SE513345C2

SE513345C2 - balun

Info

Publication number: SE513345C2
Application number: SE9902497A
Authority: SE
Inventors: David Westberg
Original assignee: Ericsson Telefon Ab L M
Priority date: 1999-06-30
Filing date: 1999-06-30
Publication date: 2000-08-28
Also published as: TW431079B; CN1175516C; EP1198861B1; CN1359550A; KR20020013938A; HK1048197B; JP2003503928A; SE9902497D0; EP1198861A1; AU6036900A; HK1048197A1; WO2001001514A1; SE9902497L; CA2377963A1; DE60035694D1

Abstract

The present invention relates to a balun circuit (1B) comprising a first sub-circuit (10) and a second sub-circuit (20) which each correspond to, or essentially to, a lambda /4-wave guide. The first sub-circuit (10) includes a first conductor (10U), a second conductor (10L) and a dielectric layer disposed between said first and second conductors, said conductors being connected together capacitively and inductively. The second sub-circuit (20) includes a first conductor (20U), a second conductor (20L) and a dielectric layer disposed between said first and second conductors, said conductors being connected together capacitively and inductively. A first side on the first conductor (10U) in the first sub-circuit (10) is connected to an input port (P1). A second side on the first conductor (10U) in the first sub-circuit (10) is connected to a first side on the first conductor (20U) in the second sub-circuit (20) via a connecting conductor (15). A second side on the second conductor (10L) in the first sub-circuit (10) is connected to a first output port (P2). A first side on the second conductor (20L) in the second sub-circuit (20) is connected to a second output port (P3). A first open terminating lambda /4-wave guide (30) is connected to a second side on the second conductor (10L) in the first sub-circuit (10), and a second open terminating lambda /4-wave guide (40) is connected to a second side of the second conductor (20L) in the second sub-circuit (20).

Description

513 345 2 sammanfaller med signalfrekvensen. Kapacitansen balanseras då av kondensatorns egen parasitinduktans och ter sig idealt transparent vid den aktuella frekvensen. 513 345 2 coincides with the signal frequency. The capacitance is then balanced by the capacitor's own parasite inductance and appears ideally transparent at the current frequency.

Nämnda diskreta kondensatorer är relativt utrymmeskrävande och tillåts inte helt enkelt att implementeras integrerat i flerlagers mönsterkort eller keramiksubstrat vilket är ett problem.Said discrete capacitors are relatively space consuming and are not simply allowed to be implemented integrated in multilayer printed circuit boards or ceramic substrates, which is a problem.

Dagens baluner måste i allmänhet vid biasering anslutas till en ström- eller spänningskälla via extra diskreta komponenter, detta gäller i synnerhet nämnda Marchand balun, vilket också är ett problem.Today's baluns generally have to be connected to a current or voltage source via extra discrete components, this applies in particular to the said Marchand balun, which is also a problem.

REDoGöRELsE FÖR UPPFINNINGEN Det är ett ändamål med föreliggande uppfinning att åtminstone reducera ovan nämnda problem.SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to at least reduce the above-mentioned problems.

Enligt en första aspekt av föreliggande uppfinning uppnås detta ändamål genom en anordning enligt patentkrav l.According to a first aspect of the present invention, this object is achieved by a device according to claim 1.

En fördel med föreliggande uppfinning är att prestandan blir bättre vad det gäller minskade förluster och bättre fasgàng hos den balanserade signalen.An advantage of the present invention is that the performance is improved in terms of reduced losses and better phasing of the balanced signal.

En annan fördel med föreliggande uppfinning är att den är lättare att simulera jämfört med befintliga lösningar i och inte behöver lita till med att man några modeller för diskreta komponenter.Another advantage of the present invention is that it is easier to simulate compared to existing solutions in and does not have to rely on any models of discrete components.

Uppfinningen kommer nu att beskrivas närmare med hjälp av föredragna utföringsformer och med hänvisning till bifogade ritningar.The invention will now be described in more detail by means of preferred embodiments and with reference to the accompanying drawings.

FIGURBESKRIVNING Figur 1 visar en principskiss av en klassisk Marchand-balun. 513 345 3 Figur 2 visar en principskiss av ett utföringsexempel av en Marchand-balun enligt teknikens ståndpunkt för att undvika DC-mässig kortslutning till jord för den balanserade ”utsignalen.DESCRIPTION OF FIGURES Figure 1 shows a principle sketch of a classic Marchand balun. 513 345 3 Figure 2 shows a schematic diagram of an exemplary embodiment of a Marchand balun according to the prior art to avoid DC short circuit to ground for the balanced “output signal.

Figur 3 visar en principskiss av ett utföringsexempel av en uppfinningsenlig Marchand-balun.Figure 3 shows a schematic diagram of an embodiment of a Marchand balun according to the invention.

FÖREDRAGNA UTFöRINGsFoRMER För att bättre erhålla en förståelse för uppfinningens särdrag hänvisas först till figur 1 och figur 2.PREFERRED EMBODIMENTS In order to better obtain an understanding of the features of the invention, reference is first made to Figure 1 and Figure 2.

I figur 1 visas en utföringsform av en klassisk Marchand- balun 1. Den klassiska Marchand-balunen 1 innefattar en första och en andra subkrets 10 respektive 20. Den första subkretsen 10 innefattar en övre ledare 100, en undre ledare 10L och ett dielektriskt skikt anordnat mellan dessa ledare.Figure 1 shows an embodiment of a classic Marchand balloon 1. The classic Marchand balloon 1 comprises a first and a second subcircuit 10 and 20, respectively. The first subcircuit 10 comprises an upper conductor 100, a lower conductor 10L and a dielectric layer arranged between these leaders.

Den övre ledaren 100 och den undre ledaren 10L i den första subkretsen 10 är kapacitivt och induktivt kopplade till varandra med en viss kopplingskonstant. Den första subkretsen 10 nwtsvarar eller i det närmaste motsvarar en första Ä/4-vågledare. På liknande sätt innefattar den andra subkretsen 20 en övre ledare 200 och en undre ledare 20L och ett dielektriskt skikt anordnat mellan dessa ledare. Den övre ledaren 200 och den undre ledaren 20L i den andra subkretsen 20 är kapacitivt och induktivt kopplade till varandra med en viss kopplingskonstant. Den andra subkretsen motsvarar Ä/4- eller i det närmaste motsvarar en andra vågledare.The upper conductor 100 and the lower conductor 10L in the first subcircuit 10 are capacitively and inductively connected to each other with a certain coupling constant. The first subcircuit 10 nw corresponds to or almost corresponds to a first Ä / 4 waveguide. Similarly, the second subcircuit 20 includes an upper conductor 200 and a lower conductor 20L and a dielectric layer disposed between these conductors. The upper conductor 200 and the lower conductor 20L in the second subcircuit 20 are capacitively and inductively connected to each other with a certain coupling constant. The second subcircuit corresponds to Ä / 4- or almost corresponds to a second waveguide.

Till en första sida på den övre ledaren lOU i den första subkretsen 10 är anordnat en ingång P1. En andra sida pà den övre ledaren lOU i den första subkretsen 10 är anordnad till ledaren 200 i den subkretsen 20 via en förbindningsledare 15. En andra sida pà en första sida pà den övre andra den övre ledaren 20U i den andra subkretsen 20 är öppen. En 513 345 4 första sida pà den undre ledaren l0L i den första subkretsen är anordnad till jord. En andra sida på den undre ledaren 10L i den första subkretsen 10 är anordnad till en första utgàngsport P2. En första sida pà den undre ledaren 2OL i den andra subkretsen 20 är till en utgàngsport P3. En andra sida pà den undre ledaren 20L i den andra subkretsen 20 är anordnad till jord. anordnad andra I figur 2 visas en Marchand-balun 1A. Marchand-balunen 1A skiljer sig från den klassiska Marchand-balunen 1 enligt Dessa figur 1 endast genom tvà kondensatorer 50 och 60. kondensatorer 50 och 60 gör så att den balanserade utsignalen ej kortsluts DC-mässigt till jord. En första kondensator 50 är anordnad mellan utgàngsporten P2 och den andra sidan av den undre ledaren l0L i den första subkretsen . En andra kondensator 60 är anordnad mellan utgàngsporten P3 och den första sidan av den undre ledaren 20L i den andra subkretsen 20.An input P1 is arranged to a first side of the upper conductor 10U in the first subcircuit 10. A second side of the upper conductor 10U of the first subcircuit 10 is provided to the conductor 200 of that subcircuit 20 via a connecting conductor 15. A second side of a first side of the upper second upper conductor 20U of the second subcircuit 20 is open. A first side of the lower conductor 10L in the first subcircuit is arranged to ground. A second side of the lower conductor 10L in the first subcircuit 10 is arranged to a first output port P2. A first side of the lower conductor 2OL in the second subcircuit 20 is to an output port P3. A second side of the lower conductor 20L of the second subcircuit 20 is grounded. arranged in Figure 2 shows a Marchand balun 1A. The Marchand balloon 1A differs from the classic Marchand balloon 1 according to These figures 1 only by two capacitors 50 and 60. capacitors 50 and 60 ensure that the balanced output signal is not short-circuited DC-to-ground. A first capacitor 50 is arranged between the output port P2 and the other side of the lower conductor 10L in the first subcircuit. A second capacitor 60 is provided between the output port P3 and the first side of the lower conductor 20L in the second subcircuit 20.

I figur 3 visas en- utföringsfornx av en uppfinningsenlig balunkrets 1B. Föreliggande utföringsform av den uppfinningsenliga balunkretsen är illustrerad i striplineform, det vill säga att de kopplade ledarna ligger pà olika plan. Den uppfinningsenliga balunkretsen 1B innefattar en första och en andra subkrets 10 respektive 20.Figure 3 shows an embodiment of a balloon circuit 1B according to the invention. The present embodiment of the balloon circuit according to the invention is illustrated in stripline form, i.e. the connected conductors lie on different planes. The balloon circuit 1B according to the invention comprises a first and a second subcircuit 10 and 20, respectively.

Den första subkretsen 10 innefattar en övre ledare l0U, en undre ledare 10L och ett dielektriskt skikt anordnat mellan Den övre ledaren 100 och den undre ledaren l0L är induktivt kopplade till varandra. med en viss kopplingskonstant. Den subkretsen 10 motsvarar eller i det Ä/4-vàgledare. På dessa ledare. i den första subkretsen kapacitivt och närmaste Sätt första motsvarar en första liknande innefattar den andra subkretsen 20 en övre ledare 200 och en undre ledare 20L och ett dielektriskt skikt anordnat mellan Den övre ledaren 20U och den undre ledaren 20L är dessa ledare. i den andra subkretsen kapacitivt och induktivt 513 3545 kopplade till varandra med en viss kopplingskonstant. Den andra subkretsen motsvarar eller i det närmaste motsvarar en andra Å/4-vàgledare.The first subcircuit 10 comprises an upper conductor 10U, a lower conductor 10L and a dielectric layer arranged between the upper conductor 100 and the lower conductor 10L are inductively connected to each other. with a certain coupling constant. That subcircuit 10 corresponds to or in the Ä / 4 waveguide. On these leaders. in the first subcircuit capacitive and the nearest method first corresponds to a first similar, the second subcircuit 20 comprises an upper conductor 200 and a lower conductor 20L and a dielectric layer arranged between the upper conductor 20U and the lower conductor 20L are these conductors. in the second subcircuit capacitively and inductively coupled to each other with a certain coupling constant. The second subcircuit corresponds to or almost corresponds to a second Å / 4 waveguide.

Till en första sida pà den övre ledaren l0U i den första subkretsen 10 är anordnat en ingång P1. En andra sida pà den övre ledaren l0U i den första subkretsen 10 är anordnad till 20U i den subkretsen 20 via en förbindningsledare 15. En andra sida pà en första andra sida på den övre ledaren den övre ledaren 20U i den andra subkretsen 20 är öppen. En första sida pà den undre ledaren 10L i den första subkretsen är anordnad till en första sida av en första öppet terminerande Ä/4-vàgledare 30. En andra sida pà den undre ledaren 10L i den första subkretsen 10 är anordnad till en första utgàngsport P2. En första sida på den undre ledaren 20L i den andra subkretsen 20 är anordnad till en andra utgàngsport P3. En andra sida pà den undre ledaren 2OL i den andra subkretsen 20 är anordnad till en första sida pà en andra öppet terminerande Ä/4-vàgledare 40.An input P1 is arranged to a first side of the upper conductor 10U in the first subcircuit 10. A second side of the upper conductor 10U in the first subcircuit 10 is arranged to 20U in that subcircuit 20 via a connecting conductor 15. A second side of a first second side of the upper conductor the upper conductor 20U in the second subcircuit 20 is open. A first side of the lower conductor 10L in the first subcircuit is arranged to a first side of a first openly terminating A / 4 waveguide 30. A second side of the lower conductor 10L in the first subcircuit 10 is arranged to a first output port P2 . A first side of the lower conductor 20L in the second subcircuit 20 is arranged to a second output port P3. A second side of the lower conductor 2OL in the second subcircuit 20 is arranged to a first side of a second openly terminating A / 4 waveguide 40.

Det dielektriska materialet mellan de övre ledarna l0U och 20U och de undre ledarna 10L och 2OL andra i den första och den subkretsen är anordnade i en skiktstruktur, striplinestruktur. Det är naturligtvis även möjligt att anordna det dielektriska skiktet pá samma plan som den övre och undre ledaren,mikrostripstruktur§ De elektriska ledarna kan vara linjära enligt figur 1 eller av spiraltyp.The dielectric material between the upper conductors 10U and 20U and the lower conductors 10L and 2OL second in the first and that subcircuit are arranged in a layer structure, stripline structure. It is of course also possible to arrange the dielectric layer on the same plane as the upper and lower conductors, microstrip structure. The electrical conductors can be linear according to Figure 1 or of a spiral type.

En punkt 70 mellan en tredje Ä/4-vágledare 30 och den undre ledaren l0L i den första subkretsen 10 fungerar som en RF- En punkt 80 mellan en fjärde 1/4- ledaren 20L i den subkretsen 20 fungerar som en RF-mässigt jordad punkt. mässigt jordad punkt. vàgledare 40 och den Vundre andra Ä/4-vågledarna i 1B kan någon föreliggande utföringsexempel av balunkretsen vara tillverkade av någon metall, exempelvis wolfram eller I silverlegering, koppar, 513 345 6 aluminium. Det dielektriska materialet kan exempelvis vara något keramiskt material, polymert material, något icke ledande organiskt material, kiseldioxid eller kiselnitrid.A point 70 between a third A / 4 waveguide 30 and the lower conductor 10L in the first subcircuit 10 acts as an RF- A point 80 between a fourth 1/4 conductor 20L in that subcircuit 20 acts as an RF-grounded point. moderately grounded point. waveguide 40 and the Vundre second A / 4 waveguides in 1B, any present embodiment of the balloon circuit may be made of any metal, for example tungsten or in silver alloy, copper, aluminum. The dielectric material may be, for example, some ceramic material, polymeric material, some non-conductive organic material, silica or silicon nitride.

Föreliggande balunkrets fungerar för alla våglängder, men rent praktiskt måste längden pà varje Ä/4-vàgledare vara en hanterbar längd.The present balance circuit works for all wavelengths, but in practice the length of each Ä / 4 waveguide must be a manageable length.

Balunkretsen lB kan vara av eller typen mikrostrip stripline.The balancing circuit 1B may be of the microstrip stripline type.

Uppfinningen är naturligtvis inte begränsad till de ovan beskrivna och de på ritningarna visade utföringsformerna, utan kan modifieras inom ramen för de bifogade patentkraven.The invention is of course not limited to the embodiments described above and the embodiments shown in the drawings, but can be modified within the scope of the appended claims.

Claims

A BALANIC CIRCUIT (1B) comprising a first subcircuit (10) and a second subcircuit (20) each corresponding to or substantially corresponding to an X / 4 waveguide, wherein the the first subcircuit (10) comprises a first conductor (10U), a second conductor (10L) and a dielectric layer arranged between said first and second conductors, which conductors are capacitively and inductively connected to each other, the second subcircuit (20) comprising a first conductor (20U), a second conductor (20L) and a dielectric layer arranged between said first and second conductors, which conductors are capacitively and inductively connected to each other, where a first side of the first conductor (10U) in the first subcircuit ( 10) is arranged to an input port (P1), a second side of the first conductor (10U) in the first subcircuit (10) is arranged to a first side of the first conductor (20U) in the second subcircuit (20) via a connecting conductor (15), a second side of the second conductor (IOL) in the first subcircuit (10) is arranged to a first output port (P2) and a first side of the second conductor (20L) in the second subcircuit (20) is arranged to a second output port (P3), characterized in that a first open terminating Ä / 4 waveguide (30) is arranged to a second side of the second conductor (IOL) in the first subcircuit (10) and where a second open terminating Ä / 4 waveguide (40) is arranged to a second side of the second conductor (20L) in the second subcircuit (20). A balancing circuit according to claim 1, characterized in that the balancing circuit is of the stripline type. 3. 513 345 A balloon circuit may have a microstrip type. 8 according to the EV that claims the balance circuit is