[发明专利]一种基于横跨定向耦合器的补偿型巴伦结构

说明书

本发明公开了一种基于横跨定向耦合器的补偿型巴伦结构，具体结构包括介质基板，所述介质基板上设置有第一横跨定向耦合器、第二横跨定向耦合器、物理连接线、补偿线、输入微带线和多个输出微带线；所述第一横跨定向耦合器与第二横跨定向耦合器具有相同的电路结构，通过改变第一横跨定向耦合器和第二横跨定向耦合器端口D的阻抗对任意阻抗的物理连接线的补偿。本结构能够实现对具有任意电长度和特性阻抗的物理连接线对巴伦性能的影响进行补偿，同时所述横跨定向耦合器采用中心对称并联加载四个电容的结构能够使平面巴伦输出端口具有更好的平衡性。

技术领域

本发明涉及电子器件技术领域，尤其涉及一种基于横跨定向耦合器的补偿型巴伦结构。

背景技术

巴伦(Balun)，即不平衡-平衡转换器，是指在特定的频率范围内将输入信号转换为两个幅值相等，相位差为180o的输出信号的三端口器件。随着移动通信技术的发展，平面巴伦已经成为混频器、倍频器和推挽功率放大器等微波电路的重要组成部分。平面巴伦具有平面电路结构其由成熟的印刷电路板技术实现，具有体积小、易于集成等特点而得到了广泛的应用。

其中，由横跨定向耦合器构成的平面巴伦是一种新型巴伦结构，具有体积小、无过孔、易于集成的优点。且更易于与微波固体器件连接。然而实际制造中，为避免基于该类平面巴伦的两个开路端连接，需插入一端物理连接线。进而引起巴伦匹配性能恶化、输出端口间相位偏移的问题。为此，需要采用补偿技术抵消该段物理连接线对平面巴伦的影响，从而获得宽频带与稳定输出相位。

发明内容

根据现有技术存在的问题，本发明公开了一种基于横跨定向耦合器的补偿型巴伦结构，具体结构包括介质基板，所述介质基板上设置有第一横跨定向耦合器、第二横跨定向耦合器、物理连接线、补偿线、输入微带线和多个输出微带线；所述第一横跨定向耦合器与第二横跨定向耦合器具有相同的电路结构，所述第一横跨定向耦合器的端口D通过所述物理连接线与第二横跨定向耦合器的端口D相连接，所述补偿线与第一横跨定向耦合器的端口C相连接，所述输入微带线与第一横跨定向耦合器的端口A连接，所述输出微带线分别与所述第二横跨定向耦合器的端口C和补偿线相连接；所述第一横跨定向耦合器和第二横跨定向耦合器包括平行耦合线、第一电容和第二电容；所述平行耦合线包括第一微带线和第二微带线；所述第一电容和第二电容成中心对称设置于所述第一微带线和第二微带线之间。

通过改变第一横跨定向耦合器和第二横跨定向耦合器端口D的阻抗对任意阻抗的物理连接线的补偿。

所述平行耦合线的电长度为四分之一波长；所述物理连接线的特性阻抗与第一横跨定向耦合器和第二横跨定向耦合器端口D的阻抗相等，所述补偿线的特性阻抗与第一横跨定向耦合器和第二横跨定向耦合器端口C的阻抗相等。

根据如下算法对所述平行耦合线选择奇偶模阻抗对所述物理微带线任意特性阻抗的补偿：

其中Z_0o和Z_0e分别为所述平行耦合线的奇模和偶模阻抗、Z_C和Z_D分别为第一横跨定向耦合器和第二横跨定向耦合器端口C和端口D的特性阻抗，k为耦合系数。

通过改变所述补偿线的电长度对任意电长度的物理连接线进行补偿。

所述补偿线的电长度与所述物理连接线的电长度相等。

由于采用了上述技术方案，本发明提供的一种基于横跨定向耦合器的补偿型巴伦结构，能够实现对具有任意电长度和特性阻抗的物理连接线对巴伦性能的影响进行补偿，同时所述横跨定向耦合器采用中心对称并联加载四个电容的结构能够使平面巴伦输出端口具有更好的平衡性，平衡带宽更宽，同时具有易于加工、体积小和成本低的特点，适于广泛推广。

附图说明