CN103716024A

CN103716024A - 一种复合型负群延时电路

Info

Publication number: CN103716024A
Application number: CN201310747470.XA
Authority: CN
Inventors: 邓良; 李雁; 陈相治; 戴永胜
Original assignee: Nanjing University of Science and Technology
Current assignee: Nanjing University of Science and Technology
Priority date: 2013-12-31
Filing date: 2013-12-31
Publication date: 2014-04-09

Abstract

本发明公开了一种复合型负群延时电路，该电路结构由3dB耦合器、分布式微带线和集总形式电容、电感、电阻实现。本发明可以广泛使用在WCDMA频段功率放大器前端、天线馈电等对性能要求严格的地方。有效减少了功率放大器的级数，并且能够减少通带外噪声，提高稳定性。复合型结构能够减小电路对温度的敏感性，适应性强。同时，相比其他结构的负群延时电路，本发明可以实现更大的负群延时和更小的信号衰减，并可运用到不同的频段内。本发明可以保证系统在通带内的线性度更好，用以满足系统苛刻要求。

Description

一种复合型负群延时电路

技术领域

本发明属于负群延时电路，特别是一种复合型负群延时电路。

背景技术

近些年来，国内外开展了一系列关于负群延时电路的研究。在特定的频段内，取得了不少成果，尤其是运用在WCDMA技术中，使用在功率放大器前端和天线馈电部分，负群延时电路能有效解决系统线性度低、带宽窄、通带外噪声大的问题。但是，其设计结构仅仅只能在特定的频段内使用，并且带宽较小、信号衰减较大，导致不得不增加功率放大器的个数，使得系统体积较大，通用性不强。同时传统的负群延时电路由于其电路结构的问题，使得对温度敏感性极强，适用性受到很大限制。本发明针对以上问题，可以有效解决，以满足系统要求，并且稳定性高、体积小、加工简单，适用范围广泛。

发明内容

本发明目的在于提供一种利用分布式和集总式混合形式元器件搭建、具有负群延时效果、结构简单、多频段、体积小、稳定性高、温度敏感性相对较小的复合型负群延时电路。

实现本发明目的的技术方案是：一种复合型负群延时电路，包括输入端口Port1、输出端口Port2、第一主电路单元输入端口Port3、第二主电路单元输入端口Port4、一个3dB耦合器、结构相同的第一主电路单元和第二主电路单元；其中每一个主电路单元均由一个电阻、两段微带线和一个电阻电容电感RLC单元组成；3dB耦合器的四个端口分别为Port1、Port2、Port3和Port4；第一主电路单元与Port3连接，单元内电阻R3一端与Port3连接，另一端接地；微带线T1一端和电阻R3连接，另一端和RLC单元1连接；RLC单元1由电阻R1、电感L1、电容C1并联而成，两端分别与微带线T1和微带线T2连接；微带线T2与RLC单元1串联；第二主电路单元的结构与第一主电路单元完全一样，其输入端口与Port4连接。输入端口1和输入端口2均接50欧姆阻抗。

与现有技术相比，由于本发明采用分布式微带线结构和集总结构元器件混合加工而成，所带来的显著优点是：（1）信号衰减更小；（2）在通带内产生正相位；（3）体积较小；（4）带外噪声抑制良好；（5）容易加工；（6）稳定性好；（7）温度不敏感性强；（8）加工简单；（9）适用性广泛，可适用于各种对性能要求苛刻的系统中。

附图说明

图1是本发明一种复合型负群延时电路结构示意图。

图2是本发明一种复合型负群延时电路的负群延时性能曲线图。

图3是本发明一种复合型负群延时电路的信号S曲线图。

图4是本发明一种复合型负群延时电路温度不敏感性示意图。

图5是本发明一种复合型负群延时电路产生通带正相位示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步详细描述。

结合图1，本发明是一种复合型负群延时电路，选取L波段的一个实例进行详细描述，包括输入端口Port1、输出端口Port2、第一主电路单元输入端口Port3、第二主电路单元输入端口Port4、一个3dB耦合器、结构相同的第一主电路单元和第二主电路单元；其中每一个主电路单元均由一个电阻、两段微带线和一个电阻电容电感RLC单元组成；3dB耦合器的四个端口分别为Port1、Port2、Port3和Port4；第一主电路单元与Port3连接，单元内电阻R3一端与Port3连接，另一端接地；微带线T1一端和电阻R3连接，另一端和RLC单元1连接；RLC单元1由电阻R1、电感L1、电容C1并联而成，两端分别与微带线T1和微带线T2连接；微带线T2与RLC单元1串联；第二主电路单元的结构与第一主电路单元完全一样，其输入端口与Port4连接。输入端口1和输入端口2均接50欧姆阻抗。3dB耦合器采用分布式微带线电路实现、主电路单元采用分布式微带线结构与集总形式RLC元器件共同实现。

结合图2，通过仿真结果可以看出，此时最大负群延时达到-8ns，带宽为174MHz。结果表示发明设计性能良好，可以满足系统的要求。

结合图3，通过仿真结果可以得到，在通带内，复合式负群延时电路的最大信号衰减只有16dB，这一结果远小于传统负群延时电路，可以有效减少功率放大器的个数。

结合图4对仿真结果进行阐述，此时电路对于温度的不敏感性，当温度变化±5%时，其信号衰减改变量仅为4dB，这一结果远小于传统RLC电路和有源负群延时电路，充分说明本发明的温度不敏感性。

结合图5，可以看到在通带内，新型复合型负群延时电路产生了正相移，这一结果可以用来平衡系统中其他器件产生的负相移，用以满足系统的线性度要求。

本发明一种复合型负群延时电路，结合图1，其工作原理简述如下：一种复合型负群延时电路的主体结构是由一个3dB耦合器构成，耦合器的四个端口中其中两个端口分别为输入端口和输出端口，另外两个端口均与主电路相连。当信号进入输入端主电路后，可以通过调节主电路中的微带线的大小，以及RLC单元来改变所频段，通过两个主电路单元的信号利用耦合器原理，将信号耦合到输出端口，从而实现了负群延时效果。

本发明复合型负群延时电路中的主电路由分布式微带线结构和集总元件复合而成，加工简单，性能良好，能够满足系统的各项要求。

结合图2、3、4、5，本发明新型复合型负群延时电路，该电路结构在WCDMA频段，中心频率在2.135GHz，仿真该电路得到负群延时最大为-8ns，信号衰减最大值仅为16dB，带宽可达174MHz，温度变化±5%时，其信号衰减改变量仅为4dB，在通带内可以产生正相移，用来平衡系统中其他器件产生的负相移，用以满足系统的线性度要求，这都是传统设计电路结构无法达到的。

Claims

1.一种复合型负群延时电路，其特征在于：包括输入端口（Port1）、输出端口（Port2）、第一主电路单元输入端口（Port3）、第二主电路单元输入端口（Port4）、一个3dB耦合器、结构相同的第一主电路单元和第二主电路单元；其中每个主电路单元均由一个电阻、两段微带线和一个电阻电容电感RLC单元组成；3dB耦合器的四个端口分别为Port1、Port2、Port3和Port4；第一主电路单元与Port3连接，单元内电阻R3一端与Port3连接，另一端接地；微带线T1一端和电阻R3连接，另一端和RLC单元1连接；RLC单元1由电阻R1、电感L1、电容C1并联而成，两端分别与微带线T1和微带线T2连接；微带线T2与RLC单元1串联；第二主电路单元的结构与第一主电路单元完全一样，其输入端口与Port4连接;输入端口1和输入端口2均接50欧姆阻抗。

2.根据权利要求1所述的复合型负群延时电路，其特征在于：3dB耦合器采用分布式微带线电路实现，主电路单元采用分布式微带线结构与集总形式RLC元器件共同实现。

3.根据权利要求1或2所述的复合型负群延时电路，其特征在于：其电路结构可在1-10GHz频段内实现不同带宽的负群延时。