別為輸入埠1、0度輸出埠2、90度輸出埠3和隔離埠4，所述輸入埠1與0度輸出埠2之間和所述90度輸出埠3與隔離埠4之間設有微帶線5，上述3dB電橋功分器還包括多個電容，所述多個電容中的兩個電容C1、C2分別設置於所述輸入埠1與隔離埠4之間和所述0度輸出埠2與90度輸出埠3之間。
本發明提供的3dB電橋功分器能夠通過在輸入埠1與90度輸出埠3之間和0度輸出埠2與隔離埠4之間分別設置電容C1、C2，改變電容C1、C2的電容值以起到調節整個3dB電橋功分器工作頻率的作用，使其能夠運用於磁共振不同頻率多通道發射的系統上。
進一步的，所述多個電容中的兩個電容C5、C6分別設置於所述輸入埠1與90度輸出埠3之間和所述0度輸出埠2與隔離埠4之間，電容C3、C4分別設置於所述0度輸出埠2與地之間和所述90度輸出埠3與地之間，電容C3、C4、C5、C6均設置於上下兩層微帶線5之間，且能夠調節其自身電容值，使其與整個電路的阻抗匹配，還可以調節該3dB電橋功分器的工作頻率，有效地減小了微帶線5所需提供的電容，因此微帶線5所需的長度也能夠大大減小，增大了該3dB電橋功分器的空間利用率。，所述輸入埠1、0度輸出埠3和設置於所述輸入埠1與0度輸出埠2之間的微帶線5均位於第一平面內，所述90度輸出埠3、隔離埠4和設置於所述90度輸出埠2與隔離埠4之間的微帶線5均位於第二平面內，所述第一平面和第二平面不共面，該3dB電橋功分器採用上下兩層的設計，減小其所佔的橫向面積，有效地增加了該3dB電橋功分器的空間利用率。
進一步的，所述3dB電橋的S參數為
S參數是微波電路的重要性能指標，該S參數符合3dB電橋的要求。
進一步的，所述上述電容均為可調電容。
顯然，本領域的技術人員可以對本發明進行各種改動和變形而不脫離本發明的精神和範圍。這樣，倘若本發明的這些修改和變型屬於本發明權利要求及其等同技術的範圍之內，則本發明也意圖包含這些改動和變型在內。