[发明专利]一种扇形微带线阵列结构、电路及设计方法

说明书

本发明公开了一种扇形微带线阵列结构、电路及设计方法，其中扇形微带线阵列结构包括：主扇形微带线，用于提供两个第一谐振点；两组辅扇形微带线，两组辅扇形微带线的结构相同，且对称地设置在主扇形微带线的两侧，辅扇形微带线用于提供多个第二谐振点；主扇形微带线和辅扇形微带线的弧线均采用类正弦函数的形状设计；两个第一谐振点的频率和多个第二谐振点的频率分别分布在预设的中心频率的两侧；主扇形微带线的角弧度和两组辅扇形微带线的角弧度之和小于180°。本发明通过扇形微带线结构控制其谐振频点，进而构造扇形微带线阵列单元形成多谐振频率点的宽带电路结构，以满足宽带射频偏置电路的设计需求。本发明可广泛应用于射频前端系统。

技术领域

本发明涉及射频前端系统，尤其涉及一种扇形微带线阵列结构、电路及设计方法。

背景技术

随着现代通信技术的高速发展，通信产业规模不断扩张，高性能无线通信系统需要更快的速度和更宽的带宽。功率放大器作为射频前端无线通信系统中的关键组成部分，用于将小功率信号放大，得到足够大的射频输出功率，其性能好坏直接关乎系统整体。扇形微带结构常用于偏置电路中，通过设定放大器晶体管的直流工作点，使系统处于稳定高效的工作状态，一种典型的射频偏置电路由四分之一波长线和扇形微带线结构组成，其优点是避免了电容的焊接，并且扇形微带线适用于电路的集成，输入端口很小而容易形成接触点。此外，与等效的方形电容块相比，扇形微带输入阻抗通常随频率变化较缓慢，更利于电路匹配的设计。

然而，现有扇形微带结构的缺点在于工作带宽较窄，不利于应用在未来的宽带通信系统。

发明内容

为至少一定程度上解决现有技术中存在的技术问题之一，本发明的目的在于提供一种扇形微带线阵列结构、电路及设计方法。

本发明所采用的技术方案是：

一种扇形微带线阵列结构，包括：

主扇形微带线，用于提供两个第一谐振点；

两组辅扇形微带线，两组辅扇形微带线的结构相同，且对称地设置在所述主扇形微带线的两侧，所述辅扇形微带线用于提供多个第二谐振点；

所述主扇形微带线和所述辅扇形微带线的弧线均采用类正弦函数的形状设计；

所述两个第一谐振点的频率和多个第二谐振点的频率分别分布在预设的中心频率的两侧；

所述主扇形微带线的角弧度和两组辅扇形微带线的角弧度之和小于180°。

进一步地，所述主扇形微带线的弧线上包括两个波峰和一个波谷；

其中，一个第一谐振点的频率为：

另一个第一谐振点的频率为：

其中，L11为主扇形微带线的第一等效电感，L12为主扇形微带线的第二等效电感，C11为主扇形微带线的第一等效电容，C12为主扇形微带线的第二等效电容；两个第一谐振点的频率均小于中心频率；

等效电感与主扇形微带线的外径、内半径和角弧度相关，等效电容与主扇形微带线的内径、外径和角弧度相关；其中，在扇形微带线中，波峰到圆心的距离称为外径，波谷到到圆心的距离称为内径，圆心到扇形微带线与外部微带的连接点之间的距离称为内半径。

进一步地，所述波谷位于主扇形微带线的弧线上的中点，两个波峰对称地设置在所述波谷的两侧；所述波谷、两个波峰分别与圆心连接的三条线段将所述主扇形微带线的角弧度平均分为四等分；

所述波谷与波峰之间的线段为曲线或者为直线。

进一步地，所述主扇形微带线的角弧度通过以下方式计算获得：