基于变压器的差分耦合电路及介质集成悬置线差分耦合器制造技术

本发明专利技术公开了基于变压器的差分耦合电路及介质集成悬置线差分耦合器，设有八个单端端口，形成四个差分端口，每两个差分端口之间均设置一个差分电路，每个差分电路包括二个线圈和四个电容，两个线圈之间并联两个电容，每一个线圈两端并联一个电容，从而保证差分耦合器能够在一定的频段内实现差模工作、共模抑制和交叉模转换抑制。同时，该差分耦合器还具有体积小、重量轻、功耗低、自封装、一体化集成、电磁屏蔽、成本低的特点，进一步提高了所述差分耦合器的性能。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及射频微波电路
，具体涉及基于变压器的差分耦合电路及介质集成悬置线差分耦合器。
技术介绍
随着现代无线通信技术的快速发展，射频集成电路向着高集成度、小体积等方向发展，对电磁抗干扰能力也提出了更高的要求。差分电路，也叫平衡式电路，它与单端电路相比，具有较好的共模抑制功能，具有较高的环境噪声抑制能力。耦合器作为一种功率合成或分配网络，并提供一定的端口间输出相位差，在射频微波电路与系统中广泛应用，可用于混频器、放大器、天线馈电网络等。现有的差分耦合器在一个单端耦合器的四个端口分别连接一个巴伦，再与其他差分电路进行相连，这样做的缺点是差分耦合器工作于差模信号时，共模信号抑制及交叉模信号转换的抑制功能较差，同时，现有的差分耦合器都是基于四分之一波长传输线的结构，电路体积大。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是提供基于变压器的差分耦合电路及介质集成悬置线差分耦合器，解决当前的差分耦合器体积大，工作于差模信号时，共模信号抑制及交叉模信号转换的抑制功能差的问题。本专利技术通过下述技术方案实现：基于变压器的差分耦合电路，包括第一、第二、第三、第四差分电路，每个差分电路具体包括两个电感线圈、两个并联电容和两个跨接电容，其中，两个电感线圈构成变压器结构，两个并联电容分别与两个电感线圈并联，两个跨接电容与两个电感线圈互相间隔形成串联回路，第一、第二、第三、第四差分电路的第一电感线圈依次互相串联形成回路，从第一差分电路的第一电感线圈开始，相邻电感线圈的公共端依次定义为第二、第三、第四、第一单端口，第一、第二、第三、第四差分电路的第二电感线圈互相串联形成回路，从第一差分电路的第二电感线圈开始，相邻电感线圈的公共端依次定义为第六、第七、第八、第五单端口，第一单端口与第五单端口定义为第一差分端口，第二单端口与第六单端口定义为第二差分端口，第三单端口与第七单端口定义为第三差分端口，第四单端口与第八单端口定义为第四差分端口。特别地，所述第一与第三差分电路电感取值均为La，第二与第四差分电路电感取值均为Lb，第一与第三差分电路跨接电容取值均为Cd，并联电容取值均为Cb，第二与第四差分电路跨接电容取值均为Ca，并联电容取值均为Cc,其中，La、Lb、Ca、Cb、Cc、Cd的具体数值满足以下公式，其中，第一差分电路的电感线圈构成的变压器的耦合系数及第三差分电路的电感线圈构成的变压器的耦合系数均为k1，第二差分电路的电感线圈构成的变压器的耦合系数及第四差分电路的电感线圈构成的变压器的耦合系数均为k2，ω0为工作的中心角频率，b＝±jc，Cb、Cc的和为定值的前提下，Cb和Cc各自的取值是任意的。一种介质集成悬置线差分耦合器，包括上述基于变压器的差分耦合电路。特别地，所述的介质集成悬置线差分耦合器，还包括介质集成悬置线平台，所述介质集成悬置线平台包括五层自上而下叠压的双面印制电路板，第三层电路板上、下表面设有基于变压器的差分耦合电路，第二层电路板和第四层电路板分别镂空，从而保证第三层电路板与第一层电路板和第五层电路板之间均形成空气腔体结构。特别地，所述电感线圈构成的变压器均采用两圈互绕的螺旋电感，螺旋电感采用双层互联走线。特别地，所述电容采用平行板电容。特别地，所述第一层至第五层电路板的中间介质的材质依次为Fr4,Fr4，Rogers5880,Fr4,Fr4。特别地，所述第三层电路板上、下表面电路布线用金属通孔进行连接本专利技术与现有技术相比，具有如下的优点和有益效果：本专利技术所述基于变压器的差分耦合电路及介质集成悬置线差分耦合器，设有八个单端端口，形成四个差分端口，每两个差分端口之间均设置一个差分电路，每个差分电路包括二个线圈和四个电容，两个线圈之间并联两个电容，每一个线圈两端并联一个电容，从而保证差分耦合器能够在一定的频段内实现差模工作、共模抑制和交叉模转换抑制。同时，该差分耦合器还具有体积小、重量轻、功耗低、自封装、一体化集成、电磁屏蔽、成本低的特点，进一步提高了所述差分耦合器的性价比。附图说明此处所说明的附图用来提供对本专利技术实施例的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本专利技术实施例的限定。在附图中：图1为本专利技术实施例1提供的基于变压器的差分耦合电路原理图。图2为本专利技术实施例2提供的介质集成悬置线差分耦合器的截面视图。图3为本专利技术实施例2提供的介质集成悬置线差分耦合器的三维立体图。图4为本专利技术实施例2提供的介质集成悬置线差分耦合器的俯视图。图5为本专利技术实施例2提供的介质集成悬置线差分耦合器仿真测试获得的差模散射参数曲线图。图6为本专利技术实施例2提供的介质集成悬置线差分耦合器仿真测试获得的共模散射参数曲线图。图7为本专利技术实施例2提供的介质集成悬置线差分耦合器仿真测试获得的交叉模散射参数曲线图。图8为本专利技术实施例2提供的介质集成悬置线差分耦合器仿真测试获得的差模幅度不平衡度曲线图。图9为本专利技术实施例2提供的介质集成悬置线差分耦合器仿真测试获得的差模相位不平衡度曲线图。为使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施例和附图，对本专利技术作进一步的详细说明，本专利技术的示意性实施方式及其说明仅用于解释本专利技术，并不作为对本专利技术的限定。实施例1本实施例公开了一种基于变压器的差分耦合电路，如图1所示，图1为本专利技术实施例1提供的基于变压器的差分耦合电路原理图。本实施例中，所述基于变压器的差分耦合电路包括四个差分端口，第一差分端口包括第一单端口port1和第五单端口port5，第二差分端口包括第二单端口port2和第六单端口port6，第三差分端口包括第三单端口port3和第七单端口port7，第四差分端口包括第五单端口port5和第八单端口port8；其中，第一差分端口与第二差分端口之间设有第一差分电路，第一差分电路具体包括第一电感线圈L1、第二电感线圈L2、第一并联电容C1、第二并联电容C2、第一跨接电容C3和第二跨接电容C4，第一电感线圈L1和第二电感线圈L2构成变压器结构，变压器耦合系数为K1，第一电感线圈L1设置于第一单端口port1和第二单端口port2之间，第二电感线圈L2设置于第五单端口port5和第六单端口port6之间，第一并联电容C1与第一电感线圈L1并联，第二并联电容C2与第二电感线圈L2并联，第一电感线圈L1、第一跨接电容C3、第二电感线圈L2、第二跨接电容C4依次串联形成回路；第二差分端口与第三差分端口之间设有第二差分电路，第二差分电路具体包括第三电感线圈L3、第四电感线圈L4、第三并联电容C5、第四并联电容C6、第三跨接电容C7、第四跨接电容C8，第三电感线圈L3和第四电感线圈L4构成变压器结构，变压器耦合系数为K2，第三电感线圈L3设置于第六单端口port6和第七单端口port7之间，第四电感线圈L4设置于第二单端口port2和第三单端口port3之间，第三并联电容C5与第三电感线圈L3并联，第四并联电容C6与第四电感线圈L4并联，第三电感线圈L3、第三跨接电容C7、第四电感线圈L4、第四跨接电容C8依次串联形成回路；第三差分端口与第四差分端口之间设有第三差分电路，第三差分电路具体包括第五电感线圈L5、第六电感线圈L6、第五并联电容C9、第六并联电容C10、第五跨接电容C11、第六跨接电容C12，第本文档来自技高网...

【技术保护点】
基于变压器的差分耦合电路，其特征在于，包括第一、第二、第三、第四差分电路，每个差分电路具体包括两个电感线圈、两个并联电容和两个跨接电容，其中，两个电感线圈构成变压器结构，两个并联电容分别与两个电感线圈并联，两个跨接电容与两个电感线圈互相间隔形成串联回路，第一、第二、第三、第四差分电路的第一电感线圈依次互相串联形成回路，从第一差分电路的第一电感线圈开始，相邻电感线圈的公共端依次定义为第二、第三、第四、第一单端口，第一、第二、第三、第四差分电路的第二电感线圈互相串联形成回路，从第一差分电路的第二电感线圈开始，相邻电感线圈的公共端依次定义为第六、第七、第八、第五单端口，第一单端口与第五单端口定义为第一差分端口，第二单端口与第六单端口定义为第二差分端口，第三单端口与第七单端口定义为第三差分端口，第四单端口与第八单端口定义为第四差分端口。

【技术特征摘要】
1.基于变压器的差分耦合电路，其特征在于，包括第一、第二、第三、第四差分电路，每个差分电路具体包括两个电感线圈、两个并联电容和两个跨接电容，其中，两个电感线圈构成变压器结构，两个并联电容分别与两个电感线圈并联，两个跨接电容与两个电感线圈互相间隔形成串联回路，第一、第二、第三、第四差分电路的第一电感线圈依次互相串联形成回路，从第一差分电路的第一电感线圈开始，相邻电感线圈的公共端依次定义为第二、第三、第四、第一单端口，第一、第二、第三、第四差分电路的第二电感线圈互相串联形成回路，从第一差分电路的第二电感线圈开始，相邻电感线圈的公共端依次定义为第六、第七、第八、第五单端口，第一单端口与第五单端口定义为第一差分端口，第二单端口与第六单端口定义为第二差分端口，第三单端口与第七单端口定义为第三差分端口，第四单端口与第八单端口定义为第四差分端口。2.根据权利要求1所述的基于变压器的差分耦合电路，其特征在于，所述第一与第三差分电路电感取值均为La，第二与第四差分电路电感取值均为Lb，第一与第三差分电路跨接电容取值均为Cd，并联电容取值均为Cb，第二与第四差分电路跨接电容取值均为Ca，并联电容取值均为Cc,其中，La、Lb、Ca、Cb、Cc、Cd的具体数值满足以下公式，La=jk1Z0(8bc-1)2w0(b+c)(1-k12)]]>Lb=k2Z0(8b2+4b+1)j2w0c(1-k22)]]>Ca=1w02L2(K2+1)=j2c(1-k2)w0k2Z0(8b2+4b+1)]]>Cd=1w02L1(k1+1)=2(b+...

【专利技术属性】
技术研发人员：马凯学，王勇强，牟首先，
申请(专利权)人：电子科技大学，
类型：发明
国别省市：四川;51