一种基于新型互联结构的超宽带巴伦的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型属于微波无源器件技术领域，具体涉及一种基于新型互联结构的超宽带巴伦。
【背景技术】
[0002]天线领域中，偶极子天线属于平衡型天线，从而需要一个巴伦将不平衡信号转换为平衡信号来为平衡型天线馈电。巴伦是平衡非平衡转换器，能够提供等幅反向信号以及实现阻抗匹配。目前微波集成电路中最常见的信号传输线是微带线，传输的是非平衡信号，而共面波导和共面带状线都是单面传输线，具有尺寸小，易于集成，便于与微带结构实现宽带互联结构等特点。基于这一背景，我们采用微带线-共面波导及微带线-共面带状线实现了一种损耗低、尺寸小、较好的端口匹配性能的超宽带巴伦。
[0003]已有文献报道了超宽带巴伦的结构:
[0004]文献I (Vicente Gonzalez-Posadas, Carlos Martln-Pascual, JoseLuisJimenez-Martln, and Daniel Segovia-Vargas, Lumped-element balun forUHF UffB printed balanced antennas,IEEE Transact1ns on antenna andpropagat1n, 2008, 56, (7):2102-2107)中利用高通单元和低通单元结构中所分别呈现电容性与电感性，这样通过适当的并联措施，从而得到两个输出端口的相位反向特性，但是该巴伦是基于半集总元件实现，难以实现宽带宽，并且插入损耗大。
[0005]文献2 (Peng ffu, Yong Zhang, Yu-Liang Dong, and Qin Zhang, A novel Ka-bandplanar balun using microstrip-CPS-microstrip transit1n,IEEE MicrowaveWireless Compon.Lett., 2011, 21, (3): 136-138)中利用两个对称的微带线-共面带状线的互联结构实现了宽带的巴伦，但巴伦的尺寸比较大且结构比较复杂。
[0006]文献3 (Jin Shao, Rongguo Zhou, Chang Chen, Xiao-Hua Wang, Hyoungsoo Kim, andHualiang Zhang, Design of a wideband balun using parallel strips, IEEE MicrowaveWireless Compon.Lett., 2013, 23, (3): 125-127)中利用相位变换器实现了宽带的巴伦，有较好的端口匹配特性，但是巴伦的尺寸较大。
[0007]综上所述，(I)文献I中设计的巴伦采用的是半集总元件的实现方式，在毫米波段集总元件的损耗较且使得电路不便于加工；(2)文献2中设计的宽带巴伦尺寸较大且结构复杂；(3)文献3中设计的宽带巴伦具有尺寸大的缺点。
【发明内容】
[0008]本实用新型的目的是基于新型的互联结构提供一种尺寸小、电路结构紧凑、插入损耗小、具有良好输出端口匹配特性的超宽带巴伦。
[0009]为了解决上述技术问题，本实用新型提供一种基于新型互联结构的超宽带巴伦，包括长方形的介质基板；在介质基板的正面设置有T型结功率分配器、共面带状线、二端口输出端微带线导带、三端口输出端微带线导带；在介质基板的反面设置有二端口输出端微带线地板、三端口输出端微带线地板、共面波导、输入端微带线地板；在介质基板中设置有多个圆形金属通孔用于连接介质基板正反面的器件。
[0010]较佳地，T型结功率分配器由与介质基板短边平行的T型结微带线导带和与T型结微带线导带垂直的输入端微带线导带构成；输入端微带线导带的一端位于介质基板短边的边缘；τ型结微带线导带的中心位于与介质基板长边平行的中心轴线上，T型结微带线导带的一端与共面带状线连接，另一端与一个圆形金属通孔连接，并通过该圆形金属通孔与共面波导连接。
[0011]较佳地，二端口输出端微带线导带、三端口输出端微带线导带均垂直于介质基板的窄边，且一端均位于介质基板窄边的边缘；二端口输出端微带线导带的另一端与共面带状线连接，三端口输出端微带线导带的另一端同时与两个圆形金属通孔连接，并通过该两个圆形金属通孔与共面波导连接。
[0012]较佳地，共面带状线包括两条平行的微带线导带，其中一条微带线导带的两端分别与两个圆形金属通孔连接，并通过圆形金属通孔分别与二端口输出端微带线地板和输入端微带线地板连接；共面带状线中另一条微带线导带的一端与二端口输出端微带线导带连接，另一端与T型结功率分配器连接。
[0013]较佳地，输入端微带线地板为矩形，其三条边位于介质基板的三个边上，另一边与共面波导的地板连接。
[0014]较佳地，二端口输出端微带线地板为矩形，其中心轴线与共面带状线的中心轴线重合，且其通过一个金属通孔与共面带状线的其中一条导带连接。
[0015]较佳地，三端口输出端微带线地板为矩形，其中心轴线与三端口输出端微带线导带、共面波导的中心轴线重合。
[0016]较佳地，共面波导的信号线的一端与三端口输出端微带线地板连接，另一端通过一个金属通孔与微带线导带连接，共面波导的地板的一端与输入端微带线地板相连，另一端通过两个金属通孔与三端口输出端微带线导带连接。
[0017]较佳地，介质基板相对介电常数3.38，厚度为0.508mm ;输入微带线特性阻抗为50欧姆，宽度为1.05mm ;二端口输出端微带线和三端口输出端微带线特性阻抗为75欧姆，宽度为0.3mm ;共面带状线的长度L3为4.2mm，槽宽为0.17mm ;共面波导的信号线的长度为2.4mm，槽宽为0.4mm ;二端口输出端微带线和三端口输出端微带线间的距离为6.25mm ;金属通孔的半径为0.3mm。
[0018]较佳地，输入微带线导带偏离巴伦对称轴1.5_。
[0019]本实用新型与现有技术相比，其显著优点在于，(I)巴伦的结构简单，可在单片PCB板上实现，便与加工，生产成本低；(2)巴伦具有提供等幅反向信号和阻抗匹配的作用，为平衡天线等射频元件馈电时无需再使用阻抗匹配段；(3)巴伦的尺寸小、工作频带宽(从0.13MHz至5.2GHz，频带宽带比超过50:1)、插入损耗小、输出端口具有良好匹配特性等特性。
【附图说明】
[0020]图1是本实用新型基于新型互联结构的超宽带巴伦实施例的3D结构示意图。
[0021]图2是本实用新型基于新型互联结构的超宽带巴伦实施例的俯视结构示意图。
[0022]图3是本实用新型基于新型互联结构的超宽带巴伦的实施例的结构尺寸示意图。
[0023]图4是本实用新型基于新型互联结构的超宽带巴伦的实施例的S参数仿真图。
[0024]图5是本实用新型基于新型互联结构的超宽带巴伦的实施例的两个输出端口幅度差的仿真图。
[0025]图6是本实用新型基于新型互联结构的超宽带巴伦的实施例的两个输出端口相位差的仿真图。
【具体实施方式】
[0026]本实用新型一种基于新型互联结构的超宽带巴伦，包括长方形的介质基板9 ;在介质基板9的正面设置有T型结功率分配器2、共面带状线4、二端口输出端微带线导带6、三端口输出端微带线导带7 ;其中，
[0027]T型结功率分配器2由输入端微带线导带I和与输入端微带线导带I垂直连接的T型结微带线导带12构成，输入端微带线导带I的一端位于介质基板9短边的边缘，另一端与T型结微带线导带12连接；T型结微带线导带12与介质基板9短边平行，T型结微带线导带12的中心位于与介质基板9长边平行的中心轴线上，T型结微带线导带12的一端与共面带状线4连接，另一端与一个圆形金属通孔3连接，并通过该圆形金属通孔3与共面波导10连接。
[0028]二端口输出端微带线导带6、三端口输出端微带线导带7均垂直于介质基板9的窄边，且有一端位于介质基板9窄边的边缘；二端口输出端微带线导带6的另一端与共面带状线4连接，三端口输出端微带线导带7的另一端同时与两个圆形金属通孔3连接，并通过两个圆形金属通孔3与介质基板9反面的共面波导10连接；
[0029]共面带状线4包括两条平行的微带线导带，其中一条微带线导带的两端分别与两个圆形金属通孔3连接，并通过圆形金属通孔3分别与介质基板9反面的二端口输出端微带线地板5和输入端微带线地板11连接；共面带状线4中另一条微带线导带的一端与二端口输出端微带线导带6连接，另一端与T型结功率分配器2连接。
[0030]介质基板9的反面包括二端口输出端微带线地板5、三端口输出端微带线地板8、共面波导10、