CN110931930A - 一种新型超宽带高隔离功能性平衡与不平衡转换器 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种新型超宽带高隔离功能性平衡与不平衡转换器，属于通信技术领域，包括功率分配器和移相器，最终实现一个等效三端口网络，即从输入端口输入信号，两端口分别输出+90°与‑90°的相位，解决了将一个输入信号分成两个输出信号，且输出信号存在180°相位差的技术问题，本发明采用功分器与移相器的巧妙结合，通过两者的超宽带再结合移相器的移相特性来改变信号的输出，最终可实现平衡与不平衡的转换。本发明设计具有体积小、易加工、超宽带、高隔离、性能佳、一致性好等特点，在很多电子系统中具有良好的应用优势。
Description
技术领域
本发明属于通信技术领域，特别涉及一种新型超宽带高隔离功能性平衡与不平衡转换器。
背景技术
5G来临对无线通信信道的数量与频宽更是提出了更加严苛的要求，如何拓宽频宽也成了新的研究热点。与此同时，实现功能性器件的超宽带、高隔离、小型化和高性能也是迫在眉睫的。
一般的巴伦是三端口网络，无法实现输出端口的隔离特性。
发明内容
本发明的目的是提供一种新型超宽带高隔离功能性平衡与不平衡转换器，解决了将一个输入信号分成两个输出信号，且输出信号存在180°相位差的技术问题。
为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：
一种新型超宽带高隔离功能性平衡与不平衡转换器，包括功率分配器和移相器，功率分配器的输入端P1连接输入端口Input，输入端口Input与外部信号相连接，功率分配器中的传输线均为弯曲型结构，其拐角均为圆弧形；
功率分配器设有输出端P2和输出端P3；输出端P2和输出端P3分别连接移相器的端口P4和端口P5，移相器的端口P6连接输出端口Output1、端口P7连接输出端口Output2；
移相器为±90°移相器，用于在器端口P7和端口P6进行短路和断路切换时，180°的相位差。
优选的，所述功率分配器的传输线上还设有用于抵消反射波的匹配网络。
优选的，所述移相器内的传输线采用的也是弯曲型结构，拐角为圆弧形。
优选的，所述功率分配器设有从上至下依次间隔设置的接地板GND1、第三弯曲型传输线L3、第二弯曲型传输线L2、第一弯曲型传输线L1和接地板GND2，第一弯曲型传输线L1通过输入匹配电路T1连接所述输入端P1，第一弯曲型传输线L1还连接第二弯曲型传输线L2，第二弯曲型传输线L2连接第三弯曲型传输线L3，第三弯曲型传输线L3分别通过输出匹配电路T2和输出匹配电路T3,连接所述输出端P2和所述输出端P3；
第一弯曲型传输线L1上还设有电阻R1，电阻R1与第一弯曲型传输线L1设在同一层上；
第二弯曲型传输线L2上还设有电阻R2，电阻R2与第二弯曲型传输线L2设在同一层上；
第三弯曲型传输线L3上设有电阻R3，电阻R3与第三弯曲型传输线L3设在同一层上。
优选的，所述移相器从上至下依次间隔设有接地板GND3、+90°移相单元X1、-90°移相单元X2和接地板GND4，+90°移相单元X1包括从上至下依次间隔设置的第一断路弯曲型耦合传输线M1和第二断路弯曲型耦合传输线M2；
第一断路弯曲型耦合传输线M1的一端断路、另一端连接端口P6，第二断路弯曲型耦合传输线M2的一端连接端口P4、另一端断路；
-90°移相单元X2包括从上至下依次间隔设置的第二短路弯曲型耦合传输线M4和第一短路弯曲型耦合传输线M3；
第一短路弯曲型耦合传输线M3的一端通过短路板D1连接接地板GND4、另一端连接端口P7，第二短路弯曲型耦合传输线M4的一端连接端口P5、另一端通过短路板D1连接接地板GND4。
本发明所述的一种新型超宽带高隔离功能性平衡与不平衡转换器，解决了将一个输入信号分成两个输出信号，且输出信号存在180°相位差的技术问题，本发明采用功分器与移相器的巧妙结合，通过两者的超宽带再结合移相器的移相特性来改变信号的输出，最终可实现平衡与不平衡的转换。本发明设计具有体积小、易加工、超宽带、高隔离、性能佳、一致性好等特点，在很多电子系统中具有良好的应用优势。
附图说明
图1是本发明的原理图方框图；
图2是本发明的相位分析示意图；
图3是本发明的功率分配器的侧面结构示意图；
图4是本发明的功率分配器立体结构示意图；
图5是本发明的移相器的侧面结构示意图；
图6是本发明的移相器的立体结构示意图；
图7是本发明的S仿真曲线；
图8是本发明的相位差仿真曲线图；
图9是本发明的隔离度仿真曲线图。
具体实施方式
如图1-图9所示的一种新型超宽带高隔离功能性平衡与不平衡转换器，包括功率分配器和移相器，功率分配器的输入端P1连接输入端口Input，输入端口Input与外部信号相连接，功率分配器中的传输线均为弯曲型结构，其拐角均为圆弧形；
实现一个超宽带高隔离度的功率分配器，如何真正实现超宽带，调节它本身的匹配很重要，它的传输线与负载连接，相邻的传输线必然会产生一定的反射波，所以本发明增加相应的匹配网络来抵消它的反射，从而来保证功率分配器的超宽带和高隔离度。在功率分配器中采用的弯曲型传输线结构，拐角均为圆弧形，是为了减小反射。
功率分配器设有输出端P2和输出端P3；输出端P2和输出端P3分别连接移相器的端口P4和端口P5，移相器的端口P6连接输出端口Output1、端口P7连接输出端口Output2；
移相器为±90°移相器，用于在器端口P7和端口P6进行短路和断路切换时，180°的相位差。
本发明的移相器采用的是±90°的设计，移相器有四个端口，输入端、直通端、耦合端和隔离端。
若移相器的耦合端和直通端同时断路，信号相位变化为+90°，如图2所示，该相位变化+90°的信号从输出端口Output1输出；
若移相器的耦合端和直通端同时短路，相位变化为-90°，该相位变化-90°的信号从输出端口Output2输出，由此，在短路和断路切换时，就形成了180°的相位差。
本发明利用强耦合的原理来拓宽移相器的带宽。
优选的，所述功率分配器的传输线上还设有用于抵消反射波的匹配网络。
优选的，所述移相器内的传输线采用的也是弯曲型结构，拐角为圆弧形，以减小反射，来增加带宽。
优选的，所述功率分配器设有从上至下依次间隔设置的接地板GND1、第三弯曲型传输线L3、第二弯曲型传输线L2、第一弯曲型传输线L1和接地板GND2，第一弯曲型传输线L1通过输入匹配电路T1连接所述输入端P1，第一弯曲型传输线L1还连接第二弯曲型传输线L2，第二弯曲型传输线L2连接第三弯曲型传输线L3，第三弯曲型传输线L3分别通过输出匹配电路T2和输出匹配电路T3,连接所述输出端P2和所述输出端P3；
第一弯曲型传输线L1上还设有电阻R1，电阻R1与第一弯曲型传输线L1设在同一层上；
第二弯曲型传输线L2上还设有电阻R2，电阻R2与第二弯曲型传输线L2设在同一层上；
第三弯曲型传输线L3上设有电阻R3，电阻R3与第三弯曲型传输线L3设在同一层上。
优选的，所述移相器从上至下依次间隔设有接地板GND3、+90°移相单元X1、-90°移相单元X2和接地板GND4，+90°移相单元X1包括从上至下依次间隔设置的第一断路弯曲型耦合传输线M1和第二断路弯曲型耦合传输线M2；
第一断路弯曲型耦合传输线M1的一端断路、另一端连接端口P6，第二断路弯曲型耦合传输线M2的一端连接端口P4、另一端断路；
-90°移相单元X2包括从上至下依次间隔设置的第二短路弯曲型耦合传输线M4和第一短路弯曲型耦合传输线M3；
第一短路弯曲型耦合传输线M3的一端通过短路板D1连接接地板GND4、另一端连接端口P7，第二短路弯曲型耦合传输线M4的一端连接端口P5、另一端通过短路板D1连接接地板GND4。
本发明通过超宽带高隔离度的功率分配器与超宽带的移相器进行结合最终实现一个等效三端口网络，即从输入端口输入信号，两端口分别输出+90°与-90°的相位，此时相位差为180°，即可实现平衡与不平衡的转换。
本发明所述的一种新型超宽带高隔离功能性平衡与不平衡转换器，解决了将一个输入信号分成两个输出信号，且输出信号存在180°相位差的技术问题，本发明采用功分器与移相器的巧妙结合，通过两者的超宽带再结合移相器的移相特性来改变信号的输出，最终可实现平衡与不平衡的转换。本发明设计具有体积小、易加工、超宽带、高隔离、性能佳、一致性好等特点，在很多电子系统中具有良好的应用优势。
Claims (5)
1.一种新型超宽带高隔离功能性平衡与不平衡转换器，其特征在于：包括功率分配器和移相器，功率分配器的输入端P1连接输入端口Input，输入端口Input与外部信号相连接，功率分配器中的传输线均为弯曲型结构，其拐角均为圆弧形；
功率分配器设有输出端P2和输出端P3；输出端P2和输出端P3分别连接移相器的端口P4和端口P5，移相器的端口P6连接输出端口Output1、端口P7连接输出端口Output2；
移相器为±90°移相器，用于在端口P7和端口P6进行短路和断路切换时，存在180°的相位差。
2.如权利要求1所述的一种新型超宽带高隔离功能性平衡与不平衡转换器，其特征在于：所述功率分配器的传输线上还设有用于抵消反射波的匹配网络。
3.如权利要求1所述的一种新型超宽带高隔离功能性平衡与不平衡转换器，其特征在于：所述移相器内的传输线采用的也是弯曲型结构，拐角为圆弧形。
4.如权利要求1所述的一种新型超宽带高隔离功能性平衡与不平衡转换器，其特征在于：所述功率分配器设有从上至下依次间隔设置的接地板GND1、第三弯曲型传输线L3、第二弯曲型传输线L2、第一弯曲型传输线L1和接地板GND2，第一弯曲型传输线L1通过输入匹配电路T1连接所述输入端P1，第一弯曲型传输线L1还连接第二弯曲型传输线L2，第二弯曲型传输线L2连接第三弯曲型传输线L3，第三弯曲型传输线L3分别通过输出匹配电路T2和输出匹配电路T3,连接所述输出端P2和所述输出端P3；
第一弯曲型传输线L1上还设有电阻R1，电阻R1与第一弯曲型传输线L1设在同一层上；
第二弯曲型传输线L2上还设有电阻R2，电阻R2与第二弯曲型传输线L2设在同一层上；
第三弯曲型传输线L3上设有电阻R3，电阻R3与第三弯曲型传输线L3设在同一层上。
5.如权利要求4所述的一种新型超宽带高隔离功能性平衡与不平衡转换器，其特征在于：所述移相器从上至下依次间隔设有接地板GND3、+90°移相单元X1、-90°移相单元X2和接地板GND4，+90°移相单元X1包括从上至下依次间隔设置的第一断路弯曲型耦合传输线M1和第二断路弯曲型耦合传输线M2；
第一断路弯曲型耦合传输线M1的一端断路、另一端连接端口P6，第二断路弯曲型耦合传输线M2的一端连接端口P4、另一端断路；
-90°移相单元X2包括从上至下依次间隔设置的第二短路弯曲型耦合传输线M4和第一短路弯曲型耦合传输线M3；
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|---|---|---|---|---|
| CN115810891A (zh) * | 2023-01-13 | 2023-03-17 | 安徽蓝讯通信科技有限公司 | 基于ltcc多线耦合的巴伦及通信设备 |
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| CN115810891B (zh) * | 2023-01-13 | 2023-05-12 | 安徽蓝讯通信科技有限公司 | 基于ltcc多线耦合的巴伦及通信设备 |
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