TWI528627B - 多頻帶之平衡信號轉換器與其線路結構 - Google Patents

多頻帶之平衡信號轉換器與其線路結構 Download PDF

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TWI528627B
TWI528627B TW102114568A TW102114568A TWI528627B TW I528627 B TWI528627 B TW I528627B TW 102114568 A TW102114568 A TW 102114568A TW 102114568 A TW102114568 A TW 102114568A TW I528627 B TWI528627 B TW I528627B
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    • H03H7/00—Multiple-port networks comprising only passive electrical elements as network components
    • H03H7/42—Networks for transforming balanced signals into unbalanced signals and vice versa, e.g. baluns
    • H03H7/425—Balance-balance networks

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  • Surface Acoustic Wave Elements And Circuit Networks Thereof (AREA)

Description

多頻帶之平衡信號轉換器與其線路結構
本發明係有關一種平衡信號轉換器，尤指一種多頻帶之平衡信號轉換器與其線路結構。
通訊技術日新月異，目前無線通訊系統(wireless communication system)中需要射頻(Radio frequency,RF)裝置在多頻帶(Multiple frequency band)下運作，例如，平衡信號轉換器(Balun)，其為多頻帶通訊系統及多工系統中之必要電路元件，且其工作原理係為在與天線相連接的不平衡信號埠(unbalanced port)及接有負載的平衡信號埠(balanced port)之間，將信號從不平衡狀態轉換成平衡狀態，並連接阻抗匹配。平衡信號轉換器的基本結構是由兩相對之同極性線圈所構成。
第1A及1B圖係為習知多頻帶之平衡信號轉換器1的電路圖及其線路結構之上視圖。
如第1A及1B圖所示，習知平衡信號轉換器1係主要利用半導體製程技術製造一可運作兩個RF頻帶之Balun結構於一半導體基板上，亦即將其線路結構1’形成於一基 層1a表面上，該基層1a上具有接地埠16，且該線路結構1’形成有複數電性接觸墊14。
所述之平衡信號轉換器1包括：兩主信號埠17a,17b、電性連接其中一主信號埠17a之第一主電感10a、電性連接另一主信號埠17b之第二主電感10b、分別並聯該第一主電感10a及該第二主電感10b之兩附加電容170、電性連接該第一主電感10a以構成第一轉換電路15a之第一電感11a、電性連接該第二主電感10b以構成第二轉換電路15b之第二電感11b、並聯該第一轉換電路15a之第一電容12a、並聯該第二轉換電路15b之第二電容12b、分別電性連接該第一電容12a之兩第一信號埠18a,18b、以及分別電性連接該第二電容12b之兩第二信號埠19a,19b。
所述之主信號埠17a,17b係為不平衡(unbalanced)信號輸送埠。
所述之第一信號埠18a,18b與第二信號埠19a,19b係為平衡(balanced)信號輸送埠。
惟，習知多頻帶之平衡信號轉換器1中，因需設計兩組電性匹配網絡(Electrical Matching Network)，故該線路結構1’之構件較多，如不平衡信號輸送埠之數目較多，致使材料成本、製作成本均提高，並且需額外切換(Switch)電路，使該平衡信號轉換器1可達成其功能。
再者，該線路結構1’形成於一基層1a之同一表面上，致使該線路結構1’於該基層1a表面之佔用面積極大，而使半導體元件之長度與寬度難以縮小，尤其是還需要形成 兩個主信號埠17a,17b，使該半導體元件之線路分佈面積及體積更加難以縮小，因而電子產品無法滿足微小化之需求。
因此，如何克服習知技術中之種種問題，實已成目前亟欲解決的課題。
鑑於上述習知技術之缺失，本發明提供一種多頻帶之平衡信號轉換器，係包括：一主信號埠；主電感，係電性連接該主信號埠；第一電感，其與該主電感係互感，以構成第一轉換電路；第一電容組，係並聯該第一轉換電路；兩第一信號埠，係分別電性連接該第一電容組；第一主電容，係電性連接於該第一信號埠與該第一電容組之間；第二電感，其與該主電感係互感，以以構成第二轉換電路；第二電容組，係並聯該第二轉換電路；兩第二信號埠，係分別電性連接該第二電容組；以及第二主電容，係電性連接於該第二信號埠與該第二電容組之間。
本發明復提供一種多頻帶之平衡信號轉換器之線路結構，係包括：第一線路層，係包含第一電容組、第一主電容、第二電容組及第二主電容；以及第二線路層，係設於該第一線路層上，該第二線路層包含：一主信號埠；主電感，係電性連接該主信號埠；第一電感，其與該主電感係互感，以構成第一轉換電路，且該第一轉換電路並聯該第一電容組；兩第一信號埠，係分別電性連接該第一電容組，且該第一主電容係電性連接於該第一信號埠與該第一電容組之間；第二電感，其與該主電感係互感，以構成第二轉 換電路，且該第二轉換電路並聯該第二電容組；及兩第二信號埠，係分別電性連接該第二電容組，且該第二主電容係電性連接於該第二信號埠與該第二電容組之間。
前述之線路結構中，該主電感係由第一線圈、延伸部與第二線圈構成，且該延伸部連接該第一與第二線圈。例如，該第一線路層復包含該延伸部，且該第二線路層復包含該第一與第二線圈。再者，該第二線路層中具有導電盲孔，以對應電性連接該第一線圈與該延伸部、及該第二線圈與該延伸部。
前述之線路結構中，復包括複數導電盲孔，係連通該第一與第二線路層，且該些導電盲孔係對應電性連接該第一電感與該第一電容組、該第二電感與該第二電容組。
前述之線路結構中，復包括基層，係承載該第一線路層，該基層具有複數電極，且該電極係對應該主信號埠、第一與第二電容組、第一與第二主電容、及第一與第二信號埠。再包括導電通孔，係連通該基層與第一線路層，且該些導電通孔係對應電性連接該電極與該主信號埠、該電極與該第一信號埠、及該電極與該第二信號埠。
前述之平衡信號轉換器與其線路結構中，該主信號埠係為輸入埠，且該些第一與第二信號埠係為輸出埠。或者，該主信號埠係為輸出埠，且該些第一與第二信號埠係為輸入埠。
前述之平衡信號轉換器與其線路結構中，該兩第一信號埠之間係連接阻抗。或者，該兩第二信號埠之間係連接 阻抗。
前述之平衡信號轉換器與其線路結構中，復包括接地埠，係連接該主電感、第一電感、第一電容組、第二電感與第二電容組。
前述之平衡信號轉換器與其線路結構中，復包括：第三電感，其與該主電感係互感，以構成第三轉換電路；第三電容組，係並聯該第三轉換電路；兩第三信號埠，係分別電性連接該第三電容組；以及第三主電容，係電性連接於該第三信號埠與該第三電容組之間。例如，該第一線路層復包含第三電容組及第三主電容，且該第二線路層復包含第三電感及兩第三信號埠。再者，該主電感係由第一線圈、延伸部、第二線圈與第三線圈構成，該延伸部連接該第一線圈與第三線圈，且該第二線圈與第三線圈係一體相連。又，該第一線路層復包含該延伸部，且該第二線路層復包含該第一、第二與第三線圈。
另外，本發明又提供一種無線網路系統，係包括：天線；射頻切換器，係電性連接該天線；信號發射端，係電性連接該射頻切換器；信號接收端，係電性連接該射頻切換器；濾波器，係電性連接於該射頻切換器與該信號發射端之間、及電性連接於該射頻切換器與該信號接收端之間；以及本發明之平衡信號轉換器，係電性連接於該濾波器與該信號發射端之間、及電性連接於該濾波器與該信號接收端之間，且該主信號埠電性連接該濾波器，該第一與第二信號埠(及該第三信號埠)電性連接該信號發射端及 該信號接收端。
由上可知，本發明之多頻帶之平衡信號轉換器與其線路結構，係藉由兩電感距離相近時會產生互感之設計，只需設計一個主電感，故相較於習知技術之兩個主電感，本發明減少使用一個主電感，且不需形成習知兩組電性匹配網絡。因此，可將電容與電感等被動元件形成於疊層線路結構中，使該電容與電感能分佈於不同線路層中，以減少該平衡信號轉換器之線路結構於基層表面之佔用面積，而能縮小半導體元件之體積。
1、2、3‧‧‧平衡信號轉換器
1’‧‧‧線路結構
1a、30‧‧‧基層
10a‧‧‧第一主電感
10b‧‧‧第二主電感
11a、21a‧‧‧第一電感
11b、21b‧‧‧第二電感
12a、C1‧‧‧第一電容
12b、C2‧‧‧第二電容
14‧‧‧電性接觸墊
15a、25a‧‧‧第一轉換電路
15b、25b‧‧‧第二轉換電路
16、26‧‧‧接地埠
17a、17b、27‧‧‧主信號埠
170、270‧‧‧附加電容
18a、18b、28a、28b‧‧‧第一信號埠
19a、19b、29a、29b‧‧‧第二信號埠
2a‧‧‧低頻轉換途徑
2b‧‧‧高頻轉換途徑
2c‧‧‧中頻轉換途徑
20‧‧‧主電感
200、200’‧‧‧延伸部
201‧‧‧第一線圈
202‧‧‧第二線圈
203‧‧‧第三線圈
21c‧‧‧第三電感
22a‧‧‧第一電容組
22b‧‧‧第二電容組
22c‧‧‧第三電容組
23a‧‧‧第一主電容
23b‧‧‧第二主電容
23c‧‧‧第三主電容
24‧‧‧阻抗
25c‧‧‧第三轉換電路
27a、27b‧‧‧第三信號埠
30a‧‧‧矽晶圓
30b‧‧‧電極
30c、31a、32a‧‧‧介電材
30d‧‧‧鈍化層
301‧‧‧第一共用電極
302‧‧‧第二共用電極
303‧‧‧第三共用電極
31‧‧‧第一線路層
31b‧‧‧第一圖案化線路
310a-310e‧‧‧電性接觸墊
311a-311d‧‧‧轉接墊
32‧‧‧第二線路層
32b‧‧‧第二圖案化線路
33‧‧‧導電通孔
330‧‧‧通孔
34‧‧‧導電盲孔
340‧‧‧盲孔
4‧‧‧濾波器
5‧‧‧放大器
6‧‧‧諧波濾波器
7‧‧‧全球互通微波存取系統
70‧‧‧射頻切換器
71‧‧‧信號發射端
72‧‧‧信號接收端
73‧‧‧天線
C3‧‧‧第三電容
第1A圖係為習知多頻帶之平衡信號轉換器的電路圖；第1B圖係為習知多頻帶之平衡信號轉換器之線路結構之上視圖；第2圖係為本發明多頻帶之平衡信號轉換器之電路示意圖；第3A至3E圖係為本發明之多頻帶之平衡信號轉換器2之線路結構之製法的上視示意圖；其中，第3E’圖係為第3E圖之剖面示意圖；第4A圖係為本發明多頻帶之平衡信號轉換器之另一實施例之電路示意圖；第4B圖係為第4A圖之線路結構之立體圖；第5圖係為平衡信號轉換器運作原理之示意圖；第6A及6B圖係為本發明之兩個差分信號之頻帶、反射損耗與頻率之關係圖； 第6C及6D圖係為本發明之兩個差分信號之振幅強度不平衡之關係圖；第6E及6F圖係為本發明之兩個差分信號之相位差不平衡之關係圖；以及第7圖係為本發明多頻帶之平衡信號轉換器之應用之電路示意圖。
以下藉由特定的具體實施例說明本發明之實施方式，熟悉此技藝之人士可由本說明書所揭示之內容輕易地瞭解本發明之其他優點及功效。
須知，本說明書所附圖式所繪示之結構、比例、大小等，均僅用以配合說明書所揭示之內容，以供熟悉此技藝之人士之瞭解與閱讀，並非用以限定本發明可實施之限定條件，故不具技術上之實質意義，任何結構之修飾、比例關係之改變或大小之調整，在不影響本發明所能產生之功效及所能達成之目的下，均應仍落在本發明所揭示之技術內容得能涵蓋之範圍內。同時，本說明書中所引用之如“第一”、“第二”、“第三”、“主”、“附加”及“一”等之用語，亦僅為便於敘述之明瞭，而非用以限定本發明可實施之範圍，其相對關係之改變或調整，在無實質變更技術內容下，當亦視為本發明可實施之範疇。
第2圖係為本發明之多頻帶之平衡信號轉換器之電路示意圖。如第2圖所示，所述之平衡信號轉換器2係包括：一主信號埠27、兩第一信號埠28a,28b、兩第二信號埠 29a,29b、主電感20、第一電感21a、第一電容組22a、第一主電容23a、第二電感21b、第二電容組22b以及第二主電容23b。
於本實施例中，該平衡信號轉換器2係分為低頻轉換途徑2a(主電感20、第一電感21a、第一電容組22a及第一主電容23a)與高頻轉換途徑2b(主電感20、第二電感21b、第二電容組22b及第二主電容23b)。
所述之主信號埠27係為不平衡(unbalanced)信號輸送埠，其一端係連接附加電容270，而另一端係連接接地埠26。
所述之主電感20係電性連接該主信號埠27。
所述之第一電感21a與該主電感20係互感，以構成第一轉換電路25a。
所述之第一電容組22a係並聯該第一轉換電路25a，且該第一電容組22a係由兩第一電容C1串聯而成。
所述之第一信號埠28a,28b係為低頻之平衡(balanced)信號輸送埠，且分別電性連接該第一電容組22a，並於該兩第一信號埠28a,28b之間連接一阻抗24。
所述之第一主電容23a係有兩個，其中一個第一主電容23a電性連接於其中一第一信號埠28a與該第一電容組22a之間，而另一個第一主電容23a係電性連接於另一第一信號埠28b與該第一電容組22a之間。
所述之第二電感21b與該主電感20係互感，以構成第二轉換電路25b。
所述之第二電容組22b係並聯該第二轉換電路25b，且該第二電容組22b係由兩第二電容C2串聯而成。
所述之第二信號埠29a,29b係為高頻之平衡(balanced)信號輸送埠，且分別電性連接該第二電容組22b，並於該兩第二信號埠29a,29b之間連接一阻抗24。
所述之第二主電容23b係有兩個，其中一個第二主電容23b電性連接於其中一第二信號埠29a與該第二電容組22b之間，而另一個第二主電容23b係電性連接於另一第二信號埠29b與該第二電容組22b之間。
於本實施例中，當兩電感之間的距離接近至一定距離時會產生互感(mutual inductance)。藉由互感之設計，只需一個主電感20即可感應該第一及第二電感21a,21b，而不需形成兩個主電感，亦即第一與第二轉換電路25a,25b共用一主電感20。
再者，該主信號埠27係為輸入埠，且該些第一與第二信號埠28a,28b,29a,29b係為輸出埠；於其它實施例中，該主信號埠27可為輸出埠，且該些第一與第二信號埠28a,28b,29a,29b可為輸入埠。
又，於該第一信號埠28a,28b與該第一電容組22a之間所設置之第一主電容23a之數量可依需求而定，並不限於一個，且於該第二信號埠29a,29b與該第二電容組22b之間所設置之第二主電容23b之數量可依需求而定，並不限於一個。
另外，該平衡信號轉換器2復包括接地埠26，係連接 該主電感20、第一與第二電感21a,21b、及第一與第二電容組22a,22b。
其中，於第2圖所示之平衡信號轉換器2中，各該電容與電感之相關數值如下表所示：
第5圖係為平衡信號轉換器(BALUN)之運作原理。如第5圖所示，係以第2圖中之其中一轉換途徑(低頻)作說明，「a+」係表示為入射波功率(incidence power)，「a-」係表示為反射波功率(reflection power)，「b+」係表示為傳送波功率(transmission power)，S11係表示為反射損耗(Return Loss)，S21係表示為插入損耗(Insertion Loss)，其中，S11=10 log[a-/a+]，S21=10 log[b+/a+]。
本發明之平衡信號轉換器2之設計主要係使頻帶內之訊號頻率之反射損耗S11大，而插入損耗S21小。當頻帶 內信號經過一平衡信號轉換器，即由不平衡信號埠至平衡信號埠，其將變換成頻帶內之兩個差分信號(Differential signal)。因此，該兩信號可由振幅強度及相位差進行觀察。第6A圖係為第2圖中之低頻轉換途徑之兩個差分信號之頻帶B、反射損耗S11與頻率之關係圖。如第6A圖所示，其中一差分信號m1之數據為頻率2.400GHz、頻帶為0.712、反射損耗S11之振幅為13.104，另一差分信號m2之數據為頻率2.500GHz、頻帶為0.764、反射損耗S11之功率為12.509。
第6B圖係為第2圖中之高頻轉換途徑之兩個差分信號之頻帶B、反射損耗S11與頻率之關係圖。如第6B圖所示，其中一差分信號m3之數據為頻率3.300GHz、頻帶為0.827、反射損耗S11之振幅為11.162，另一差分信號m4之數據為頻率3.800GHz、頻帶為0.722、反射損耗S11之功率為10.403。
第6C圖係為第2圖中之低頻轉換途徑之兩個差分信號之振幅強度不平衡(Amplitude Imbalance)之關係圖，所述之振幅強度不平衡係為二個差分信號之振幅強度於平衡信號埠之振幅強度差。如第6C圖所示，其中一差分信號m5之數據為頻率2.400GHz、振幅為0.390，另一差分信號m6之數據為頻率2.500GHz、振幅為0.304。
第6D圖係為第2圖中之高頻轉換途徑之兩個差分信號之振幅強度不平衡之關係圖。如第6D圖所示，其中一差分信號m7之數據為頻率3.300GHz、振幅為0.017，另一 差分信號m8之數據為頻率3.800GHz、振幅為0.914。
第6E圖係為第2圖中之低頻轉換途徑之兩個差分信號之相位差不平衡(Phase Imbalance)之關係圖，所述之不平衡相位差係為二個差分信號之相位差於平衡信號埠之相位差。如第6E圖所示，其中一差分信號m9之數據為頻率2.400GHz、相位差為178.216度，另一差分信號m10之數據為頻率2.500GHz、相位差為178.111度。
第6F圖係為第2圖中之高頻轉換途徑之兩個差分信號之相位差不平衡之關係圖。如第6F圖所示，其中一差分信號m11之數據為頻率3.300GHz、相位差為174.441度，另一差分信號m12之數據為頻率3.800GHz、相位差為172.659度。
由上可知，第6C圖之最大振幅為0.5 dB，第6D圖最大振幅為1.2 dB，第6E圖之最大相位差為178度，第6F圖之最大相位差為174度，係均小於振幅強度不平衡最大值2 dB與相位差不平衡最大值180±10度，因此，該平衡信號轉換器2之平衡信號埠可於頻率為2.4至2.5GHz.與3.3至3.8GH時，產生所要的平衡差分信號。
第3A至3E圖係為本發明之多頻帶之平衡信號轉換器2之線路結構之製法的上視示意圖，第3E’圖係為第3E圖之剖面示意圖。
如第3A及3E’圖所示，提供一矽晶圓30a，以塗佈方式形成一如聚苯並二噁唑(PolyBenzobisOxazole,PBO)之介電材30c於該矽晶圓30a上，再進行圖案化製程以形成 複數電極30b於該介電材30c上，之後以化學氣相沉積(Chemical Vapor Deposition,CVD)方式形成如氮化矽之鈍化層30d於該介電材30c與該些電極30b上，以製成一基層30。
於本實施例中，各該電極30b係為銅材，且其係區分有兩第一共用電極301、兩第二共用電極302與一第三共用電極303。
如第3B及3E’圖所示，形成通孔330於該鈍化層30d上，以露出部分電極30b。
如第3C及3E’圖所示，形成一第一線路層31於該基層30上，且形成導電通孔33於該些通孔330中。
於本實施例中，該第一線路層31係由如聚苯並二噁唑(PBO)之介電材31a及第一圖案化線路31b所構成，該第一圖案化線路31b係形成於該鈍化層30d上並包含複數電性接觸墊310a-310e、附加電容270、延伸部200、第一電容組22a(兩第一電容C1)、兩第一主電容23a、第二電容組22b(兩第二電容C2)及兩第二主電容23b，其中，該延伸部200之兩端、一個第一電容C1與一個第二電容C2係具有轉接墊311a-311d。
再者，第一共用電極301係對應該第一主電容23a，且第二共用電極302係對應該第二主電容23b，而第三共用電極303係對應該附加電容270、第一電容組22a(兩第一電容C1)與第二電容組22b(兩第二電容C2)。
又，該些導電通孔33係連通該基層30與第一線路層 31，且該些導電通孔33係對應電性連接該電極30b與該電性接觸墊310a-310e。
如第3D及3E’圖所示，形成複數盲孔340於該介電材31a上，以露出該附加電容270、一個第一電容C1(無轉接墊311a)、一個第二電容C2(無轉接墊311b)、電性接觸墊310a-310e與轉接墊311a-311d。
如第3E及3E’圖所示，形成一第二線路層32於該第一線路層31上，且形成導電盲孔34於該些盲孔340中。
於本實施例中，該第二線路層32係由如聚苯並二噁唑(PBO)之介電材32a及第二圖案化線路32b所構成。該第二圖案化線路32b係包含第一線圈201、第二線圈202、主信號埠27、第一電感21a、兩第一信號埠28a,28b、第二電感21b、兩第二信號埠29a,29b，其中，該主電感20係由第一線圈201、延伸部200與第二線圈202所構成，且該第一線圈201之一端係為主信號埠27，而該第二線圈202之一端係為主信號埠27之接地埠26。
再者，該些導電盲孔34係連通該第一線路層31與第二線路層32，使該第一電感21a之兩端係藉由導電盲孔34分別電性連接該第一電容C1與轉接墊311a，且該第二電感21b之兩端係藉由導電盲孔34分別電性連接該第二電容C2與轉接墊311b。
又，該第一線圈201之兩端係藉由導電盲孔34分別電性連接該附加電容270(於該主信號埠27處)與延伸部200之轉接墊311c，且該第二線圈202之兩端係藉由導電盲孔 34分別電性連接該電性接觸墊310a(該端作接地埠26用)與延伸部200之轉接墊311d。
另外，該些導電盲孔34係對應電性連接該兩第一信號埠28a,28b與該電性接觸墊310b,310c、及兩第二信號埠29a,29b與該電性接觸墊310d,310e。
之後，可於該第二線路層32之介電材32a上形成開孔，以外露出該主信號埠27、第一信號埠28a,28b、第二信號埠29a,29b及接地埠26，再於外露處上形成導電元件(圖略)，俾供外接其它電子元件(圖略)。
本發明之多頻帶之平衡信號轉換器2之線路結構之主要元件之分佈如下表：
本發明之多頻帶之平衡信號轉換器2係利用整合被動元件(Integrated Passive Devices,IPD)多層堆疊技術，將電容與電感等被動元件形成於疊層線路結構中，使該電容與電感能分佈於不同線路層中，以符合電子元件薄化之需求，且當兩電感之間的距離接近至一定距離時會產生互感。因此，該平衡信號轉換器2藉由互感之設計，而不需形成習知電性匹配網絡，故該電容及電感不需形成於同一線路 層上，以減少該平衡信號轉換器2之線路結構於各該介電材30c,31a,32a表面之佔用面積，而能縮小半導體元件之長度與寬度，使電子產品能滿足微小化之需求。
再者，該平衡信號轉換器2藉由互感之設計，只需設計一個主電感20，即相較於習知技術減少使用一個主電感，不僅成本降低，且減少線路分佈面積及半導體元件之體積，使電子產品更能滿足微小化之需求。
第4A及4B圖係為本發明之多頻帶之平衡信號轉換器3之另一實施例。本實施例與上述實施例之差異僅在於增設一中頻轉換途徑2c。
如第4A圖所示，所述之平衡信號轉換器3復包括：第三電感21c、第三電容組22c(含兩第三電容C3)、第三主電容23c以及兩第三信號埠27a,27b。
於本實施例中，該平衡信號轉換器3係分為低頻轉換途徑2a(主電感20、第一電感21a、第一電容組22a及第一主電容23a)、高頻轉換途徑2b(主電感20、第二電感21b、第二電容組22b及第二主電容23b)與中頻轉換途徑2c(主電感20、第三電感21c、第三電容組22c及第三主電容23c)。
如第4B圖所示，於該平衡信號轉換器3之線路結構中，該第一圖案化線路31b復包含另一延伸部200’、第三電容組22c及第三主電容23c，且該第二圖案化線路32b復包含第三電感21c、兩第三信號埠27a,27b及第三線圈203。
再者，該主電感20係由該第一線圈201、該延伸部200、該第二線圈202與該第三線圈203所構成，該延伸部200藉由導電盲孔連接該第一線圈201與第三線圈203，且該第二線圈202與第三線圈203係一體相連。
又，該第一線圈201之一端係為主信號埠27(其藉由導電盲孔連接附加電容270)，而該第二線圈202之一端係藉由另一延伸部200’連接主信號埠27之接地埠26。
第7圖係為本發明之多頻帶之平衡信號轉換器2,3之應用之電路示意圖。於本實施例中，係用於全球互通微波存取(Worldwide Interoperability for Microwave Access,WiMAX)系統7，其為一種高速無線數據網路WiFi系統，可應用於無線網路存取(Access Point)裝置、無線路由器(Router)、無線網路卡、第三代無線通訊(3G)系統或第四代無線通訊(4G)系統等可攜式電子產品，如手機(cell phone)、平板電腦(tablet computer)等。
如第7圖所示，所述之WiMAX系統7包括：天線73、電性連接該天線73之射頻切換器70、三組電性連接該射頻切換器70之信號發射端71、三組電性連接該射頻切換器70之信號接收端72、諧波濾波器6、濾波器4、放大器5、以及平衡信號轉換器2,3。
於本實施例中，所述之WiMAX系統7為多功能，且該射頻切換器70係為SP4T。
再者，該些信號發射端71與信號接收端72之傳輸頻率可分別為2G(即2.5GHz)、3G(即3.5GHz)及5G(即 5.5GHz)。然而，該WiMAX系統7可接收任合頻率，並不限於上述，特此述明。
又，於該射頻切換器70與該信號發射端71之間係電性連接該諧波濾波器6、放大器5與濾波器4，且於該射頻切換器70與該信號接收端72之間亦電性連接該諧波濾波器6、放大器5與濾波器4。
另外，於該諧波濾波器6與該信號發射端71之間係電性連接該平衡信號轉換器2,3，且於該諧波濾波器6與該信號接收端72之間亦電性連接該平衡信號轉換器2,3。具體地，該主信號埠係電性連接該諧波濾波器6，且該第一與第二信號埠28a,28b,29a,29b(或第三信號埠27a,27b)係電性連接該信號發射端71及該信號接收端72。
綜上所述，本發明之多頻帶之平衡信號轉換器與其線路結構，係藉由互感之設計與多層堆疊技術，以取代習知電性匹配網絡，以縮小半導體元件之體積。
上述實施例係用以例示性說明本發明之原理及其功效，而非用於限制本發明。任何熟習此項技藝之人士均可在不違背本發明之精神及範疇下，對上述實施例進行修改。因此本發明之權利保護範圍，應如後述之申請專利範圍所列。
2‧‧‧平衡信號轉換器
2a‧‧‧低頻轉換途徑
2b‧‧‧高頻轉換途徑
20‧‧‧主電感
21a‧‧‧第一電感
21b‧‧‧第二電感
22a‧‧‧第一電容組
22b‧‧‧第二電容組
23a‧‧‧第一主電容
23b‧‧‧第二主電容
24‧‧‧阻抗
25a‧‧‧第一轉換電路
25b‧‧‧第二轉換電路
26‧‧‧接地埠
27‧‧‧主信號埠
270‧‧‧附加電容
28a、28b‧‧‧第一信號埠
29a、29b‧‧‧第二信號埠
C1‧‧‧第一電容
C2‧‧‧第二電容

Claims (30)

  1. 一種多頻帶之平衡信號轉換器之線路結構，係包括：第一線路層，係包含第一電容組、第一主電容、第二電容組及第二主電容；以及第二線路層，係設於該第一線路層上，該第二線路層包含：一主信號埠；主電感，係電性連接該主信號埠；第一電感，其與該主電感係互感，以構成第一轉換電路，且該第一轉換電路並聯該第一電容組；兩第一信號埠，係分別電性連接該第一電容組，且該第一主電容係電性連接於該第一信號埠與該第一電容組之間；第二電感，其與該主電感係互感，以構成第二轉換電路，且該第二轉換電路並聯該第二電容組；及兩第二信號埠，係分別電性連接該第二電容組，且該第二主電容係電性連接於該第二信號埠與該第二電容組之間。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之線路結構，其中，該兩第一信號埠之間係連接阻抗。
  3. 如申請專利範圍第1項所述之線路結構，其中，該兩第二信號埠之間係連接阻抗。
  4. 如申請專利範圍第1項所述之線路結構，其中，該主信號埠係為輸入埠，且該些第一與第二信號埠係為輸 出埠。
  5. 如申請專利範圍第1項所述之線路結構，其中，該主信號埠係為輸出埠，且該些第一與第二信號埠係為輸入埠。
  6. 如申請專利範圍第1項所述之線路結構，其中，該主電感係由第一線圈、延伸部與第二線圈構成，且該延伸部連接該第一與第二線圈。
  7. 如申請專利範圍第6項所述之線路結構，其中，該第一線路層復包含該延伸部，且該第二線路層復包含該第一與第二線圈。
  8. 如申請專利範圍第7項所述之線路結構，其中，該第二線路層中具有導電盲孔，以對應電性連接該第一線圈與該延伸部、及該第二線圈與該延伸部。
  9. 如申請專利範圍第1項所述之線路結構，復包括接地埠，係連接該主電感、第一電感、第一電容組、第二電感與第二電容組。
  10. 如申請專利範圍第1項所述之線路結構，其中，復包括複數導電盲孔，係連通該第一與第二線路層，且該些導電盲孔係對應電性連接該第一電感與該第一電容組、該第二電感與該第二電容組。
  11. 如申請專利範圍第1項所述之線路結構，復包括基層，係承載該第一線路層，該基層具有複數電極，且該電極係對應該主信號埠、第一與第二電容組、第一與第二主電容、及第一與第二信號埠。
  12. 如申請專利範圍第11項所述之線路結構，復包括導電通孔，係連通該基層與第一線路層，且該些導電通孔係對應電性連接該電極與該主信號埠、該電極與該第一信號埠、及該電極與該第二信號埠。
  13. 如申請專利範圍第1項所述之線路結構，其中，該第一線路層復包含第三電容組及第三主電容，且該第二線路層復包含第三電感及兩第三信號埠，該第三電感與該主電感係互感以構成第三轉換電路，該第三電容組係並聯該第三轉換電路，該兩第三信號埠係分別電性連接該第三電容組，該第三主電容係電性連接於該第三信號埠與該第三電容組之間。
  14. 如申請專利範圍第13項所述之線路結構，其中，該主電感係由第一線圈、延伸部、第二線圈與第三線圈構成，該延伸部連接該第一線圈與第三線圈，且該第二線圈與第三線圈係一體相連。
  15. 如申請專利範圍第14項所述之線路結構，其中，該第一線路層復包含該延伸部，且該第二線路層復包含該第一、第二與第三線圈。
  16. 一種多頻帶之平衡信號轉換器，係包括：一主信號埠；主電感，係電性連接該主信號埠；第一電感，其與該主電感係互感，以構成第一轉換電路；第一電容組，係並聯該第一轉換電路； 兩第一信號埠，係分別電性連接該第一電容組；第一主電容，係電性連接於該第一信號埠與該第一電容組之間；第二電感，其與該主電感係互感，以以構成第二轉換電路；第二電容組，係並聯該第二轉換電路；兩第二信號埠，係分別電性連接該第二電容組；以及第二主電容，係電性連接於該第二信號埠與該第二電容組之間。
  17. 如申請專利範圍第16項所述之平衡信號轉換器，其中，該主信號埠係為輸入埠，且該些第一與第二信號埠係為輸出埠。
  18. 如申請專利範圍第16項所述之平衡信號轉換器，其中，該主信號埠係為輸出埠，且該些第一與第二信號埠係為輸入埠。
  19. 如申請專利範圍第16項所述之平衡信號轉換器，其中，該兩第一信號埠之間係連接阻抗。
  20. 如申請專利範圍第16項所述之平衡信號轉換器，其中，該兩第二信號埠之間係連接阻抗。
  21. 如申請專利範圍第16項所述之平衡信號轉換器，復包括接地埠，係連接該主電感、第一電感、第一電容組、第二電感與第二電容組。
  22. 如申請專利範圍第16項所述之平衡信號轉換器，復包 括：第三電感，其與該主電感係互感，以構成第三轉換電路；第三電容組，係並聯該第三轉換電路；兩第三信號埠，係分別電性連接該第三電容組；以及第三主電容，係電性連接於該第三信號埠與該第三電容組之間。
  23. 一種無線網路系統，係包括：天線；射頻切換器，係電性連接該天線；信號發射端，係電性連接該射頻切換器；信號接收端，係電性連接該射頻切換器；濾波器，係電性連接於該射頻切換器與該信號發射端之間、及電性連接於該射頻切換器與該信號接收端之間；以及如申請專利範圍第16項所述之平衡信號轉換器，係電性連接於該濾波器與該信號發射端之間、及電性連接於該濾波器與該信號接收端之間，且該主信號埠電性連接該濾波器，該第一與第二信號埠電性連接該信號發射端及該信號接收端。
  24. 如申請專利範圍第23項所述之無線網路系統，其中，該主信號埠係為輸入埠，且該些第一與第二信號埠係為輸出埠。
  25. 如申請專利範圍第23項所述之無線網路系統，其中，該主信號埠係為輸出埠，且該些第一與第二信號埠係為輸入埠。
  26. 如申請專利範圍第23項所述之無線網路系統，其中，該兩第一信號埠之間係連接阻抗。
  27. 如申請專利範圍第23項所述之無線網路系統，其中，該兩第二信號埠之間係連接阻抗。
  28. 如申請專利範圍第23項所述之無線網路系統，復包括接地埠，係連接該主電感、第一電感、第一電容組、第二電感與第二電容組。
  29. 如申請專利範圍第23項所述之無線網路系統，復包括：第三電感，其與該主電感係互感，以構成第三轉換電路；第三電容組，係並聯該第三轉換電路；兩第三信號埠，係分別電性連接該第三電容組；以及第三主電容，係電性連接於該第三信號埠與該第三電容組之間。
  30. 如申請專利範圍第29項所述無線網路系統，其中，該第三信號埠係電性連接該信號發射端及該信號接收端。
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