一种可重构四种微波功能的无源有源混合电路制造技术

本发明专利技术公开了一种可重构四种微波功能的无源有源混合电路，上层的电阻、电容、晶体管合理地放置于微带线上，并且和PIN二极管一起制作在中间介质层上表面，而介质层下表面接金属接地面，金属接地面尺寸同介质层下表面尺寸完全一致。通过对PIN二极管正反向电压的控制，可以实现二极管的导通和断开，从而实现微带电路的通断，实现器件的功能可重构；该功能可重构器件一共包含四种功能，分别为：天线、滤波器、功率放大器和混频器，滤波器属于3阶带通滤波器；该功能可重构器件结构紧凑、端口复用率高，应用范围广、集成度高，四种功能之间可以迅速切换，并且可以实现分时独立工作、互不影响。互不影响。互不影响。

【技术实现步骤摘要】
一种可重构四种微波功能的无源有源混合电路


[0001]本专利技术涉及可重构电路
，尤其是涉及一种可重构四种微波功能的无源有源混合电路。

技术介绍

[0002]随着无线通信技术的发展，各种功能的微波器件相继出现，频谱资源也越来越得到充分地利用。一般而言，不同的电路功能以及工作频段，往往需要多个不同的微波器件来实现。受限于一般的微波器件的单一功能，使得应用场景十分单一，而功能可重构微波器件是将多个器件的不同功能集成到一个器件中，通过功能切换可以在各个不同的应用场景中使用，因此大大拓展了单个微波器件的应用范围。近年来，一些学者已经在研究功能可重构方面的微波器件，但现在存在的功能可重构器件存在以下问题：(1)缺乏对有源电路的可重构(2)端口复用率低(3)尚无无源有源混合电路重构技术的研究(4)功能切换速度不够快。

技术实现思路

[0003]本专利技术是为了克服现有技术的缺乏对有源电路的可重构、尚无无源有源混合电路重构技术的问题，提供一种可重构四种微波功能的无源有源混合电路。
[0004]为了实现上述目的，本专利技术采用以下技术方案：
[0005]一种可重构四种微波功能的无源有源混合电路，包括混合电路设于电路板上，所述电路板由上、中、下三层结构组成，所述混合电路设于电路板上层，所述电路板下层为金属接地面，所述混合电路包含四种工作模式，分别为天线模式、滤波器模式、功率放大器模式和混频器模式。本专利技术的一种可重构四种微波功能的无源有源混合电路，实现微波功能的有源无源混合集成，该功能可重构电路实现了天线、滤波器、功率放大器和混频器功能的四合一，滤波器属于3阶带通滤波器，天线属于微带单极子天线，功率放大器器属于宽带功率放大器，混频器属于有源下变频器，且各功能可以分时独立工作、互不干扰。
[0006]作为本专利技术的优选方案，所述混合电路有三个端口，分别为端口Port1、端口Port2和端口Port3，所述混合电路还包括若干PIN二极管、若干微带线、电阻、电容、晶体管和开关，所述若干PIN二极管包括第一PIN二极管至第五PIN二极管，通过控制若干PIN二极管的通断实现不同的工作模式切换。本专利技术通过对PIN二极管正反向电压的控制，可以实现二极管的导通和断开，从而实现微带电路的通断，实现器件的功能可重构。
[0007]作为本专利技术的优选方案，所述混合电路具体为：端口Port1通过第一微带线分别与第六微带线的一端、第九微带线的一端相连，端口Port2通过第二微带线分别与第一PIN二极管的正极端、第六微带线的另一端相连，端口Port3通过第三十一微带线与单刀三掷开关相连，第一PIN二极管的负极端通过第三微带线分别与第七微带线的一端、第二PIN二极管正极端相连，第二PIN二极管负极端通过第四微带线分别与第五微带线的一端、第八微带线的一端相连，第九微带线的另一端分别与第七微带线的另一端、第十微带线的一端相连，第十微带线的另一端分别与第八微带线的另一端、第十一微带线的一端相连，第十一微带线
的分别与第三PIN二极管的正极端、第四PIN二极管的正极端相连，第三PIN二极管的负极端通过第十三微带线与第一隔直电容的一端相连，第一隔直电容的另一端依次通过第十四微带线、微第十五带线和第十六微带线分别与第十七微带线的一端、第一电阻的一端、第一电容的一端相连，第四PIN二极管的负极端通过第十二微带线分别与第二十九微带线的一端、第三十微带线的一端相连，第三十微带线的另一端与单刀三掷开关相连，第十八微带线的一端分别与第一电阻的另一端、第一电容的另一端相连，第十八微带线的另一端通过晶体管与第二十一微带线的一端相连，十八微带线还通过电感与第十九微带线相连，第二十一微带线的另一端通过第二隔直电容与第二十二微带线的一端相连，第二十一微带线还通过电感与第二十微带线相连，第二十二微带线的另一端分别与第五PIN二极管的正极端、第二十五微带线的一端相连，第五PIN二极管的负极端依次通过第二十三微带线、第二十四微带线与单刀三掷开关相连，第二十五微带线的另一端通过电容电感滤波器与第二十六微带线的一端相连，第二十六微带线的另一端依次通过第二十七微带线、第二十八微带线与单刀三掷开关相连。本专利技术的可重构四种微波功能的无源有源混合电路一共包含四种功能，分别为：天线、滤波器、功率放大器和混频器。滤波器属于3阶带通滤波器，天线属于微带单极子天线，功率放大器器属于宽带功率放大器，混频器属于有源下变频器。该功能可重构器件结构紧凑、端口复用率高，应用范围广、集成度高，四种功能之间可以迅速切换，并且可以实现分时独立工作、互不影响。
[0008]作为本专利技术的优选方案，所述混合电路工作于天线模式时，第一PIN二极管、第二PIN二极管、第三PIN二极管、第四PIN二极管和第五PIN二极管均断开，单刀三掷开关将第三十一微带线和第三十微带线导通，第十二微带线、第二十九微带线、第三十微带线和第三十一微带线工作。
[0009]作为本专利技术的优选方案，所述混合电路工作于滤波器模式时，第四PIN二极管导通，第一PIN二极管、第二PIN二极管、第三PIN二极管和第五PIN二极管断开，单刀三掷开关将第三十一微带线和第三十微带线导通，第一微带线、第二微带线、第三微带线、第四微带线、第六微带线、第七微带线、第八微带线、第九微带线、第十微带线、第十一微带线、第十二微带线、第三十微带线、第三十一微带线工作。
[0010]作为本专利技术的优选方案，所述混合电路工作于功率放大器模式时，第三PIN二极管和第五PIN二极管导通，第一PIN二极管、第二PIN二极管和第四PIN二极管断开，单刀三掷开关将第三十一微带线和第二十四微带线导通，第一微带线、第二微带线、第三微带线、第四微带线、第六微带线、第七微带线、第八微带线、第九微带线、第十微带线、第十一微带线、第十三微带线、第一隔直电容、第十四微带线、微第十五带线、第十六微带线、第十七微带线、第一电阻、第一电容、第十八微带线、第十九微带线、第二十微带线、电感、晶体管、第二十一微带线、第二隔直电容、第二十二微带线、第二十三微带线、第二十四微带线、第二十五微带线、电容电感滤波器和第三十一微带线工作。
[0011]作为本专利技术的优选方案，所述混合电路工作于混频器模式时，第一PIN二极管、第二PIN二极管和第三PIN二极管导通，第四PIN二极管和第五PIN二极管断开，单刀三掷开关将第三十一微带线和第二十八微带线导通，第一微带线、第二微带线、第三微带线、第四微带线、第六微带线、第七微带线、第八微带线、第九微带线、第十微带线、第十一微带线、第十三微带线、第一隔直电容、第十四微带线、微第十五带线、第十六微带线、第十七微带线、第
一电阻、第一电容、第十八微带线、第十九微带线、第二十微带线、电感、晶体管、第二十一微带线、第二隔直电容、第二十二微带线、第二十五微带线、电容电感滤波器、第二十六微带线、第二十七微带线、第二十八微带线和第三十一微带线工作。
[0012]作为本专利技术的优选方案，所述端口Port1、端口Port2和端口Port3复用，当混合电路工作于天线模式时，端口本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种可重构四种微波功能的无源有源混合电路，所述混合电路设于电路板上，所述电路板由上、中、下三层结构组成，其特征是，所述混合电路设于电路板上层，所述电路板下层为金属接地面，所述混合电路采用晶体管复用、微带线复用、端口复用的设计思路，通过PIN二极管调节微波电流走向，在一个微波器件上重构出四种工作模式，分别为天线模式、滤波器模式、功率放大器模式和混频器模式，所述混合电路有三个端口，分别为端口Port1、端口Port2和端口Port3，所述混合电路还包括若干PIN二极管、若干微带线、电阻、电容、晶体管和开关，所述若干PIN二极管包括第一PIN二极管至第五PIN二极管，通过控制若干PIN二极管的通断实现不同的工作模式切换。2.根据权利要求1所述的一种可重构四种微波功能的无源有源混合电路，其特征是，所述混合电路具体为：端口Port1通过第一微带线分别与第六微带线的一端、第九微带线的一端相连，端口Port2通过第二微带线分别与第一PIN二极管的正极端、第六微带线的另一端相连，端口Port3通过第三十一微带线与单刀三掷开关相连，第一PIN二极管的负极端通过第三微带线分别与第七微带线的一端、第二PIN二极管正极端相连，第二PIN二极管负极端通过第四微带线分别与第五微带线的一端、第八微带线的一端相连，第九微带线的另一端分别与第七微带线的另一端、第十微带线的一端相连，第十微带线的另一端分别与第八微带线的另一端、第十一微带线的一端相连，第十一微带线的分别与第三PIN二极管的正极端、第四PIN二极管的正极端相连，第三PIN二极管的负极端通过第十三微带线与第一隔直电容的一端相连，第一隔直电容的另一端依次通过第十四微带线、微第十五带线和第十六微带线分别与第十七微带线的一端、第一电阻的一端、第一电容的一端相连，第四PIN二极管的负极端通过第十二微带线分别与第二十九微带线的一端、第三十微带线的一端相连，第三十微带线的另一端与单刀三掷开关相连，第十八微带线的一端分别与第一电阻的另一端、第一电容的另一端相连，第十八微带线的另一端通过晶体管与第二十一微带线的一端相连，十八微带线还通过电感与第十九微带线相连，第二十一微带线的另一端通过第二隔直电容与第二十二微带线的一端相连，第二十一微带线还通过电感与第二十微带线相连，第二十二微带线的另一端分别与第五PIN二极管的正极端、第二十五微带线的一端相连，第五PIN二极管的负极端依次通过第二十三微带线、第二十四微带线与单刀三掷开关相连，第二十五微带线的另一端通过电容电感滤波器与第二十六微带线的一端相连，第二十六微带线的另一端依次通过第二十七微带线、第二十八微带线与单刀三掷开关相连。3.根据权利要求2所述的一种可重构四种微波功能的无源有源混合电路，其特征是，所述混合电路工作于功率放大器模式和工作于混频器模式时复用晶体管，通过晶体管的偏压控制，使晶体管既可以作为功放晶体管，又可以作为混频晶体管。4.根据权利要求2所述的一种可重构四种微波功能的无源有源混合电路，其特征是，通过调用电路中的第十六微带线、第四十二微带线、第四十四微带线、端口Port3，重构出天线功能，所述混合电路工作于天线模式时，第一PIN二极管、第二PIN二极管、第三PIN二极管、第四PIN二极管和第五PIN二极管均断开，单刀三掷开关将第三十一微带线和第三十微带线导通，第十二微带线、第二十九微带线、第三十微带线和第三十一微带线工作。5.根据权利要求2所述的一种可重构四种微波功能的无源有源混合电路，其特征是，通过调用电路中的第一到...

【专利技术属性】
技术研发人员：桑磊，王井亮，肖晗，
申请(专利权)人：合肥工业大学，
类型：发明
国别省市：