基于理想反相器的寬帶不等分六端口平衡網絡的制作方法
【技術領域】
[0001] 本發明屬于微波毫米波混合平面集成電路，特別是一種基于理想反相器的寬帶不 等分六端口平衡網絡。
【背景技術】
[0002] 隨著無線通信技術的進步，微波毫米波電路與系統朝著小型化、模塊化和集 成化的方向發展。在通信系統中，不同介質、電路層之間的節點和互聯處存在著復雜 的電磁互擾，因此需要具有共模抑制和減小環境噪聲能力的平衡電路，來抑制這些干 擾。寬頻的多端口平衡電路與系統，由于具有較好的共模抑制和抗干擾特性，在微波 毫米波電路與系統中具有至關重要的地位。微帶-槽線過渡結構已經廣泛用于設計 具有與頻率無關的反相功分器，使用兩個過渡結構：微帶-槽線過渡和槽線-微帶過 渡，就能實現反相器的設計，并且它是實現寬帶魔T和180°混合環的關鍵結構。如文 獻 1 ( aK. U-yen, E. J. ffollack, J. Papapolymerou, and J. Laskar, A broadband planar magic-T using microstrip-slot line transitions,IEEE Trans. Microw.Theory Tech.，vol. 56, no. 1，pp. 172 - 177, Jan. 2008. "），文獻 2 ( "M. E. Bialkowski and Y.Wang, Wideband microstrip 180hybrid utilizing ground slots,IEEE Microw. Wireless Compon. Lett.，vol. 20, no. 9, pp. 495 - 497, Sep. 2010. "），以及文獻3(^卞. Lin,Q.-X. Chu, Z. Gong, and Z.Lin, Compact broadband Gysel power divider with arbitrary power-dividing ratio using microstrip/slotline phase inverter, IEEE Trans. Microw. Theory Tech.，vol. 60, no. 5, pp. 1226 - 1234, May 2012. "），都詳細地介紹 了這種過渡結構的性能及應用，但是基于理想反相器的多端口平衡網絡的設計還較少。在 以往的平衡多端口網絡設計中，一般只是簡單的代替多級的巴倫結構，在性能的改進上還 有所欠缺。如文獻 4 ( "L.S.Wu，B.Xia，and J.F.Mao, A half-mode substrate integrated waveguide ring for two-way power division of balanced circuit，IEEE Microw. Wireless Compon. Lett.，vol. 22, no. 7, Jul. 2012, pp. 333-335. "），以及文獻 5 ( "J. W. May and G. M. Rebeiz, A 40 - 5〇-GHz SiGe 1:8differential power divider using shielded broadside-coupled striplines, IEEE Trans. Microw. Theory Tech. , vol. 56, no. 7, Jul. 20 08, pp. 1575 - 1581. "），都比較詳細地介紹了幾種多端口平衡功率分配合成網絡結構，然而 這些網絡存在一些缺陷：（D電路復雜，尺寸較大；（2)共模抑制帶寬小于60%，差模功分帶 寬小于25%，帶寬滿足不了寬頻通信的要求；（3)功分端口差模共模互換抑制度差。
【發明內容】
[0003] 本發明的目的是提供一種基于理想反相器的寬帶不等分六端口平衡網絡。
[0004] 實現本發明目的的技術解決方案為：一種基于理想反相器的寬帶不等分六端口平 衡網絡，包括微帶線結構和兩個180度的理想寬帶反相器結構，其中第一網絡端口、第二網 絡端口、第三網絡端口、第四網絡端口、第五網絡端口和第六網絡端口分別與六條微帶線相 連，其中第二網絡端口和第三網絡端口位于介質基板的一側，第五網絡端口和第六網絡端 口位于介質基板對稱的另外一側，第一網絡端口和第四網絡端口分別位于介質基板的另外 兩側，第一網絡端口和第四網絡端口位于同一直線上。
[0005] 第一網絡端口與第二網絡端口之間并聯第一微帶線，第一網絡端口與第六網絡端 口之間并聯第二微帶線，第四網絡端口也分別與第三網絡端口和第五網絡端口之間并聯第 一微帶線和第二微帶線，第一微帶線和第二微帶線的長度均為四分之一波長，二者的寬度 不相等；第二網絡端口與第三網絡端口之間、第五網絡端口與第六網絡端口之間均并聯了 等寬度的第三微帶線，第三微帶線的長度為半波長；第二網絡端口與第三網絡端口各自對 應的微帶線的另一端均分別連接長度為四分之一波長的第四微帶線，第五網絡端口與第六 網絡端口各自對應的微帶線的另一端均分別連接長度為四分之一波長的第五微帶線，每根 第四微帶線均與對應的第五微帶線通過具有180度反相特性的反相器連接，上述兩個反相 器關于整個網絡中心對稱；第一網絡端口與第四網絡端口各自對應的微帶線的另一端均分 別連接長度為半波長的第六微帶線。
[0006] 本發明與現有技術相比，其顯著優點為：（1)本發明利用微帶-槽線過渡和槽 線-微帶過渡實現理想反相器，此理想反相器代替半波長傳輸線，使得電路尺寸變小，結構 體積相比于傳統結構減少30%以上；(2)本發明沒有采用復雜寬頻耦合結構，功分損耗較 小，結構帶寬更寬；(3)本發明的功分輸入端口并聯的半波長微帶分支線增加了傳輸零點， 并拓寬了共模抑制的帶寬；(4)本發明的共模抑制端口之間的隔離大于30dB，差模和共模 信號轉換的隔離大于40dB，總體電性能更好。
[0007] 下面結合附圖對本發明作進一步詳細描述。
【附圖說明】
[0008] 圖1為本發明基于理想反相器的寬帶不等分六端口平衡網絡的上層結構示意圖。
[0009] 圖2為本發明基于理想反相器的寬帶不等分六端口平衡網絡的下層結構示意圖。
[0010] 圖3為本發明基于理想反相器的寬帶不等分六端口平衡網絡的反相器結構示意 圖。
[0011] 圖4為本發明基于理想反相器的寬帶不等分六端口平衡網絡的3D結構示意圖。
[0012] 圖5為本發明基于理想反相器的寬帶不等分六端口平衡網絡的共模信號抑制帶 寬、端口隔離的結果圖。
[0013] 圖6為本發明基于理想反相器的寬帶不等分六端口平衡網絡的差模信號功分帶 寬、端口隔離的結果圖。
[0014] 圖7為本發明基于理想反相器的寬帶不等分六端口平衡網絡的共模信號抑制到 差模信號傳輸轉換的結果圖。
[0015] 圖8為本發明基于理想反相器的寬帶不等分六端口平衡網絡的差模信號傳輸到 共模信號抑制轉換的結果圖。
【具體實施方式】
[0016] 本發明公開了一種基于理想反相器的寬帶不等分六端口平衡網絡，包括微帶線結 構和兩個180度的理想寬帶反相器結構，其中第一網絡端口 P1、第二網絡端口 P2、第三網絡 端口 P3、第四網絡端口 P4、第五網絡端口 P5和第六網絡端口 P6分別與六條微帶線1相連， 第二網絡端口 P2和第三網絡端口 P3位于介質基板的一側，第五網絡端口 P5和第六網絡端 口 P6位于介質基板對稱的另外一側，第一網絡端口 P1和第四網絡端口 P4分別位于介質基 板的另外兩側，第一網絡端口 P1和第四網絡端口 P4位于同一直線上；
[0017] 第一網絡端口 P1與第二網絡端口 P2之間并聯第一微帶線3,第一網絡端口 P1與 第六網絡端口 P6之間并聯第二微帶線5,第四網絡端口 P4也分別與第三網絡端口 P3和第 五網絡端口 P5之間并聯第一微帶線3和第二微帶線5,第一微帶線3和第二微帶線5的長 度均為四分之一波長，二者的寬度