巴伦结构及混频器制造技术

本发明专利技术提供了一种巴伦结构及混频器，该巴伦结构包括：单共面波导结构、平行板结构、双共面波导结构；平行板结构中上平行板和下平行板平行设置；单共面波导结构中第一信号线与下平行板连接，第一接地线和第二接地线均通过金属柱与上平行板连接；双共面波导结构中第二信号线通过金属柱与上平行板连接，第三信号线与下平行板连接，第三接地线、第五接地线均与第四接地线相连；第一信号线的另一端为巴伦结构的非平衡输入端口，第二信号线的另一端为巴伦结构的第一平衡输出端口，第三信号线的另一端为巴伦结构的第二平衡输出端口。本发明专利技术能够解决传统巴伦存在的损耗高、尺寸大、不易集成和相位平衡度不够的技术问题。位平衡度不够的技术问题。位平衡度不够的技术问题。

【技术实现步骤摘要】
巴伦结构及混频器


[0001]本专利技术涉及电子电路
，尤其涉及一种巴伦结构及混频器。

技术介绍

[0002]近年来，由于信道容量日趋紧张，且毫米波频段有着较为丰富的频谱资源，因此通信领域越来越向着高频方向发展。通信系统中包含了大量有源无源器件，而作为平衡
‑
非平衡转换器的巴伦，在多种器件中都起着重要作用。
[0003]巴伦的分类有多种方式，根据不同的应用、不同的设计方法，分类的标准都是不同的。总体上可以分为有源巴伦、无源巴伦两大类。传统的有源巴伦很小的尺寸就可以提供非常宽的带宽和一定的増益，但是会限制系统整体的动态范围。传统的无源巴伦不用消耗任何直流供电，带宽也可以做到较宽，线性度好，但存在低频时尺寸非常大，不易集成的缺陷。

技术实现思路

[0004]有鉴于此，本专利技术实施例提供了一种巴伦结构及混频器，以解决传统巴伦存在的损耗高、尺寸大、不易集成和相位平衡度不够的技术问题。
[0005]本专利技术实施例的第一方面提供了一种巴伦结构，包括：
[0006]单共面波导结构、平行板结构、双共面波导结构；
[0007]其中，所述平行板结构包括上平行板和下平行板，所述上平行板和下平行板平行设置；
[0008]所述单共面波导结构为包含第一信号线、第一接地线、第二接地线的共面波导结构，所述第一信号线与所述下平行板连接，所述第一接地线和所述第二接地线均通过金属柱与所述上平行板连接；
[0009]所述双共面波导结构为包含第二信号线、第三信号线、第三接地线、第四接地线、第五接地线的共面波导结构，所述第二信号线通过金属柱与所述上平行板连接，所述第三信号线与所述下平行板连接，所述第三接地线与所述第四接地线相连，所述第五接地线与所述第四接地线相连；
[0010]所述第一信号线不与所述上平行板连接的一端为所述巴伦结构的非平衡输入端口，所述第二信号线不与所述下平行板连接的一端为所述巴伦结构的第一平衡输出端口，所述第三信号线不与所述上平行板连接的一端为所述巴伦结构的第二平衡输出端口。
[0011]在一种可能的实现方式中，所述第一信号线、所述第一接地线、所述第二接地线位于所述单共面波导结构基底的同一平面上；所述第一信号线位于所述第一接地线和所述第二接地线中间。
[0012]在一种可能的实现方式中，所述第二信号线、所述第三信号线、所述第三接地线、所述第四接地线、所述第五接地线位于所述双共面波导结构基底的同一平面上；所述第三接地线、所述第四接地线、所述第五接地线依次排列，所述第二信号线位于所述第三接地线和所述第四接地线的中间，所述第三信号线位于所述第四接地线和所述第五接地线的中
间。
[0013]在一种可能的实现方式中，所述第三接地线通过第一跨接线与所述第四接地线连接。
[0014]在一种可能的实现方式中，所述第五接地线通过第二跨接线与所述第四接地线连接。
[0015]在一种可能的实现方式中，所述上平行板、所述下平行板、所述第一信号线、所述第二信号线、所述第三信号线、所述第一接地线、所述第二接地线、所述第三接地线、所述第四接地线、所述第五接地线和所述金属柱的材料均为铜。
[0016]在一种可能的实现方式中，所述巴伦结构的基底材料为砷化镓。
[0017]本专利技术实施例的第二方面提供了一种混频器，包括如上述第一方面所述的巴伦结构。
[0018]本专利技术提供的巴伦结构的有益效果在于：
[0019]区别于传统的巴伦结构，本专利技术设计的巴伦结构，采用平行板与共面波导结合的结构，替代1/4波长传输线，实现非平衡信号和平衡信号的转换，拓宽了带宽。本设计的巴伦结构在进行信号转换时，由于不使用1/4波长传输线，因此减小了尺寸，同时减少了损耗，提高了相位平衡度。
附图说明
[0020]为了更清楚地说明本专利技术实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0021]图1为本专利技术一实施例提供的巴伦结构整体原理图；
[0022]图2为本专利技术一实施例提供的巴伦结构侧视图；
[0023]图3为本专利技术一实施例提供的单共面波导结构主视图；
[0024]图4为本专利技术一实施例提供的平行板结构主视图；
[0025]图5为本专利技术一实施例提供的双共面波导结构主视图；
[0026]图6为本专利技术一实施例提供的双共面波导结构俯视图。
具体实施方式
[0027]为了使本专利技术所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。
[0028]本方案的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“包括”以及其他任何变形，是指“包括但不限于”，意图在于覆盖不排他的包含，并不仅限于文中列举的示例。此外，术语“第一”和“第二”等是用于区别不同对象，而非用于描述特定顺序。
[0029]下面结合附图和具体实施方式对本专利技术作进一步详细的说明。
[0030]近年来，由于信道容量日趋紧张，且毫米波频段有着较为丰富的频谱资源，因此通信领域越来越向着高频方向发展。随着包括5G技术在内的多种无线通讯技术的快速发展，
万物互联逐渐成为现实，各种电子产品，通讯基站，工业设备都可以通过无线接入的方式相互通讯，这一切都给射频，毫米波太赫兹等频段的通信系统小型化带来了挑战。由于毫米波频段对应器件尺寸较小、且天线阵面采用MASSIVE MIMO架构，通道数较多，因此收发通道大都采用MMIC芯片进行设计。
[0031]通信系统中包含了大量有源无源器件，而作为平衡
‑
非平衡转换器的巴伦，在多种器件中都起着重要作用。巴伦主要作用为实现单端输入到差分输入的转化，在混频器，移相器，倍频器等需要输出两路幅度相同，但相位相反信号的电路中应用广泛。
[0032]巴伦的分类有多种方式，根据不同的应用、不同的设计方法，分类的标准都是不同的。总体上可以分为有源巴伦、无源巴伦两大类。在微波毫米波频段传输线基本为微带线，因此微带巴伦是微波毫米波频段中应用最多的一种巴伦结构。微带巴伦根据结构的不同也可以分为很多种类。
[0033]传统的有源巴伦很小的尺寸就可提供非常宽的带宽和一定的増益，但是会限制系统整体的动态范围。
[0034]无源巴伦可以分为集总参数巴伦，变压巴伦和分布参数巴伦。集总参数巴伦由于使用的是集总元件，其优势在于便于设计、结构简单、成本相对较低并且还可以实现阻抗变换；其劣势在于在微波毫米波工作频带内，频率对电容和电感都具有较大的影响，因此集总参数巴伦只适用于很低的频率范围内并且带宽很窄。变压巴伦的核心是由高频变压器组成，其优势在于电路结构紧凑、性能稳定。分布参数巴伦是以传输线为核心的巴本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种巴伦结构，其特征在于，包括：单共面波导结构、平行板结构、双共面波导结构；其中，所述平行板结构包括上平行板和下平行板，所述上平行板和下平行板平行设置；所述单共面波导结构为包含第一信号线、第一接地线、第二接地线的共面波导结构，所述第一信号线与所述下平行板连接，所述第一接地线和所述第二接地线均通过金属柱与所述上平行板连接；所述双共面波导结构为包含第二信号线、第三信号线、第三接地线、第四接地线、第五接地线的共面波导结构，所述第二信号线通过金属柱与所述上平行板连接，所述第三信号线与所述下平行板连接，所述第三接地线与所述第四接地线相连，所述第五接地线与所述第四接地线相连；所述第一信号线不与所述上平行板连接的一端为所述巴伦结构的非平衡输入端口，所述第二信号线不与所述下平行板连接的一端为所述巴伦结构的第一平衡输出端口，所述第三信号线不与所述上平行板连接的一端为所述巴伦结构的第二平衡输出端口。2.如权利要求1所述的巴伦结构，其特征在于，所述第一信号线、所述第一接地线、所述第二接地线位于所述单共面波导结构基底的同一平面上；所述第一信号线位于所述第一接地线和...

【专利技术属性】
技术研发人员：郭丰强，申靖轩，刘乐乐，马春雷，王凯，刘方罡，马伟宾，侯伦，苏辰飞，刘海峰，王杰，成立鑫，
申请(专利权)人：中国电子科技集团公司第十三研究所，
类型：发明
国别省市：