本發(fā)明涉及電路設(shè)計，尤其涉及一種巴倫移相電路。

背景技術(shù)：

1、移相器是相控陣天線及微波無線通訊系統(tǒng)的中的關(guān)鍵元件之一，通過控制微波信號相位的變化，可以實現(xiàn)相控陣天線不同的波束指向，實現(xiàn)對目標的定向探測，隨著相控陣天線技術(shù)的不斷進步，對移相器的帶寬提出了更高要求。

2、巴倫(balun)為一種具有匹配輸入和差分輸出的三端口器件，可設(shè)計在移相器等任何需要在兩條線路上傳輸相位相差180度的電路中。但是，傳統(tǒng)巴倫在工作狀態(tài)下，因耦合微帶線并不是無損的，導(dǎo)致傳統(tǒng)巴倫結(jié)構(gòu)所輸出的差分信號之間存在一定的相位不平衡，從而影響巴倫在工作時的性能，進而導(dǎo)致移相器無誤差的工作帶寬較小。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的在于提供一種巴倫移相電路，用于降低巴倫結(jié)構(gòu)的相位不平衡，提高整體移相精度，解決了傳統(tǒng)巴倫移相結(jié)構(gòu)帶寬偏窄的問題，實現(xiàn)移相電路的超寬帶。

2、為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：

3、一種巴倫移相電路，包括：輸入匹配網(wǎng)絡(luò)、巴倫、開關(guān)網(wǎng)絡(luò)和輸出匹配網(wǎng)絡(luò)；

4、所述輸入匹配網(wǎng)絡(luò)的輸出端連接所述巴倫的輸入端；所述巴倫的輸出端連接所述開關(guān)網(wǎng)絡(luò)的輸入端；所述開關(guān)網(wǎng)絡(luò)的輸出端連接所述輸出匹配網(wǎng)絡(luò)；

5、所述巴倫包括第一初級線圈、第二次級線圈、第三初級線圈、第四次級線圈、第一電容和第二電容；所述第一初級線圈和所述第三初級線圈之間的微帶線與所述輸入匹配網(wǎng)絡(luò)的輸出端相連；所述第二次級線圈和所述第四次級線圈之間的微帶線接地；所述第一初級線圈的輸出端和所述第四次級線圈的輸出端分別與所述開關(guān)網(wǎng)絡(luò)的輸入端相連；所述巴倫為中心對稱的并聯(lián)螺旋結(jié)構(gòu)；所述第一電容一端與所述第一初級線圈相連，所述第一電容另一端接地；所述第二電容一端與所述第四次級線圈相連，所述第二電容另一端接地；所述第一初級線圈的輸出端和所述第四次級線圈的輸出端分別輸出兩個相位相差180°的平衡信號。

6、所述第一初級線圈和所述第二次級線圈相互耦合；所述第三初級線圈和所述第四次級線圈相互耦合。

7、所述第一初級線圈的微帶線和所述第四次級線圈的微帶線的材質(zhì)采用第一金屬層；所述第三初級線圈的微帶線和所述第二次級線圈的微帶線的材質(zhì)采用第二金屬層；所述第一金屬層與所述第二金屬層處于不同層。

8、所述輸入匹配網(wǎng)絡(luò)包括多組輸入匹配電容和多個輸入匹配電感；所述輸入匹配電感連接在任意兩組所述輸入匹配電容之間；每組所述輸入匹配電容對稱連接；所述輸入匹配網(wǎng)絡(luò)的輸入端接收射頻信號；所述輸入匹配網(wǎng)絡(luò)用于對所述巴倫進行阻抗匹配。

9、所述多組輸入匹配電容和多組輸入匹配電感包括：第一組并聯(lián)電容、第一串聯(lián)電感、第二組并聯(lián)電容、第二串聯(lián)電感和第三組并聯(lián)電容；

10、所述第一串聯(lián)電感的一端與所述第一組并聯(lián)電容的一端相連，所述第一串聯(lián)電感的另一端分別與所述第二組并聯(lián)電容的一端和所述第二串聯(lián)電感的一端相連；所述第一組并聯(lián)電容和所述第二組并聯(lián)電容的另一端分別接地；所述第二串聯(lián)電感的另一端分別與所述第三組并聯(lián)電容的一端和所述巴倫相連；所述第三組并聯(lián)電容的另一端接地。

11、所述第一初級線圈和所述第三初級線圈之間的微帶線與所述第二串聯(lián)電感相連。

12、所述開關(guān)網(wǎng)絡(luò)包括第一開關(guān)管、第二開關(guān)管、第三開關(guān)管、第四開關(guān)管、第一電阻、第二電阻、第三電阻和第四電阻；

13、所述第一開關(guān)管的柵極與所述第一電阻的一端相連；所述第一電阻的另一端與電源輸入端相連；所述第一開關(guān)管的源極接地；所述第一開關(guān)管的漏極與所述第二開關(guān)管的漏極相連，所述第二開關(guān)管的源極與所述第四開關(guān)管的漏極相連；所述第二開關(guān)管的柵極與所述第二電阻的一端相連，所述第二電阻的另一端與所述電源輸入端相連；所述第四開關(guān)管的柵極與所述第四電阻的一端相連，所述第四電阻的另一端與所述電源輸入端相連，所述第四開關(guān)管的源極與和所述第三開關(guān)管的漏極相連，所述第三開關(guān)管的柵極與所述第三電阻的一端相連，所述第三電阻的另一端與所述電源輸入端相連；所述第三開關(guān)管的源極接地。

14、所述第一開關(guān)管的漏極連接所述第一初級線圈的輸出端，所述第三開關(guān)管的漏極連接所述第四次級線圈的輸出端。

15、所述輸出匹配網(wǎng)絡(luò)包括輸出匹配電感和輸出匹配電容；所述輸出匹配電感一端與所述開關(guān)網(wǎng)絡(luò)的輸出端相連，另一端與所述輸出匹配電容相連；所述輸出匹配電容的另一端接地；所述輸出匹配網(wǎng)絡(luò)用于輸出處理后的所述射頻信號。

16、所述第三初級線圈和所述第二次級線圈的輸出端分別接地。

17、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明提供的一種巴倫移相電路包括輸入匹配網(wǎng)絡(luò)、巴倫、開關(guān)網(wǎng)絡(luò)和輸出匹配網(wǎng)絡(luò)；所述輸入匹配網(wǎng)絡(luò)的輸出端連接所述巴倫的輸入端；所述巴倫的輸出端連接所述開關(guān)網(wǎng)絡(luò)的輸入端；所述開關(guān)網(wǎng)絡(luò)的輸出端連接所述輸出匹配網(wǎng)絡(luò)；所述巴倫包括第一初級線圈、第二次級線圈、第三初級線圈、第四次級線圈、第一電容和第二電容；所述第一初級線圈和所述第三初級線圈之間的微帶線與所述輸入匹配網(wǎng)絡(luò)的輸出端相連；所述第二次級線圈和所述第四次級線圈之間的微帶線接地；所述第一初級線圈的輸出端和所述第四次級線圈的輸出端分別與所述開關(guān)網(wǎng)絡(luò)的輸入端相連；所述巴倫為中心對稱的并聯(lián)螺旋結(jié)構(gòu)；所述第一電容一端與所述第一初級線圈相連，所述第一電容另一端接地；所述第二電容一端與所述第四次級線圈相連，所述第二電容另一端接地；所述第一初級線圈的輸出端和所述第四次級線圈的輸出端分別輸出兩個相位相差180°的平衡信號。本發(fā)明通過改進的巴倫，將所述第一初級線圈和所述第三初級線圈之間的微帶線與所述輸入匹配網(wǎng)絡(luò)的輸出端相連，將所述第一初級線圈的輸出端和所述第四次級線圈的輸出端分別與所述開關(guān)網(wǎng)絡(luò)的輸入端相連，使巴倫的輸入端和兩個輸出端呈中心對稱結(jié)構(gòu)，采用中心對稱的并列螺旋結(jié)構(gòu)，降低了巴倫結(jié)構(gòu)的相位不平衡，提高了整體并聯(lián)螺旋耦合結(jié)構(gòu)的巴倫移相電路的移相精度，進而解決了傳統(tǒng)巴倫移相結(jié)構(gòu)帶寬偏窄的問題，實現(xiàn)移相電路的超寬帶。

技術(shù)特征：

1.一種巴倫移相電路，其特征在于，包括：輸入匹配網(wǎng)絡(luò)、巴倫、開關(guān)網(wǎng)絡(luò)和輸出匹配網(wǎng)絡(luò)；

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種巴倫移相電路，其特征在于，所述第一初級線圈和所述第二次級線圈相互耦合；所述第三初級線圈和所述第四次級線圈相互耦合。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種巴倫移相電路，其特征在于，所述第一初級線圈的微帶線和所述第四次級線圈的微帶線的材質(zhì)采用第一金屬層；所述第三初級線圈的微帶線和所述第二次級線圈的微帶線的材質(zhì)采用第二金屬層；所述第一金屬層與所述第二金屬層處于不同層。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種巴倫移相電路，其特征在于，所述輸入匹配網(wǎng)絡(luò)包括多組輸入匹配電容和多個輸入匹配電感；所述輸入匹配電感連接在任意兩組所述輸入匹配電容之間；每組所述輸入匹配電容對稱連接；所述輸入匹配網(wǎng)絡(luò)的輸入端接收射頻信號；所述輸入匹配網(wǎng)絡(luò)用于對所述巴倫進行阻抗匹配。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種巴倫移相電路，其特征在于，所述多組輸入匹配電容和多組輸入匹配電感包括：第一組并聯(lián)電容、第一串聯(lián)電感、第二組并聯(lián)電容、第二串聯(lián)電感和第三組并聯(lián)電容；

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種巴倫移相電路，其特征在于，所述第一初級線圈和所述第三初級線圈之間的微帶線與所述第二串聯(lián)電感相連。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種巴倫移相電路，其特征在于，所述開關(guān)網(wǎng)絡(luò)包括第一開關(guān)管、第二開關(guān)管、第三開關(guān)管、第四開關(guān)管、第一電阻、第二電阻、第三電阻和第四電阻；

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種巴倫移相電路，其特征在于，所述第一開關(guān)管的漏極連接所述第一初級線圈的輸出端，所述第三開關(guān)管的漏極連接所述第四次級線圈的輸出端。

9.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種巴倫移相電路，其特征在于，所述輸出匹配網(wǎng)絡(luò)包括輸出匹配電感和輸出匹配電容；所述輸出匹配電感一端與所述開關(guān)網(wǎng)絡(luò)的輸出端相連，另一端與所述輸出匹配電容相連；所述輸出匹配電容的另一端接地；所述輸出匹配網(wǎng)絡(luò)用于輸出處理后的所述射頻信號。

10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種巴倫移相電路，其特征在于，所述第三初級線圈和所述第二次級線圈的輸出端分別接地。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開一種巴倫移相電路，涉及電路設(shè)計技術(shù)領(lǐng)域，以解決傳統(tǒng)巴倫移相結(jié)構(gòu)帶寬偏窄的問題。所述巴倫的輸出端連接所述開關(guān)網(wǎng)絡(luò)的輸入端；所述開關(guān)網(wǎng)絡(luò)的輸出端連接所述輸出匹配網(wǎng)絡(luò)；所述第一初級線圈和所述第三初級線圈之間的微帶線與所述輸入匹配網(wǎng)絡(luò)的輸出端相連；所述第二次級線圈和所述第四次級線圈之間的微帶線接地；所述第一初級線圈的輸出端和所述第四次級線圈的輸出端分別與所述開關(guān)網(wǎng)絡(luò)的輸入端相連；所述第一電容一端與所述第一初級線圈相連，所述第一電容另一端接地；所述第二電容一端與所述第四次級線圈相連，所述第二電容另一端接地。本發(fā)明用于實現(xiàn)移相電路的超寬帶。

技術(shù)研發(fā)人員：郝柏惠,張鈺英,梁全振,梁曉新,閻躍鵬
受保護的技術(shù)使用者：中國科學(xué)院微電子研究所
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/5/8