CN108777567B - 一种任意频率比的双频负群时延微波电路 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种任意频率比的双频负群时延微波电路，包括：介质基板，所述介质基板上设置有微带连接线、焊盘、微带传输线、贴片电阻和开路微带传输线。所述微带连接线包括输入微带连接线和输出微带连接线；所述焊盘包括第一焊盘和第二焊盘。本发明提供的一种任意频率比的双频负群时延微波电路，该电路采用了提出的微带传输线结构，使得电路能够实现任意频率比的双频负群时延特性，并且实现了输入输出端口匹配，同时由于该电路具有结构简单，易于调谐，制作成本低等特点，因此该电路非常适合应用于各类射频微波电路中。

Description

一种任意频率比的双频负群时延微波电路
技术领域
本发明涉及微波电路设计领域，尤其涉及一种任意频率比的双频负群时延微波电路。
背景技术
近年来为了满足人们对无线通信系统日益增长的需求，提出了多种通信标准，例如无线局域网(Wireless Local Area Networks,WLAN)、全球微波互联接入(WorldwideInteroperability for Microwave Access，WiMAX)、宽带码分多址(Wideband CodeDivision Multiple Access,WCDMA)、长期演进(Long Term Evolution，LTE)等等。为了能够同时支持多种通信标准，多频带或宽带射频前端器件的研究备受关注。与此同时，随着数据传输速率的不断提高，对信号完整性的要求也日益提高；而群时延特性是反应信号完整性的重要参数，群时延表示信号在传输系统中相位的线性度，当传输系统的群时延在某一频段内产生变化时，就会破坏信号相位的线性度，进而造成信号的失真。为了补偿群时延的变化，提出了基于负群时延特性的时延均衡器。由于负群时延电路具有独特的时延特性，目前被广泛应用于各种通信系统当中，如减小信号在传输系统中产生的时延，应用在阵列天线馈电系统中来消除馈电系统因频率变化而产生的不必要的相移，实现非福斯特器件等等。
传统负群时延电路均是基于RLC谐振电路实现的，在最新的研究当中，提出了多种新的实现方法，诸如环路反馈技术、有限无载品质因数谐振器技术、信号干涉技术等。此外为了实现端口匹配，提出了基于成对平行耦合线结构的匹配负群时延电路以及自匹配负群时延电路。然而，这些电路均只能工作在单一频率。
目前，实现双频或宽带负群时延电路的方法大多是采用级联多个工作在不同频率的负群时延电路的方式，这种方法势必会增加电路尺寸。为实现电路的小型化，提出了基于缺陷地和缺陷微带线结构的双频负群时延电路以及基于四分之一波长开路线结构的双频负群时延电路，但是由于采用谐振结构，这两种电路的输入输出端口不能够实现匹配，因此难以得到应用。此外，还有学者报道了基于复合左右手传输线的双频负群时延电路，但是这种电路采用的负群时延结构属于反射型，应用时需要额外的耦合器；由于双频特性，因此对所需耦合器也提出了较高要求，在增加了电路尺寸的同时，也增加了设计难度。
发明内容
根据现有技术存在的问题，本发明公开了一种任意频率比的双频负群时延微波电路，具体方案为包括：
介质基板，所述介质基板上设置有微带连接线、焊盘、微带传输线、贴片电阻和开路微带传输线；
所述微带连接线包括输入微带连接线和输出微带连接线；所述焊盘包括第一焊盘和第二焊盘；
所述微带传输线包括第一微带传输线和第二微带传输线；所述第一微带传输线的一端与输入微带连接线相连接，所述第一微带传输线的另一端与第二焊盘相连接；所述第二微带传输线的一端与输出微带连接线相连接，所述第二微带传输线的另一端与第二焊盘相连接；
所述贴片电阻包括第一贴片电阻和第二贴片电阻；所述第一贴片电阻的一端与输入微带连接线相连接、另一端与输出微带连接线相连接；所述第二贴片电阻的一端与第一焊盘相连接、另一端与第二焊盘相连接；
所述开路微带线的一端与所述第一焊盘相连接、另一端开路设置。
进一步的，设所述微带传输线的特性阻抗为Z1，所述开路微带传输线的特性阻抗为Z2，通过调节特性阻抗Z1和Z2的数值实现任意频率比的设定。
所述微带传输线与开路微带传输线的长度为频率f0所对应的波长的四分之一，所述频率f0满足的关系式为
Figure BDA0001669861600000021
其中f1、f2分别为所述双频负群时延微波电路的低频段中心工作频率和高频段中心工作频率。
该双频负群时延微波电路在工作频率f1与f2处具有相同负群时延值，该负群时延值通过调节贴片电阻的阻值来进行调节。
由于采用了上述技术方案，本发明提供的一种任意频率比的双频负群时延微波电路，该电路采用了提出的微带传输线结构，使得电路能够实现任意频率比的双频负群时延特性，并且实现了输入输出端口匹配，同时由于该电路具有结构简单，易于调谐，制作成本低等特点，因此该电路非常适合应用于各类射频微波电路中。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，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申请中记载的一些实施例，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。
图1为本发明双频负群时延微波电路的结构示意图；
图2为本发明双频负群时延微波电路的群时延曲线图；
图3为本发明双频负群时延微波电路的S参数曲线图；
图4为本发明双频负群时延微波电路的相位曲线图。
图中：1、介质基板，2、微带连接线，21、输入微带连接线，22、输出微带连接线，3、焊盘，31、第一焊盘，32、第二焊盘，4、微带传输线，41、第一微带传输线，42、第二微带传输线，5、贴片电阻，51、第一贴片电阻，52、第二贴片电阻，6、开路微带传输线。
具体实施方式
为使本发明的技术方案和优点更加清楚，下面结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚完整的描述：
如图1所示的一种任意频率比的双频负群时延微波电路，包括：介质基板1、微带连接线2、焊盘3、微带传输线4、贴片电阻5以及开路微带传输线6；其中，所述微带连接线2包括输入微带连接线21和输出微带连接线22；所述焊盘3包括第一焊盘31和第二焊盘32；所述微带传输线4包括第一微带传输线41和第二微带传输线42；所述第一微带传输线41的一端与输入微带连接线21相连，所述第一微带传输线41的另一端与第二焊盘32相连；所述第二微带传输线42的一端与输出微带连接线22相连，所述第二微带传输线32的另一端也与第二焊盘32相连；所述贴片电阻5包括第一贴片电阻51和第二贴片电阻52；所述第一贴片电阻51的一端与输入微带连接线21相连，且另一端与输出微带连接线22相连；所述第二贴片电阻52的一端与第一焊盘31相连，且另一端与第二焊盘32相连；所述开路微带线6的一端与所述第一焊盘31相连，且另一端开路。
进一步的，设微带传输线的特性阻抗为Z1，开路微带传输线的特性阻抗为Z2，通过调节特性阻抗Z1和Z2的数值可以实现任意频率比。
进一步的，该微带传输线与开路微带传输线的长度为频率f0所对应的波长的四分之一，所述频率f0满足的关系式为
Figure BDA0001669861600000031
其中f1、f2分别为所述双频负群时延微波电路的低频段中心工作频率和高频段中心工作频率。
进一步的，所述的双频负群时延微波电路在工作频率f1与f2处具有相同负群时延值，所述负群时延值能够通过调节贴片电阻的阻值来进行调节。
本发明所提供的负群时延电路可实现的技术指标如下：
频率比：f2/f1≥1；群时延：<0@f1，f2；回波损耗：≥20.0dB
实施例：本实施例列举频率f0为1GHz，频率比f2/f1＝2进行说明，如图2所示，在频率f1＝0.666GHz和f2＝1.336GHz处，本发明一种任意频率比的双频负群时延微波电路的群时延值都为-1.29ns，负群时延带宽(群时延值小于0的带宽)分别为260MHz(0.554～0.814GHz)和257MHz(1.188～1.445GHz)。如图3所示，本发明一种任意频率比的双频负群时延微波电路在两个负群时延带宽内，回波损耗均优于18dB，插入损耗小于18.5dB。如图4所示，在两个负群时延带宽内，本发明一种任意频率比的双频负群时延微波电路的相位曲线的斜率为正，这都说明本发明一种任意频率比的双频负群时延微波电路实现了良好的双频负群时延特性。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (1)

1.一种任意频率比的双频负群时延微波电路，其特征在于：包括：
介质基板(1)，所述介质基板(1)上设置有微带连接线(2)、焊盘(3)、微带传输线(4)、贴片电阻(5)和开路微带传输线(6)；
所述微带连接线(2)包括输入微带连接线(21)和输出微带连接线(22)；所述焊盘(3)包括第一焊盘(31)和第二焊盘(32)；
所述微带传输线(4)包括第一微带传输线(41)和第二微带传输线(42)；所述第一微带传输线(41)的一端与输入微带连接线(21)相连接，所述第一微带传输线(41)的另一端与第二焊盘(32)相连接；所述第二微带传输线(42)的一端与输出微带连接线(22)相连接，所述第二微带传输线(42)的另一端与第二焊盘(32)相连接；
所述贴片电阻(5)包括第一贴片电阻(51)和第二贴片电阻(52)；所述第一贴片电阻(51)的一端与输入微带连接线(21)相连接、另一端与输出微带连接线(22)相连接；所述第二贴片电阻(52)的一端与第一焊盘(31)相连接、另一端与第二焊盘(32)相连接；
所述开路微带传输线(6)的一端与所述第一焊盘(31)相连接、另一端开路设置；
设所述微带传输线(4)的特性阻抗为Z1，所述开路微带传输线(6)的特性阻抗为Z2，通过调节特性阻抗Z1和Z2的数值实现任意频率比的设定；
所述微带传输线(4)与开路微带传输线(6)的长度为频率f0所对应的波长的四分之一，所述频率f0满足的关系式为
Figure FDA0003205328790000011
其中f1、f2分别为所述双频负群时延微波电路的低频段中心工作频率和高频段中心工作频率；
该双频负群时延微波电路在工作频率f1与f2处具有相同负群时延值，该负群时延值通过调节贴片电阻(5)的阻值来进行调节。
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