一种基于IPD的高平衡度宽带巴伦制造技术

本实用新型专利技术公开一种基于IPD的高平衡度宽带巴伦。不平衡信号通过输入端口P1，馈入第一微带耦合线，射频信号通过第一平面螺旋结构中第一微带耦合线分别耦合给第二微带耦合线和第三微带耦合线，第二微带耦合线和第三微带耦合线通过微带线将信号传输到第二平面螺旋结构中第二微带耦合线和第三微带耦合线，使得信号从输入到输出端口P2比输出端口P3多传输了半个波长，它们的输出信号幅度相等，相位相反。因此输出端口之间实现180

【技术实现步骤摘要】
一种基于IPD的高平衡度宽带巴伦


[0001]本技术属于微波集成无源器件
，是一种基于IPD的高平衡度宽带巴伦。

技术介绍

[0002]巴伦是一种将不平衡信号转化成平衡信号的微波器件，在射频微波电路中得到广泛的应用，其种类也有很多，例如变压器式巴伦、微带巴伦、同轴线巴伦等。其中微带巴伦设计灵活、容易与微波电路集成，得到广泛的研究。最典型的微带巴伦是Marchand巴伦，它采用耦合线，形式多样。目前，微带Marchand巴伦普遍存在以下问题：首先随着电路设计进一步趋于小型化，对巴伦小型化的要求越来越高，Marchand巴伦是微带巴伦的一种，存在尺寸大的问题；其次传统的Marchand巴伦设计的频带不够宽，无法满足一些宽频带应用场景。

技术实现思路

[0003]本技术的目的在于针对
技术介绍
中所提到的问题，提出一种新颖高平衡度宽通带巴伦，具有较宽的带宽、尺寸小，低插损的良好性能，采用IPD工艺，具有成本低、重量轻、集成度高的优点，并通过优化实现巴伦的小型化、宽频带、高平衡度。
[0004]本技术采用的技术方案如下：
[0005]一种基于IPD的新颖高平衡度宽带巴伦，包括：
[0006]衬底；
[0007]参考地平面，位于衬底的背面；
[0008]耦合线，位于衬底的正面；
[0009]接受不平衡信号单端输入端、一对输出幅度相等且相位差180
°
的平衡信号的输出端口；
[0010]其中，所述耦合线螺旋构成两轴对称的第一、第二平面螺旋结构；
[0011]所述耦合线包括第一微带耦合线、第二微带耦合线和第三微带耦合线；第二微带耦合线和第三微带耦合线分别位于第一微带耦合线的两侧且不接触；第二微带耦合线和第三微带耦合线的电流路径长度相同；
[0012]第一平面螺旋结构中第一微带耦合线的外侧端与第二平面螺旋结构中第一微带耦合线的外侧端连接后通过贯穿衬底的过孔Via2接参考地平面；第一平面螺旋结构中第二微带耦合线和第三微带耦合线的外侧端连接后通过中央馈线接输出端口P2；第二平面螺旋结构中第二微带耦合线和第三微带耦合线的外侧端连接后接输出端口P3；
[0013]第一平面螺旋结构中第一微带耦合线的内侧端通过贯穿衬底的过孔Via1接参考地平面；第二平面螺旋结构中第一微带耦合线的内侧端接输入端口P1；第一平面螺旋结构中第二微带耦合线和第三微带耦合线的外侧端与第二平面螺旋结构中第二微带耦合线和第三微带耦合线的外侧端通过一根微带线连接；该微带线不与其他微带耦合线接触；
[0014]所述第一微带耦合线、第二微带耦合线和第三微带耦合线均包括从下至上设置的
金属层M1、过孔层、金属层M2；
[0015]第一平面螺旋结构和第二平面螺旋结构中每匝均设有交叉结构，所述交叉结构包括第一微带耦合线电流路径调控组件、第二微带耦合线电流路径调控组件和第三微带耦合线电流路径调控组件；
[0016]第一微带耦合线调控组件包括第一微带折线、第一过孔层和第二微带折线；第二微带耦合线电流路径调控组件包括第三微带折线；第三微带耦合线电流路径调控组件包括第四微带折线；第一微带耦合线金属层M2接第一微带折线的一端，第一微带折线的另一端通过第一过孔层连接第二微带折线的一端，第二微带折线的另一端接第一微带耦合线金属层M1；第二微带耦合线金属层M1通过第三微带折线接第三微带耦合线金属层M1；第三微带耦合线金属层M2通过第三微带折线接第二微带耦合线金属层M2；第一微带折线、第二微带折线、第三微带折线、第四微带折线互不接触。
[0017]作为优选，第一微带耦合线、第二微带耦合线间空隙宽度与第二微带耦合线、第三微带耦合线间空隙宽度相同。
[0018]作为优选，第一微带折线、第四微带折线位于上层金属层M2，第二微带折线、第三微带折线位于下层金属层M1。
[0019]作为优选，第一平面螺旋结构、第二平面螺旋结构的间距与第一平面螺旋结构和第二平面螺旋结构内每匝线圈间的距离相等。
[0020]作为优选，第一微带耦合线、第二微带耦合线和第三微带耦合线的线宽相同。
[0021]作为优选，第一、第二平面螺旋结构的匝数为3。
[0022]作为优选，过孔Via1位于第一平面螺旋结构内侧位置。
[0023]作为优选，过孔Via2、端口P1、P2、P3位于第一、第二平面螺旋结构外侧位置。
[0024]本技术的有益效果：
[0025]本技术三线耦合在传统的Marchand巴伦基础上，采用螺旋交叉耦合的结构加强了耦合，提高了巴伦的工作带宽。另一方面通过IPD工艺设计达到了微带巴伦小型化的结果，通过优化实现低插损和输出信号良好的平衡性。
附图说明
[0026]图1为IPD巴伦等效电路结构示意图；
[0027]图2为IPD巴伦芯片结构示意图；
[0028]图3为IPD巴伦芯片的交叉结构示意图；
[0029]图4为IPD巴伦S参数仿真结果图；
[0030]图5为IPD巴伦幅度平衡度结果图；
[0031]图6为IPD巴伦相位平衡度结果图。
具体实施方式
[0032]为了更加清楚地说明本技术解决的问题、采用的技术方案和有益效果，下面结合图示说明本技术的具体实施方式，这里所描述的优选实施例子仅用于说明和解释本技术，并不用以限制本技术，凡是在本技术的精神和原则之内所做的修改、等同替换和改进等，均应在本技术的保护范围之内。
[0033]如图2所示，一种基于IPD的新颖高平衡度宽带巴伦包括衬底；参考地平面，位于衬底的背面；耦合线，位于衬底的正面；接受不平衡信号单端输入端、一对输出幅度相等且相位差180
°
的平衡信号的输出端口；图1为图2IPD巴伦的等效电路结构示意图；
[0034]其中，所述耦合线螺旋构成两轴对称的第一、第二平面螺旋结构；
[0035]所述耦合线包括第一微带耦合线1、第二微带耦合线2和第三微带耦合线3；第二微带耦合线2和第三微带耦合线3分别位于第一微带耦合线1的两侧，且第一微带耦合线1和第二微带耦合线2留有的间隙宽度与第二微带耦合线2和第三微带耦合线3留有的间隙宽度相同；第二微带耦合线2和第三微带耦合线3的电流路径长度相同；
[0036]第一平面螺旋结构中第一微带耦合线1的外侧端与第二平面螺旋结构中第一微带耦合线1的外侧端连接后通过贯穿衬底的过孔Via2接参考地平面；第一平面螺旋结构中第二微带耦合线2和第三微带耦合线3的外侧端通过传输线连接后接输出端口P2；第二平面螺旋结构中第二微带耦合线2和第三微带耦合线3的外侧端通过传输线连接后接输出端口P3；
[0037]第一平面螺旋结构中第一微带耦合线1的内侧端通过贯穿衬底的过孔Via1接参考地平面；第二平面螺旋结构中第一微带耦合线1的内侧端通过中央馈线接输入端口P1；第一平面螺旋结构中第二微带耦合线2和第三微带耦合线3的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于IPD的高平衡度宽带巴伦，其特征在于包括：衬底；参考地平面，位于衬底的背面；耦合线，位于衬底的正面；接受不平衡信号单端输入端、一对输出幅度相等且相位差180
°
的平衡信号的输出端口；其中，所述耦合线螺旋构成两轴对称的第一、第二平面螺旋结构；所述耦合线包括第一微带耦合线、第二微带耦合线和第三微带耦合线；第二微带耦合线和第三微带耦合线分别位于第一微带耦合线的两侧且不接触；第二微带耦合线和第三微带耦合线的电流路径长度相同；第一平面螺旋结构中第一微带耦合线的外侧端与第二平面螺旋结构中第一微带耦合线的外侧端连接后通过贯穿衬底的过孔Via2接参考地平面；第一平面螺旋结构中第二微带耦合线和第三微带耦合线的外侧端连接后通过中央馈线接输出端口P2；第二平面螺旋结构中第二微带耦合线和第三微带耦合线的外侧端连接后接输出端口P3；第一平面螺旋结构中第一微带耦合线的内侧端通过贯穿衬底的过孔Via1接参考地平面；第二平面螺旋结构中第一微带耦合线的内侧端接输入端口P1；第一平面螺旋结构中第二微带耦合线和第三微带耦合线的外侧端与第二平面螺旋结构中第二微带耦合线和第三微带耦合线的外侧端通过一根微带线连接；该微带线不与其他微带耦合线接触；所述第一微带耦合线、第二微带耦合线和第三微带耦合线均包括从下至上设置的金属层M1、过孔层、金属层M2；第一平面螺旋结构和第二平面螺旋结构中每匝均设有交叉结构，所述交叉结构包括第一微带耦合线电流路径调控组件、第二微带耦合线电流路径调控组件和第三微带耦合线电流路径调控组件；第一微带耦合线调控组件包括第一微带折线、第一过孔层和第二微带折线；第二微带耦合线电...

【专利技术属性】
技术研发人员：王高峰，任启翔，曹芽子，
申请(专利权)人：杭州泛利科技有限公司，
类型：新型
国别省市：