本实用新型涉及微波器件技术领域，具体是指一种新型超宽带3db电桥。
背景技术：
随着通信行业发展，微波、毫米波器件的需求日益增加，3db电桥作为功率合成、功率分配、功率检测、以及超宽带功放匹配保护的关键器件，广泛应用于各类功放系统，宽带测试源，检测系统之中。随着产品的升级换代，相应的配套3db电桥部件也必须满足系统的升级需求，由此宽带、超宽带等电桥的需求应势而生。
图1为2-4ghz和2-8ghz的常规3db电桥pcb印制板结构，图2为2-4ghz的常规3db电桥性能测试曲线图，图3为2-8ghz的常规3db电桥性能测试曲线图。图1中附图标记1和2分别为顶层和底层的信号传输线，3为pcb基板(有损介质)，从图1中不难看出，左图3db结构的pcb设计简单，但从图2的测试曲线可以看出，2-4ghz3db电桥整个通带频率不宽，大约2个倍频程的范围。2-8ghz采用8.34db结构设计的虽然可以实现4个倍频程的设计，但信号的传输线路径较长，由于加工精度等原因，对器件性能的损耗和相位影响较大，同时实现更宽倍频程也比较难，相应的性能影响也较大。
由上述可见这种常规3db电桥的设计，图1的左图设计只能局限于2个倍频程的带宽，不能满足更宽的频带，很大程度上直接影响了3db电桥的环境应用。图1的右图虽然可以满足4个倍频程，但这种设计信号传输线较长，并且均是在有损介质的条件下，对器件本身性能的影响较大。在当前通信行业高速发展的今天，各系统中大量需求3db电桥以及器件的更新换代的趋势下，这样的设计直接局限了系统的性能和宽带系统兼容性。
技术实现要素：
本实用新型的目的在于克服上述缺陷，提供一种损耗更小、频率范围更宽的新型超宽带3db电桥。
本实用新型的目的通过下述技术方案实现：一种新型超宽带3db电桥，包括微带介质基板，设在微带介质基板内部的第一信号传输线和第二信号传输线；所述第一信号传输线和第二信号传输线相对微带介质基板中心相互对称设置，且第一信号传输线位于第二信号传输线的上方；所述微带介质基板的上表面和下表面均开设有至少一个多级空气介质阻抗变换槽。
进一步的，所述多级空气介质阻抗变换槽包括以第一信号传输线和第二信号传输线在垂直方向上的投影的交差点所在的垂直线为中心相互对称设置的若干个凹槽。
所述微带介质基板包括pcb基板，包覆在pcb基板外侧的金属层；所述第一信号传输线和第二信号传输线均埋设在pcb基板内，多级空气介质阻抗变换槽则开设在金属层上。
组成多级空气介质阻抗变换槽的凹槽相互连通，且凹槽的深度不同。
所述微带介质基板上开设有耦合端口、直通端口、隔离端口以及输入端口；所述第一信号传输线的一端与耦合端口连接，其另一端则与隔离端口连接；所述第二信号传输线的一端与直通端口连接，其另一端则与输入端口连接。
所述第一信号传输线和第二信号传输线均为带状传输线。
所述第一信号传输线和第二信号传输线均为水平设置，且第一信号传输线和第二信号传输线之间的垂直间距范围为0.1～0.5mm。
本实用新型较现有技术相比，具有以下优点及有益效果：本实用新型改用有损介质和空气介质相结合的信号传输路径的设计理念，在扩展超宽带倍频设计的同时，最大限度的优化器件的损耗，富余了各项电性能；虽然本实用新型的设计也有较长传输线，但结合空气介质刚好弥补长传输线带来的损耗，很好的应用于各类宽带，超宽带微波射频系统，产品兼容性好，在市场竞争中更有优势。
附图说明
图1为传统的3db电桥的结构图。
图2为2-4ghz的常规3db电桥性能测试曲线图。
图3为2-8ghz的常规3db电桥性能测试曲线图。
图4为本实用新型为2-4ghz时的俯视图。
图5为本实用新型为2-4ghz时的侧视图。
图6为本实用新型为2-8ghz时的俯视图。
图7为本实用新型为2-4ghz时的性能测试曲线图。
图8为本实用新型为2-8ghz时的性能测试曲线图。
附图中：1—微带介质基板，2—多级空气介质阻抗变换槽，3—第一信号传输线，4—耦合端口，5—直通端口，6—隔离端口，7—第二信号传输线，8—输入端口，9—pcb基板，10—金属层。
具体实施方式
下面结合实施例对本实用新型作进一步地详细说明，但本实用新型的实施方式并不限于此。
实施例
如图4、5、6所示，本实用新型的新型超宽带3db电桥，其作为功率合成、功率分配、功率检测、以及超宽带功放匹配保护的关键器件，主要用于各类功放系统，宽带测试源，检测系统之中。与传统的3db电桥一样，本实用新型的超宽带3db电桥包括有微带介质基板1，微带介质基板1作为载体，其包括pcb基板9和包覆在pcb基板9外侧的金属层10。
为了实现信号的传输，该pcb基板9内埋设有第一信号传输线3和第二信号传输线7。具体设置时，第一信号传输线3和第二信号传输线7在垂直方向上的投影相对pcb基板9的中心相互对称设置。
另外，第一信号传输线3位于第二信号传输线7的上方，且第一信号传输线3和第二信号传输线7均是水平设置，即第一信号传输线3和第二信号传输线7不在同一个水平面上。第一信号传输线3和第二信号传输线7之间的垂直间距范围为0.1～0.5mm，本实施例将第一信号传输线3和第二信号传输线7之间的间距设置为0.2mm；第一信号传输线3和第二信号传输线7之间的垂直间距可根据pcb基板9的厚度或3db电桥所需要实现的倍频程来具体设置。
本实用新型的第一信号传输线3和第二信号传输线7均为阻抗渐变带状传输线，即第一信号传输线3和第二信号传输线7均是中间窄而两侧逐渐变宽的阻抗渐变带状传输线，其结构与传统3db电桥的信号传输线相同，不再作详细的说明。
以及开设在微带介质基板1上表面和下表面的多级空气介质阻抗变换槽2。
如图4所示，微带介质基板1上开设有耦合端口4、隔离端口6、直通端口5以及输入端口8。所述第一信号传输线3的一端与耦合端口4连接，其另一端则与隔离端口6连接；该第二信号传输线7的一端与直通端口5连接，其另一端则与输入端口8连接。使用时，耦合端口4、直通端口5、隔离端口6以及输入端口8上均接上接头，通过接头与外部的电器件进行连接使用。
为了实现本实用新型的功能，如图4、5所示，该微带介质基板1上表面和下表面上设置有多级空气介质阻抗变换槽2，即微带介质基板1上表面和下表面上的金属层上均设置有多级空气介质阻抗变换槽2，该多级空气介质阻抗变换槽2的数量至少设置为一个，多级空气介质阻抗变换槽2的数量根据实际情况设置；具体设置时，多级空气介质阻抗变换槽2的数量与第一信号传输线3和第二信号传输线7在垂直方向上的投影的交差点的数量相同，并且其位置与与第一信号传输线3和第二信号传输线7在垂直方向上的投影的交差点的位置相对应。
具体的，多级空气介质阻抗变换槽2包括以第一信号传输线3和第二信号传输线7在垂直方向上的投影的交差点所在的垂直线为中心相互对称设置的若干个凹槽，凹槽的数量可以根据3db电桥所要达到的倍频程来具体设置，本实施例中每个多级空气介质阻抗变换槽2上的凹槽的数量设置为9个。
另外，组成多级空气介质阻抗变换槽2的凹槽相互连通，且凹槽的深度不同，即凹槽与凹槽之间呈阶梯状，凹槽的深度可根据金属层或整个微带介质基板1的厚度来设置。
由于设置了多级空气介质阻抗变换槽2，本实用新型的3db电桥实现了有损介质和空气介质相结合的信号传输路径的设计，由于信号传输过程中，空气介质损耗最小的，因此本实用新型在扩展超宽带倍频设计的同时，最大限度的优化器件的损耗，富余了各项电性能，虽新型设计也有较长传输线，但结合空气介质刚好弥补长传输线带来的损耗，很好的应用于各类宽带，超宽带微波射频系统，产品兼容性好，在市场竞争中更有优势。本实用新型的3db电桥整体上的生产加工实现方式与传统3db电桥基本一样，其生产时表面所加工的多级空气介质阻抗变换槽2的加工工艺简单，整体加工成本增加不足5％，但带来的市场效益和技术革新不可估量。
以下对本申请的超宽带3db电桥的性能进行测试，测试结果如图7所示，本实用新型在8ghz的损耗比传统3db的8ghz损耗更小，但工作频率的范围比传统的宽好几倍，应用更广。如图8所示，由于要兼容40ghz更宽的带宽，与传统技术的8ghz的频率相比较，其损耗并未增加多少，这就体现结合空气介质设计优点，并且后者兼容性，宽带射频系统的应用是传统技术没法比较的。
3db电桥由于中心区域需要更强的耦合因子，采用常规或者传统的设计不能满足信号的强度要求和性能，所以本实用新型的超宽带3db电桥采用多级空气介质的阻抗变换增强中间区域信号的耦合因子，从而实现达到3db耦合的目的，同时由于空气的介质损耗可以忽略，所以最大限度的降低了器件损耗，解决了传统设计不能实现超宽带和虽然能实现一定的宽带(小于10倍频程)但损耗增大的问题。
如上所述，便可很好的实施本实用新型。
1.一种新型超宽带3db电桥，包括微带介质基板(1)，设在微带介质基板(1)内部的第一信号传输线(3)和第二信号传输线(7)；所述第一信号传输线(3)和第二信号传输线(7)相对微带介质基板(1)中心相互对称设置，且第一信号传输线(3)位于第二信号传输线(7)的上方；其特征在于，所述微带介质基板(1)的上表面和下表面均开设有至少一个多级空气介质阻抗变换槽(2)。
2.根据权利要求1所述的一种新型超宽带3db电桥，其特征在于，所述多级空气介质阻抗变换槽(2)包括以第一信号传输线(3)和第二信号传输线(7)在垂直方向上的投影的交差点所在的垂直线为中心相互对称设置的若干个凹槽。
3.根据权利要求2所述的一种新型超宽带3db电桥，其特征在于，所述微带介质基板(1)包括pcb基板(9)，包覆在pcb基板(9)外侧的金属层(10)；所述第一信号传输线(3)和第二信号传输线(7)均埋设在pcb基板(9)内，多级空气介质阻抗变换槽(2)则开设在金属层(10)上。
4.根据权利要求2所述的一种新型超宽带3db电桥，其特征在于，组成多级空气介质阻抗变换槽(2)的凹槽相互连通，且凹槽的深度不同。
5.根据权利要求1～4任一项所述的一种新型超宽带3db电桥，其特征在于，所述微带介质基板(1)上开设有耦合端口(4)、直通端口(5)、隔离端口(6)以及输入端口(8)；所述第一信号传输线(3)的一端与耦合端口(4)连接，其另一端则与隔离端口(6)连接；所述第二信号传输线(7)的一端与直通端口(5)连接，其另一端则与输入端口(8)连接。
6.根据权利要求1～4任一项所述的一种新型超宽带3db电桥，其特征在于，所述第一信号传输线(3)和第二信号传输线(7)均为带状传输线。
7.根据权利要求1～4任一项所述的一种新型超宽带3db电桥，其特征在于，所述第一信号传输线(3)和第二信号传输线(7)均为水平设置，且第一信号传输线(3)和第二信号传输线(7)之间的垂直间距范围为0.1～0.5mm。
技术总结