【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及芯片，特别是涉及一种卫星通信相控阵用高性能宽带交叉耦合射频gaas滤波巴伦芯片。
技术介绍
1、卫星互联网主要由空间段、地面段、应用段三大部分组成。相控阵终端是卫星互联网应用段的重要组成部分，是卫星网络和用户之间的连接纽带，可为用户提供全球宽带接入、移动通信、物联网通信、定位授时等服务。卫星互联网通信产业的发展，相控阵终端需具备可批量化生产、高集成、小型化等需求。随着无线通信技术的高速发展，通信系统朝着高性能、高可靠性、小型化的方向发展，对滤波器的性能、可靠性和尺寸均提出了更高的要求。移相滤波器单元是相控阵中重要的组成器件之一，为了达到更好的通信质量，要求相控阵中的滤波单元能够具有较低的带内损耗和较高的阻带抑制，并且拥有稳定的相移特性，从而提高通信容量和更灵活的波束指向，为了得到陡峭的衰减边沿及更好的阻带特性，需要增加滤波器的阶数，但这会进一步增大电路尺寸，并且在通带内引入更多的插入损耗。
2、然而同时随着系统小型化的发展，系统中的移相滤波器单元等需要具有较小的尺寸。目前移相滤波器单元的小型化技术主要通过采用新工艺的方法实现整体器件的小型化设，设置在gaas基底上的ipd技术通过采用多种先进半导体加工技术，如光刻、薄膜沉积和刻蚀工艺，使得加工出来的器件在微米级有更高的工艺精度，并且在保证电路高集成度的同时依旧出现较低的相互干扰。
技术实现思路
1、专利技术目的，针对现有技术的不足，本专利技术提供一种卫星通信相控阵用高性能宽带交叉耦合射频gaas滤波巴伦芯片
2、技术方案，为了解决上述技术问题，本专利技术公开了一种卫星通信相控阵用高性能宽带交叉耦合射频gaas滤波巴伦芯片，包括gaas介质基板(31)，接地金属层(32)，所述接地金属层(32)设置在gaas介质基板(31)下层，gaas介质基板(31)上层设置有ipd移相滤波巴伦电路，该电路包含有输入端口(1)，第一输出端口(2)和第二输出端口(3)，以及位于输入输出端口之间的第一传输通路和第二传输通路；
3、所述输入端口(1)、第一输出端口(2)、第二输出端口(3)均为地—信号—地gsg结构，分别设置于gaas介质基板(31)两侧，所述输入端口(1)与第一输出端口(2)、第二输出端口(3)正对；ipd移相滤波巴伦电路通过接地柱(30)贯穿gaas介质基板(31)与接地金属层(32)连接；第一传输通路和第二传输通路位于gaas介质基板(31)另外两侧，并且正对；
4、所述第一传输通路由第一谐振网络，第一输入外部耦合网络和第一输出外部耦合网络构成；第二传输通路由第二谐振网络，第二输入外部耦合网络和第二输出外部耦合网络构成；所述第一谐振网络通过第一输入外部耦合网络与输入端口(1)连接，通过第一输出外部耦合网络构成和第一输出端口(2)连接；所述第二谐振网络通过第二输入外部耦合网络与输入端口(1)连接，通过第二输出外部耦合网络与第二输出端口(3)连接。
5、进一步的，所述第一谐振网络包括第一谐振器、第二谐振器、第三谐振器，其中，第一电感(4)的一端通过微带连接线和第一电容(5)的一端连接，第一电感(4)和第一电容(5)的另一端均通过接地柱(30)接地实现并联构成第一谐振器；第二电感(6)一端通过微带线和第二电容(7)的一端连接，第二电感(6)和第二电容(7)另一端均通过接地柱(30)接地实现并联构成第二谐振器；第三电感(8)的一端通过微带连接线和第三电容(9)的一端连接，第三电感(8)和第三电容(9)的另一端均通过接地柱(30)接地实现并联构成第三谐振器；
6、第一谐振器和第二谐振器之间用第一内部耦合电感(10)进行连接耦合，第二谐振器和第三谐振器之间用第二内部耦合电感(11)进行连接耦合，第一谐振器和第三谐振器之间用第三内部耦合电感(12)进行连接耦合，第一谐振器、第二谐振器、第三谐振器机器内部耦合元件成三角形排列构成第一谐振网络，且第三内部耦合电感(12)的左端为第一谐振网络的输入端，右端为第一谐振网络的输出端。
7、进一步的，所述第一输入外部耦合网络由第一输入外部耦合电感(13)和第一输入外部耦合电容(14)组成，第一输入外部耦合电感(13)一端与输入端口(1)相连，另一端通过微带连接线与第一谐振网络输入端相连，第一输入外部耦合电容(14)一端和第一输入外部耦合电感(13)相连，另一端通过接地柱(30)接地，第一输入外部耦合网络实现输入端口(1)和第一谐振网络的耦合。
8、进一步的，所述第一输出外部耦合网络由第一输出外部耦合电感(15)和第一输出外部耦合电容(16)组成，第一输出外部耦合电感(15)一端与第一输出端口(2)相连，另一端通过微带连接线与第一谐振网络输出端相连，第一输出外部耦合电容(16)一端和第一输出外部耦合电感(15)相连，另一端通过接地柱(30)接地，第一输出外部耦合网络实现第一输出端口(2)和第一谐振网络的耦合。
9、进一步的，所述第二谐振网络包括第四谐振器、第五谐振器、第六谐振器，第四电感(17)的一端通过微带连接线和第四电容(18)的一端连接，第四电感(17)和第四电容(18)的另一端均通过接地柱(30)接地实现并联构成第四谐振器；第五电感(21)的一端通过微带连接线和第五电容(22)的一端连接，第五电感(21)和第五电容(22)的另一端均通过接地柱(30)接地实现并联构成第五谐振器；第六电感(19)一端通过微带连接线和第三电容(20)的一端连接，第六电感(19)和第三电容(20)另一端均通过接地柱(30)接地实现并联构成第六谐振器；
10、所述第四谐振器和所述第五谐振器之间通过第一内部耦合电容(24)进行连接耦合，所述第五谐振器和所述第六谐振器之间用第四内部耦合电感(23)进行连接耦合，所述第四谐振器和第六谐振器之间用第二内部耦合电容(25)进行连接耦合，第四谐振器、第五谐振器、第六谐振器即其内部耦合元件成三角形排列构成第二谐振网络，且第二内部耦合电容(25)的左端为第二谐振网络的输入端，右端为第二谐振网络的输出端。
11、进一步的，所述第二输入外部耦合网络由第二输入外部耦合电感(26)和第二输入外部耦合电容(27)组成，第二输入外部耦合电感(26)一端与输入端口(1)相连，另一端通过微带连接线与第二谐振网络输入端相连，第二输入外部耦合电容(27)一端和第二输入外部耦合电感(26)相连，另一端通过接地柱(30)接地，第二输入外部耦合网络实现输入端口(1)和第二谐振网络的耦合。
12、进一步的，所述第二输出外部耦合网络由第二输出外部耦合电感(28)和第二输出外部耦合电容(29)组成，第二输出外部耦合电感(28)一端与第二输出端口(3)相连，另一端通过微带连接线与第二谐振网络输出端相连，第二输出外部耦合电容(29)一端和第二输出外部耦合电感(28)另一端相连，另一端通过接地柱(30)接地，第二输出外部耦合网络实现第二输出端口(3)和第二谐振网络的耦合。
13、有益效果，与现有技术相比，本本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种卫星通信相控阵用高性能宽带交叉耦合射频GaAs滤波巴伦芯片，其特征在于，包括GaAs介质基板(31)，接地金属层(32)，所述接地金属层(32)设置在GaAs介质基板(31)下层，GaAs介质基板(31)上层设置有IPD移相滤波巴伦电路，该电路包含有输入端口(1)，第一输出端口(2)和第二输出端口(3)，以及位于输入输出端口之间的第一传输通路和第二传输通路；
2.根据权利要求1所述的一种卫星通信相控阵用高性能宽带交叉耦合射频GaAs滤波巴伦芯片，其特征在于，所述第一谐振网络包括第一谐振器、第二谐振器、第三谐振器，其中，第一电感(4)的一端通过微带连接线和第一电容(5)的一端连接，第一电感(4)和第一电容(5)的另一端均通过接地柱(30)接地实现并联构成第一谐振器；第二电感(6)一端通过微带线和第二电容(7)的一端连接，第二电感(6)和第二电容(7)另一端均通过接地柱(30)接地实现并联构成第二谐振器；第三电感(8)的一端通过微带连接线和第三电容(9)的一端连接，第三电感(8)和第三电容(9)的另一端均通过接地柱(30)接地实现并联构成第三谐振器；
4.根据权利要求1所述的一种卫星通信相控阵用高性能宽带交叉耦合射频GaAs滤波巴伦芯片，其特征在于，所述第一输出外部耦合网络由第一输出外部耦合电感(15)和第一输出外部耦合电容(16)组成，第一输出外部耦合电感(15)一端与第一输出端口(2)相连，另一端通过微带连接线与第一谐振网络输出端相连，第一输出外部耦合电容(16)一端和第一输出外部耦合电感(15)相连，另一端通过接地柱(30)接地，第一输出外部耦合网络实现第一输出端口(2)和第一谐振网络的耦合。
5.根据权利要求1所述的一种卫星通信相控阵用高性能宽带交叉耦合射频GaAs滤波巴伦芯片，其特征在于，所述第二谐振网络包括第四谐振器、第五谐振器、第六谐振器，第四电感(17)的一端通过微带连接线和第四电容(18)的一端连接，第四电感(17)和第四电容(18)的另一端均通过接地柱(30)接地实现并联构成第四谐振器；第五电感(21)的一端通过微带连接线和第五电容(22)的一端连接，第五电感(21)和第五电容(22)的另一端均通过接地柱(30)接地实现并联构成第五谐振器；第六电感(19)一端通过微带连接线和第三电容(20)的一端连接，第六电感(19)和第三电容(20)另一端均通过接地柱(30)接地实现并联构成第六谐振器；
6.根据权利要求1所述的一种卫星通信相控阵用高性能宽带交叉耦合射频GaAs滤波巴伦芯片，其特征在于，所述第二输入外部耦合网络由第二输入外部耦合电感(26)和第二输入外部耦合电容(27)组成，第二输入外部耦合电感(26)一端与输入端口(1)相连，另一端通过微带连接线与第二谐振网络输入端相连，第二输入外部耦合电容(27)一端和第二输入外部耦合电感(26)相连，另一端通过接地柱(30)接地，第二输入外部耦合网络实现输入端口(1)和第二谐振网络的耦合。
7.根据权利要求1所述的一种卫星通信相控阵用高性能宽带交叉耦合射频GaAs滤波巴伦芯片，其特征在于，所述第二输出外部耦合网络由第二输出外部耦合电感(28)和第二输出外部耦合电容(29)组成，第二输出外部耦合电感(28)一端与第二输出端口(3)相连，另一端通过微带连接线与第二谐振网络输出端相连，第二输出外部耦合电容(29)一端和第二输出外部耦合电感(28)另一端相连，另一端通过接地柱(30)接地，第二输出外部耦合网络实现第二输出端口(3)和第二谐振网络的耦合。
...【技术特征摘要】
1.一种卫星通信相控阵用高性能宽带交叉耦合射频gaas滤波巴伦芯片，其特征在于，包括gaas介质基板(31)，接地金属层(32)，所述接地金属层(32)设置在gaas介质基板(31)下层，gaas介质基板(31)上层设置有ipd移相滤波巴伦电路，该电路包含有输入端口(1)，第一输出端口(2)和第二输出端口(3)，以及位于输入输出端口之间的第一传输通路和第二传输通路；
2.根据权利要求1所述的一种卫星通信相控阵用高性能宽带交叉耦合射频gaas滤波巴伦芯片，其特征在于，所述第一谐振网络包括第一谐振器、第二谐振器、第三谐振器，其中，第一电感(4)的一端通过微带连接线和第一电容(5)的一端连接，第一电感(4)和第一电容(5)的另一端均通过接地柱(30)接地实现并联构成第一谐振器；第二电感(6)一端通过微带线和第二电容(7)的一端连接，第二电感(6)和第二电容(7)另一端均通过接地柱(30)接地实现并联构成第二谐振器；第三电感(8)的一端通过微带连接线和第三电容(9)的一端连接，第三电感(8)和第三电容(9)的另一端均通过接地柱(30)接地实现并联构成第三谐振器；
3.根据权利要求1所述的一种卫星通信相控阵用高性能宽带交叉耦合射频gaas滤波巴伦芯片，其特征在于，所述第一输入外部耦合网络由第一输入外部耦合电感(13)和第一输入外部耦合电容(14)组成，第一输入外部耦合电感(13)一端与输入端口(1)相连，另一端通过微带连接线与第一谐振网络输入端相连，第一输入外部耦合电容(14)一端和第一输入外部耦合电感(13)相连，另一端通过接地柱(30)接地，第一输入外部耦合网络实现输入端口(1)和第一谐振网络的耦合。
4.根据权利要求1所述的一种卫星通信相控阵用高性能宽带交叉耦合射频gaas滤波巴伦芯片，其特征在于，所述第一输出外部耦合网络由第一输出外部耦合电感(15)和第一输出外部耦合电容(16)组成，第一输出外部耦合电感(15)一端与第一输出端口(2)相连，另一端通过微带连接线与第一谐振网络输出...
【专利技术属性】
技术研发人员：张钢，舒明翰，赵承稷，杜培源，刘继东，杨继全，
申请(专利权)人：南京师范大学，
类型：发明
国别省市：
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