CN117220630B - 一种巴伦阻抗变换器、差分功率放大器及发射机 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种巴伦阻抗变换器、差分功率放大器及发射机，属于集成电路技术领域。包括N个耦合线圈对，每个耦合线圈对包括第一耦合线圈和第二耦合线圈，N为偶数；N个第一耦合线圈串联，第一个第一耦合线圈的第一端和第N个第一耦合线圈的第二端相连作为非平衡信号端；将第i个耦合线圈对和第N+1‑i个耦合线圈对作为第i组耦合线圈对组；第k组耦合线圈对组中一个耦合线圈对的第二耦合线圈的第一端接地，第二端作为第一平衡信号端口，另一个耦合线圈对的第二耦合线圈的第一端作为第二平衡信号端口，第二端接地；剩余耦合线圈对的第二耦合线圈的第一端和第二端接地。本发明的巴伦阻抗变换器具有良好的性能，且结构简单、易于实现，成本低廉。
Description
技术领域
本发明涉及集成电路技术领域，尤其是指一种巴伦阻抗变换器、差分功率放大器及发射机。
背景技术
随着通信技术的迅速发展，射频芯片的性能也在不断提升，而差分工作模式因为其固有的抑制共模噪声等优点，已经成为高性能模拟和混合信号电路的首选。巴伦作为射频芯片中重要的无源器件，其本质是一种非平衡到平衡转换器，且具有阻抗变换的特点，良好的阻抗匹配可以使得信号顺利通过系统而不被反射损耗掉，因此巴伦在差分电路和低电压低功耗电路设计中非常重要。
采用电容和电感元器件实现的巴伦（LC巴伦）仅能应用于窄带应用而不能应用于宽带应用，这是因为LC巴伦的带宽受限于电感L和电容C的性能，而电感L和电容C的谐振频率是有限的，因此导致LC巴伦无法覆盖广泛的频率范围，从而限制巴伦带宽；另外，由于电感L和电容C的LC巴伦需要通过电感L和电容C的组合变换来实现不同的阻抗变换比，随着电感值和电容值的变换，LC巴伦的工作频率也会变化，当LC巴伦工作在高频率时，其插入损耗、平衡度均会随之下降。采用性能较好的电感L和电容C来设计巴伦可以提高巴伦的宽带性能和平衡度，并减小巴伦的插入损耗，但是高性能的电感器件和电容器件往往会增加巴伦的成本和体积。
综上所述，如何设计一种具有良好的宽带特性、阻抗匹配特性及低功耗且结构简单、易于实现、成本低廉的巴伦是目前需要解决的问题。
发明内容
为此，本发明所要解决的技术问题在于克服现有技术中的巴伦无法兼顾良好的性能和小体积、低成本的问题。
为解决上述技术问题，本发明提供了一种巴伦阻抗变换器，包括：
N个耦合线圈对，每个耦合线圈对均包括第一耦合线圈和第二耦合线圈；其中，N为偶数；
所述N个耦合线圈对中的第一耦合线圈串联，其中，第一个耦合线圈对中的第一耦合线圈的第一端和第N个耦合线圈对中的第一耦合线圈的第二端相连作为巴伦阻抗变换器的非平衡信号端口；
将所述N个耦合线圈对中第i个耦合线圈对和第N+1-i个耦合线圈对作为第i组对称设置的耦合线圈对组；其中，i≤N/2；
第k组耦合线圈对组中一个耦合线圈对中的第二耦合线圈的第一端接地，其第二端作为巴伦阻抗变换器的第一平衡信号端口，第k组耦合线圈对组中另一个耦合线圈对中的第二耦合线圈的第一端作为巴伦阻抗变换器的第二平衡信号端口，其第二端接地；其中，k∈i；
N个耦合线圈对中除第k组耦合线圈对组中的两个耦合线圈对之外的剩余N-2个耦合线圈对中的第二耦合线圈的第一端和第二端均接地。
在本发明的一个实施例中，第k组耦合线圈对组中一个耦合线圈对中的第二耦合线圈的第一端和第k组耦合线圈对组中另一个耦合线圈对中的第二耦合线圈的第二端相连接地；
第n组耦合线圈对组中一个耦合线圈对中的第二耦合线圈的第一端和第n组耦合线圈对组中另一个耦合线圈对中的第二耦合线圈的第二端相连接地；
第n组耦合线圈对组中一个耦合线圈对中的第二耦合线圈的第二端和第n组耦合线圈对组中另一个耦合线圈对中的第二耦合线圈的第一端相连接地；
其中，n∈i且n≠k。
在本发明的一个实施例中，k=N/2。
在本发明的一个实施例中，第i组对称设置的耦合线圈对组中的两个耦合线圈对的奇模阻抗相等；
第i组对称设置的耦合线圈对组中的两个耦合线圈对的偶模阻抗相等；
第i组对称设置的耦合线圈对组中的两个耦合线圈对的电长度值相等。
在本发明的一个实施例中，所述第一平衡信号端口的阻抗和所述第二平衡信号端口的阻抗均为所述非平衡信号端口阻抗的一半。
在本发明的一个实施例中，当N为4时，
第一个耦合线圈对中的第一耦合线圈的第一端和第四个耦合线圈对中的第一耦合线圈的第二端相连作为巴伦阻抗变换器的非平衡信号端口；
第二个耦合线圈对中的第二耦合线圈的第二端作为巴伦阻抗变换器的第一平衡信号端口，第三个耦合线圈对中的第二耦合线圈的第一端作为巴伦阻抗变换器的第二平衡信号端口；
第一个耦合线圈对和第四个耦合线圈对中的第二耦合线圈的第一端和第二端均接地；
第二个耦合线圈对中的第二耦合线的第一端和第三个耦合线圈对中的第二耦合线圈的第二端均接地。
在本发明的一个实施例中，第一个耦合线圈对中的第二耦合线圈的第一端和第四个耦合线圈对中的第二耦合线圈的第二端相连接地；
第一个耦合线圈对中的第二耦合线圈的第二端和第四个耦合线圈对中的第二耦合线圈的第一端相连接地；
第二个耦合线圈对中的第二耦合线圈的第一端和第三个耦合线圈对中的第二耦合线圈的第二端相连接地。
在本发明的一个实施例中，所述第一个耦合线圈对的奇模阻抗和所述第四个耦合线圈对的奇模阻抗相同，所述第二和耦合线圈对的奇模阻抗和所述第三个耦合线圈对的奇模阻抗相同；
所述第一个耦合线圈对的偶模阻抗和所述第四个耦合线圈对的偶模阻抗相同，所述第二和耦合线圈对的偶模阻抗和所述第三个耦合线圈对的偶模阻抗相同；
所述第一个耦合线圈对的电长度值和所述第四个耦合线圈对的电长度值相同，所述第二和耦合线圈对的电长度值和所述第三个耦合线圈对的电长度值相同。
本发明还提供了一种差分功率放大器，包括上述的巴伦阻抗变换器，其第一输出端和第二输出端分别连接巴伦阻抗变换器的第一平衡信号端口和第二平衡信号端口。
本发明还提供了一种发射机，包括上述的差分功率放大器。
本发明提供的巴伦阻抗变换器仅由多个耦合线圈对构成，不仅结构简单，易于实现，并且，由于耦合线圈具有较小的特性阻抗和较高的传输速度，能够减小信号的衰减和失真，从而提高了巴伦的宽带性能；另外，本发明提供的巴伦阻抗变换器可以通过改变耦合线圈对的奇模阻抗、偶模阻抗和电长度值实现阻抗变换，易于调试且具有良好的阻抗匹配特性；除此之外，本发明提供的巴伦阻抗变换器采用对称结构，不仅能够有效抑制共模信号的干扰，还能够减小不同端口之间的信号耦合和干扰，具有良好的平衡性能，从而提高信号传输的稳定性和可靠性。本发明提供的巴伦阻抗变换器不仅具有良好的宽带性能和阻抗匹配特性，还兼顾了平衡性能和隔离度，并且结构简单、易于实现，成本低廉。
附图说明
为了使本发明的内容更容易被清楚的理解，下面根据本发明的具体实施例并结合附图，对本发明作进一步详细的说明，其中
图1为本发明提供的一种巴伦阻抗变换器结构示意图；
图2为本发明提供的第二种巴伦阻抗变换器结构示意图；
图3为本发明提供的第三种巴伦阻抗变换器结构示意图；
图4为图3提供的巴伦阻抗变换器的频率响应曲线示意图；其中，图4中的（a）为巴伦阻抗变换器的平衡信号端口幅度随频率的变化曲线示意图，图4中的（b）为巴伦阻抗变换器的平衡信号端口的相位差随频率的变化曲线示意图，图4中的（c）为巴伦阻抗变换器的插入损耗随频率的变化曲线示意图，图4中的（d）为巴伦阻抗变换器的平衡端口隔离度随频率的变化曲线示意图；
图5为图3提供的巴伦阻抗变换器的传输系数和回波损耗随频率的变化曲线示意图；
说明书附图标记说明：11、第一个耦合线圈对；12、第二个耦合线圈对；13、第三个耦合线圈对；14、第四个耦合线圈对；
111、第一个耦合线圈对中的第一耦合线圈；112、第一个耦合线圈对中的第二耦合线圈；121、第二个耦合线圈对中的第一耦合线圈；122、第二个耦合线圈对中的第二耦合线圈；131、第三个耦合线圈对中的第一耦合线圈；132、第三个耦合线圈对中的第二耦合线圈；141、第四个耦合线圈对中的第一耦合线圈；142、第四个耦合线圈对中的第二耦合线圈。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明，以使本领域的技术人员可以更好地理解本发明并能予以实施，但所举实施例不作为对本发明的限定。
本申请实施例提供了一种巴伦阻抗变换器，其具体包括：
N个耦合线圈对，每个耦合线圈对均包括第一耦合线圈和第二耦合线圈；其中，N为偶数；
N个耦合线圈对中的第一耦合线圈串联，其中，第一个耦合线圈对中的第一耦合线圈的第一端和第N个耦合线圈对中的第一耦合线圈的第二端相连作为巴伦阻抗变换器的非平衡信号端口；
将N个耦合线圈对中第i个耦合线圈对和第N+1-i个耦合线圈对作为第i组对称设置的耦合线圈对组；其中，i≤N/2；
第k组耦合线圈对组中一个耦合线圈对中的第二耦合线圈的第一端接地，其第二端作为巴伦阻抗变换器的第一平衡信号端口，第k组耦合线圈对组中另一个耦合线圈对中的第二耦合线圈的第一端作为巴伦阻抗变换器的第二平衡信号端口，其第二端接地；其中，k∈i；
N个耦合线圈对中除第k组耦合线圈对组中的两个耦合线圈对之外的剩余N-2个耦合线圈对中的第二耦合线圈的第一端和第二端均接地。
本申请提供的巴伦阻抗变换器仅由多个耦合线圈对构成，结构简单，易于实现；并且，由于耦合线圈具有较小的特性阻抗和较高的传输速度，能够减小信号的衰减和失真，从而提高了巴伦的宽带性能；另外，本申请提供的巴伦阻抗变换器可以通过改变耦合线圈对的奇模阻抗、偶模阻抗和电长度值实现阻抗变换，易于调试且具有良好的阻抗匹配特性；除此之外，本申请采用偶数个耦合线圈对设计的对称结构的巴伦阻抗变换器，不仅能够有效抑制共模信号的干扰，还能够减小不同端口之间的信号耦合和干扰，具有良好的平衡性能，从而提高信号传输的稳定性和可靠性。
具体地，耦合线圈对的数量N可以为2、4、6、8或其他偶数，其具体数量需要综合考虑巴伦阻抗变换器的性能、体积和成本。作为本申请的具体示例，耦合线圈对的数量N为4，由4个耦合线圈对组成的巴伦阻抗变换器不仅具有良好的宽带特性和阻抗匹配特性，而且相较于更多耦合线圈对设计的巴伦阻抗变换器具有更小的体积和更低的成本。
可选地，在本申请的一些实施例中，耦合线圈对中的第二耦合线圈的接地端可以分别接地，但是，为了使巴伦阻抗变换器的结构完全对称从而提高巴伦阻抗变换器的平衡特性，本申请的一些实施例中对巴伦阻抗变换器的接地端进行了设计：
具体地，将第k组耦合线圈对组中一个耦合线圈对中的第二耦合线圈的第一端和第k组耦合线圈对组中另一个耦合线圈对中的第二耦合线圈的第二端相连接地；
第n组耦合线圈对组中一个耦合线圈对中的第二耦合线圈的第一端和第n组耦合线圈对组中另一个耦合线圈对中的第二耦合线圈的第二端相连接地；
第n组耦合线圈对组中一个耦合线圈对中的第二耦合线圈的第二端和第n组耦合线圈对组中另一个耦合线圈对中的第二耦合线圈的第一端相连接地；
其中，n∈i且n≠k。
可选地，在本申请的一些实施例中，第k组耦合线圈对组可以为耦合线圈对中任意一组，作为优选地，在本申请的一个实施例中，k=N/2，即将第N/2个耦合线圈对中的第二耦合线圈的第二端和第N/2+1个耦合线圈对中的第二耦合线圈的第一端分别作为巴伦阻抗变换器的第一平衡信号端口和第二平衡信号端口。
进一步地，为了使巴伦阻抗变换器完全对称，从而提高巴伦阻抗变换器的平衡度，在本申请的一些实施例中，任意一组耦合线圈对组中的两个耦合线圈对的奇模阻抗、偶模阻抗和电长度值相等。
具体地，由于巴伦阻抗变换器的结构完全对称，且对称设置的两个耦合线圈对的奇模阻抗、偶模阻抗和电长度值相等，所以巴伦阻抗变换器的第一平衡信号端口的阻抗等于第二平衡信号端口的阻抗，并且，第一平衡信号端口和第二平衡信号端口的阻抗均为非平衡信号端口阻抗的一半，从而实现1：2的阻抗变换比。在本申请的其他实施例中，也可以通过调整耦合线圈对的奇模阻抗、偶模阻抗和电长度值改变巴伦阻抗变换器的阻抗变换比，从而实现阻抗匹配。
下面通过三种由4个耦合线圈对（N=4）组成的巴伦阻抗变换器对上述巴伦阻抗变换器进行进一步解释说明：
实施例1
请参阅图1，图1为本申请实施例提供的一种由4个耦合线圈对组成的巴伦阻抗变换器，其包括：
第一个耦合线圈对11、第二个耦合线圈对12、第三个耦合线圈对13、第四个耦合线圈对14；其中，第一个耦合线圈对11和第四个耦合线圈对14作为第一组耦合线圈对组，第二个耦合线圈对12和第三个耦合线圈对13作为第二组耦合线圈对组；
第一个耦合线圈对11中的第一耦合线圈111、第二个耦合线圈对12中的第一耦合线圈121、第三个耦合线圈对13中的第一耦合线圈131、第四个耦合线圈对14中的第一耦合线圈141串联；
第一个耦合线圈对11中的第一耦合线圈111的第一端和第四个耦合线圈对14中的第一耦合线圈141的第二端相连作为巴伦阻抗变换器的非平衡信号端口Unb；
第一个耦合线圈对11中的第二耦合线圈112的第一端接地，其第二端作为巴伦阻抗变换器的第一平衡信号端口Bal1；第四个耦合线圈对14中的第二耦合线圈142的第一端作为巴伦阻抗变换器的第二平衡信号端口Bal2，其第二端接地；
第二个耦合线圈对12中的第二耦合线圈122的第一端和第二端均接地；第三个耦合线圈对13中的第二耦合线圈132的第一端和第二端均接地。
本实施例中将第一个耦合线圈对中的第二耦合线圈的第二端和第四个耦合线圈对中的第二耦合线圈的第一端作为巴伦阻抗变换器的两个平衡信号端口，将所有耦合线圈对中的第二耦合线圈需要接地的端口分别接地。
实施例2
请参阅图2，图2为本申请实施例提供的另一种巴伦阻抗变换器，其具体包括：
第一个耦合线圈对11、第二个耦合线圈对12、第三个耦合线圈对13、第四个耦合线圈对14；其中，第一个耦合线圈对11和第四个耦合线圈对14作为第一组耦合线圈对组，第二个耦合线圈对12和第三个耦合线圈对13作为第二组耦合线圈对组；
第一个耦合线圈对11中的第一耦合线圈111、第二个耦合线圈对12中的第一耦合线圈121、第三个耦合线圈对13中的第一耦合线圈131、第四个耦合线圈对14中的第一耦合线圈141串联；
第一个耦合线圈对11中的第一耦合线圈111的第一端和第四个耦合线圈对14中的第一耦合线圈141的第二端相连作为巴伦阻抗变换器的非平衡信号端口Unb；
第一个耦合线圈对11中的第二耦合线圈112的第二端作为巴伦阻抗变换器的第一平衡信号端口Bal1；第四个耦合线圈对14中的第二耦合线圈142的第一端作为巴伦阻抗变换器的第二平衡信号端口Bal2；
第一个耦合线圈对11中的第二耦合线圈112的第一端和第四个耦合线圈对14中的第二耦合线圈142的第二端相连接地；
第二个耦合线圈对12中的第二耦合线圈122的第一端和第三个耦合线圈对13中的第二耦合线圈132的第二端相连接地；第二个耦合线圈对12中的第二耦合线圈对122的第二端和第三个耦合线圈对13中的第二耦合线圈132的第一端相连接地。
相比于实施例1中的巴伦阻抗变换器，本实施例中所有耦合线圈对中的第二耦合线圈需要接地的端口均采用了对称相连接地的方式，使得巴伦阻抗变换器的结构完全对称，进一步提高了巴伦阻抗变换器的平衡特性。
实施例3
请参阅图3，图3为本申请实施例中提供的第三种巴伦阻抗变换器，其具体包括：
第一个耦合线圈对11、第二个耦合线圈对12、第三个耦合线圈对13、第四个耦合线圈对14；其中，第一个耦合线圈对11和第四个耦合线圈对14作为第一组耦合线圈对组，第二个耦合线圈对12和第三个耦合线圈对13作为第二组耦合线圈对组；
第一个耦合线圈对11中的第一耦合线圈111、第二个耦合线圈对12中的第一耦合线圈121、第三个耦合线圈对13中的第一耦合线圈131、第四个耦合线圈对14中的第一耦合线圈141串联；
第一个耦合线圈对11中的第一耦合线圈111的第一端和第四个耦合线圈对14中的第一耦合线圈141的第二端相连作为巴伦阻抗变换器的非平衡信号端口Unb；
第一个耦合线圈对11中的第二耦合线圈112的第一端和第四个耦合线圈对14中的第二耦合线圈142的第二端相连接地；第一个耦合线圈对11中的第二耦合线圈112的第二端和第四个耦合线圈对14中的第二耦合线圈142的第一端相连接地；
第二个耦合线圈对12中的第二耦合线圈122的第一端和第三个耦合线圈对13中的第二耦合线圈132的第二端相连接地；
第二个耦合线圈对12中的第二耦合线圈122的第二端作为巴伦阻抗变换器的第一平衡信号端口Bal1；第三个耦合线圈对13中的第二耦合线圈132的第一端作为巴伦阻抗变换器的第二平衡信号端口Bal2。
相比于实施例2中提供的巴伦阻抗变换器，本实施例中将第N/2组耦合线圈对组中两个耦合线圈对作为巴伦阻抗变换器的两个平衡信号端口，进一步提升了巴伦阻抗变换器的性能。
进一步地，第一耦合线圈对11的奇模阻抗等于第四耦合线圈对14的奇模阻抗；第二耦合线圈对12的奇模阻抗等于第三耦合线圈对13的奇模阻抗；
第一耦合线圈对11的偶模阻抗等于第四耦合线圈对14的偶模阻抗；第二耦合线圈对12的偶模阻抗等于第三耦合线圈对13的偶模阻抗；
第一耦合线圈对11的电长度值等于第四耦合线圈对14的电长度值；第二耦合线圈对12的电长度值等于第三耦合线圈对13的电长度值。
上述实施例提供的巴伦阻抗变换器可以实现1：2的阻抗变换比，即非平衡信号端口的阻抗为平衡信号端口的阻抗的2倍；示例地，若非平衡信号端口的阻抗Z1=50ohm，则第一平衡信号端口的阻抗Z2=25ohm，第二平衡信号端口的阻抗Z3=25ohm。
请参阅图4，图4为本申请实施例3中提供的巴伦阻抗变换器的频率响应曲线示意图；
如图4中的（a）所示为巴伦阻抗变换器的第一平衡信号端口和第二平衡信号端口的幅度随频率的变化曲线示意图，从图中可以看出，在4GHz~8GHz频率范围内，该巴伦阻抗变换器的两个平衡信号端口具有理想的幅度平衡特性；
如图4中的（b）所示为巴伦阻抗变换器的平衡信号端口的相位差随频率变化的曲线示意图，从图中可以看出，在4GHz~8GHz频率范围内，该巴伦阻抗变换器的两个平衡信号端口之间的相位差始终为180，表明该巴伦阻抗变换器具有良好的相位平衡特性；
如图4中的（c）所示为巴伦阻抗变换器的插入损耗随频率的变化曲线示意图，从图中可以看出，在4GHz~8GHz频率范围内，该巴伦阻抗变换器具有较小的插入损耗；
如图4中的（d）所示为巴伦阻抗变换器的平衡端口隔离度随频率的变化曲线示意图，从图中可以看出，在4GHz~8GHz频率范围内，该巴伦阻抗变换器的平衡端口隔离度始终低于-300dB。
请参阅图5，图5所示为本申请实施例3中提供的巴伦阻抗变换器的传输系数和回波损耗随频率的变化曲线示意图，从图中可以看出，在4GHz~8GHz频率范围内，该巴伦阻抗变换器的非平衡信号端口到两个平衡信号端口的传输系数（即S（2，1））大于-0.1dB，其非平衡信号端口的回波损耗（即S（1，1））小于-20dB。
如表1所示为本申请实施例3中提供的巴伦阻抗变换器的阻抗变换比随频率的变化数据，其中，freq为工作频率，Zin1为非平衡信号端口的阻抗，Zin2为两个平衡信号端口的阻抗；
表1
| freq | Zin1 | Zin2 |
| 4.000GHz | 57.004-j0.048 | 26.769-j2.897 |
| 4.100GHz | 56.214-j1.174 | 26.782-j2.521 |
| 4.200GHz | 55.332-j2.148 | 26.822-j2.166 |
| 4.300GHz | 54.385-j2.965 | 26.888-j1.833 |
| 4.400GHz | 53.396-j3.625 | 26.976-j1.525 |
| 4.500GHz | 52.390-j4.131 | 27.084-j1.243 |
| 4.600GHz | 51.385-j4.491 | 27.208-j0.987 |
| 4.700GHz | 50.400-j4.714 | 27.344-j0.759 |
| 4.800GHz | 49.449-j4.810 | 27.491-j0.559 |
| 4.900GHz | 48.545-j4.789 | 27.643-j0.386 |
| 5.000GHz | 47.697-j4.664 | 27.797-j0.242 |
| 5.100GHz | 46.915-j4.446 | 27.951-j0.125 |
| 5.200GHz | 46.203-j4.146 | 28.100-j0.035 |
| 5.300GHz | 45.567-j3.774 | 28.241+j0.031 |
| 5.400GHz | 45.011-j3.343 | 28.371+j0.074 |
| 5.500GHz | 44.537-j2.860 | 28.486+j0.095 |
| 5.600GHz | 44.147-j2.337 | 28.585+j0.099 |
| 5.700GHz | 43.843-j1.780 | 28.664+j0.088 |
| 5.800GHz | 43.625-j1.200 | 28.722+j0.065 |
| 5.900GHz | 43.494-j0.604 | 28.757+j0.035 |
| 6.000GHz | 43.450-j1.06 | 28.769+j0.000 |
| 6.100GHz | 43.494+j0.604 | 28.757-j0.035 |
| 6.200GHz | 43.625+j1.200 | 28.722-j0.065 |
| 6.300GHz | 43.843+j1.780 | 28.664-j0.088 |
| 6.400GHz | 44.147+j2.337 | 28.585-j0.099 |
| 6.500GHz | 44.537+j2.860 | 28.486-j0.095 |
| 6.600GHz | 45.011+j3.343 | 28.371-j0.074 |
| 6.700GHz | 45.567+j3.774 | 28.241-j0.031 |
| 6.800GHz | 46.203+j4.146 | 28.100+j0.035 |
| 6.900GHz | 46.915+j4.446 | 27.951+j0.125 |
| 7.000GHz | 47.697+j4.664 | 27.797+j0.242 |
| 7.100GHz | 48.545+j4.789 | 27.643+j0.386 |
| 7.200GHz | 49.449+j4.810 | 27.491+j0.559 |
| 7.300GHz | 50.400+j4.714 | 27.344+j0.759 |
| 7.400GHz | 51.385+j4.491 | 27.208+j0.987 |
| 7.500GHz | 52.390+j4.131 | 27.084+j1.243 |
| 7.600GHz | 53.396+j3.625 | 26.976+j1.525 |
| 7.700GHz | 54.385+j2.965 | 26.888+j1.833 |
| 7.800GHz | 55.332+j2.148 | 26.822+j2.166 |
| 7.900GHz | 56.214+j1.174 | 26.782+j2.521 |
| 8.000GHz | 57.004+j0.048 | 26.769+j2.897 |
由表1中的数据可以看出，在4GHz~8GHz频率范围内，该巴伦阻抗变换器可以实现平衡信号端-非平衡信号端1：2的阻抗变换比。
综上，本申请实施例3中提供的巴伦阻抗变换器不仅可以实现1：2的阻抗变换比以及良好的宽带特性，还具有良好的隔离特性和回波损耗特性，除此之外，还具有更高的饱和功率。
基于上述实施例提供巴伦阻抗变换器，本申请实施例还提供了一种差分功率放大器，包括上述的巴伦阻抗变换器，将差分功率放大器的第一输出端和第二输出端分别连接巴伦阻抗变换器的第一平衡信号端口和第二平衡信号端口，从而实现差分功率放大器的输出阻抗匹配。
本申请实施例还提供了一种发射机，包括上述的差分功率放大器。
显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。
Claims (10)
1.一种巴伦阻抗变换器，其特征在于，包括：
N个耦合线圈对，每个耦合线圈对均包括第一耦合线圈和第二耦合线圈；其中，N为偶数；
所述N个耦合线圈对中的第一耦合线圈串联，其中，第一个耦合线圈对中的第一耦合线圈的第一端和第N个耦合线圈对中的第一耦合线圈的第二端相连作为巴伦阻抗变换器的非平衡信号端口；
将所述N个耦合线圈对中第i个耦合线圈对和第N+1-i个耦合线圈对作为第i组对称设置的耦合线圈对组；其中，i≤N/2；
第k组耦合线圈对组中一个耦合线圈对中的第二耦合线圈的第一端接地，其第二端作为巴伦阻抗变换器的第一平衡信号端口，第k组耦合线圈对组中另一个耦合线圈对中的第二耦合线圈的第一端作为巴伦阻抗变换器的第二平衡信号端口，其第二端接地；其中，k∈i；
N个耦合线圈对中除第k组耦合线圈对组中的两个耦合线圈对之外的剩余N-2个耦合线圈对中的第二耦合线圈的第一端和第二端均接地。
2.根据权利要求1所述的巴伦阻抗变换器，其特征在于，
第k组耦合线圈对组中一个耦合线圈对中的第二耦合线圈的第一端和第k组耦合线圈对组中另一个耦合线圈对中的第二耦合线圈的第二端相连接地；
第n组耦合线圈对组中一个耦合线圈对中的第二耦合线圈的第一端和第n组耦合线圈对组中另一个耦合线圈对中的第二耦合线圈的第二端相连接地；
第n组耦合线圈对组中一个耦合线圈对中的第二耦合线圈的第二端和第n组耦合线圈对组中另一个耦合线圈对中的第二耦合线圈的第一端相连接地；
其中，n∈i且n≠k。
3.根据权利要求1所述的巴伦阻抗变换器，其特征在于，k=N/2。
4.根据权利要求1所述的巴伦阻抗变换器，其特征在于，
第i组对称设置的耦合线圈对组中的两个耦合线圈对的奇模阻抗相等；
第i组对称设置的耦合线圈对组中的两个耦合线圈对的偶模阻抗相等；
第i组对称设置的耦合线圈对组中的两个耦合线圈对的电长度值相等。
5.根据权利要求4所述的巴伦阻抗变换器，其特征在于，所述第一平衡信号端口的阻抗和所述第二平衡信号端口的阻抗均为所述非平衡信号端口阻抗的一半。
6.根据权利要求1所述的巴伦阻抗变换器，其特征在于，当N为4时，
第一个耦合线圈对中的第一耦合线圈的第一端和第四个耦合线圈对中的第一耦合线圈的第二端相连作为巴伦阻抗变换器的非平衡信号端口；
第二个耦合线圈对中的第二耦合线圈的第二端作为巴伦阻抗变换器的第一平衡信号端口，第三个耦合线圈对中的第二耦合线圈的第一端作为巴伦阻抗变换器的第二平衡信号端口；
第一个耦合线圈对和第四个耦合线圈对中的第二耦合线圈的第一端和第二端均接地；
第二个耦合线圈对中的第二耦合线的第一端和第三个耦合线圈对中的第二耦合线圈的第二端均接地。
7.根据权利要求6所述的巴伦阻抗变换器，其特征在于，
第一个耦合线圈对中的第二耦合线圈的第一端和第四个耦合线圈对中的第二耦合线圈的第二端相连接地；
第一个耦合线圈对中的第二耦合线圈的第二端和第四个耦合线圈对中的第二耦合线圈的第一端相连接地；
第二个耦合线圈对中的第二耦合线圈的第一端和第三个耦合线圈对中的第二耦合线圈的第二端相连接地。
8.根据权利要求6所述的巴伦阻抗变换器，其特征在于，
所述第一个耦合线圈对的奇模阻抗和所述第四个耦合线圈对的奇模阻抗相同，所述第二个耦合线圈对的奇模阻抗和所述第三个耦合线圈对的奇模阻抗相同；
所述第一个耦合线圈对的偶模阻抗和所述第四个耦合线圈对的偶模阻抗相同，所述第二个耦合线圈对的偶模阻抗和所述第三个耦合线圈对的偶模阻抗相同；
所述第一个耦合线圈对的电长度值和所述第四个耦合线圈对的电长度值相同，所述第二个耦合线圈对的电长度值和所述第三个耦合线圈对的电长度值相同。
9.一种差分功率放大器，其特征在于，包括如权利要求1-8任一项所述的巴伦阻抗变换器，其第一输出端和第二输出端分别连接巴伦阻抗变换器的第一平衡信号端口和第二平衡信号端口。
10.一种发射机，其特征在于，包括如权利要求9所述的差分功率放大器。
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Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN105356858A (zh) * | 2014-08-19 | 2016-02-24 | 华为技术有限公司 | 一种巴伦及功率放大器 |
| CN110380177A (zh) * | 2019-07-25 | 2019-10-25 | 北京邮电大学 | 一种融合阻抗匹配和带通滤波功能的宽带ipd巴伦芯片 |
| CN111988015A (zh) * | 2020-08-26 | 2020-11-24 | 宜确半导体（苏州）有限公司 | 巴伦阻抗变换器、阻抗匹配装置、射频前端电路和终端 |
| CN217693258U (zh) * | 2022-03-31 | 2022-10-28 | 锐磐微电子科技(上海)有限公司 | 推挽功率放大电路及射频前端模组 |
| CN115714586A (zh) * | 2022-10-25 | 2023-02-24 | 深圳飞骧科技股份有限公司 | 变压器耦合式巴伦结构及射频模组 |
| CN116799463A (zh) * | 2023-08-02 | 2023-09-22 | 南开大学 | 新型宽带巴伦结构及其应用 |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20060009186A1 (en) * | 2004-07-08 | 2006-01-12 | Bin Liu | Receiver front-end filtering using low pass filtering and equalization |
-
2023
- 2023-11-08 CN CN202311479370.3A patent/CN117220630B/zh active Active
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN105356858A (zh) * | 2014-08-19 | 2016-02-24 | 华为技术有限公司 | 一种巴伦及功率放大器 |
| CN110380177A (zh) * | 2019-07-25 | 2019-10-25 | 北京邮电大学 | 一种融合阻抗匹配和带通滤波功能的宽带ipd巴伦芯片 |
| CN111988015A (zh) * | 2020-08-26 | 2020-11-24 | 宜确半导体（苏州）有限公司 | 巴伦阻抗变换器、阻抗匹配装置、射频前端电路和终端 |
| CN217693258U (zh) * | 2022-03-31 | 2022-10-28 | 锐磐微电子科技(上海)有限公司 | 推挽功率放大电路及射频前端模组 |
| CN115714586A (zh) * | 2022-10-25 | 2023-02-24 | 深圳飞骧科技股份有限公司 | 变压器耦合式巴伦结构及射频模组 |
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