一种具有带通滤波功能的平衡/不平衡微带交叉器

本发明涉及一种微带交叉器，具体涉及一种具有带通滤波功能的平衡/不平衡微带交叉器。

背景技术：

1、在现代无线通信系统中，平衡电路发挥着重要作用。相对于非平衡的单端口输入输出电路，平衡电路可以高效地抑制环境噪声和内部有源器件产生的噪声，因而具有优越的电磁兼容特性。越来越多的射频微波器件，如滤波器、混频器和功率放大器等都被设计为平衡的拓扑结构。随着集成电路的飞速发展，对平衡器件的需求会更加迫切，而对于同时具有平衡端口和不平衡端口的系统而言，则需要平衡和不平衡电路同时交叉连接的平衡/不平衡交叉器。

2、在射频前端电路中，滤波器与交叉器往往是同时使用的，对于单端交叉器，级联滤波结构是一种简单有效的方法，但会增大电路的尺寸和失配损耗。显然，传统单功能器件的使用会导致系统体积变大，成本增加。因此近些年来，滤波交叉器在许多通信系统中受到大量关注。滤波交叉器不仅能够使两个信号交叉传输并保持高隔离度，而且还可以实现频率选择特性，因此将得到广泛的应用。但是目前对于滤波交叉器的研究大多仍停留在单端微波器件，无法实现平衡和不平衡电路同时交叉连接的功能，并且还存在着滤波选择性较差以及交叉隔离度较差等诸多问题。有鉴于此，确有必要提出一种具有带通滤波功能的平衡/不平衡微带交叉器。

技术实现思路

1、基于此，为解决现有技术存在的不足，特提出了一种具有带通滤波功能的平衡/不平衡微带交叉器。

2、基于上述目的，本发明的技术方案包括：平衡端差分信号输入端口a、平衡端差分信号输出端口b、不平衡端信号输入端口c、不平衡端信号输出端口d、两段二分之一波长差分反相线、四段四分之一波长阻抗匹配线、两段四分之一波长平行耦合线、一段二分之一波长微带连接线、四段四分之一波长微带传输线、两段四分之一波长耦合三线和四段二分之一波长微带分支线；

3、所述平衡端差分信号输入端口a包括输入端口a+和输入端口a-；

4、所述平衡端差分信号输出端口b包括输出端口b+和输出端口b-；

5、所述两段二分之一波长差分反相线包括第一差分反相线和第二差分反相线；其中所述第一差分反相线的一端与输入端口a+相连接、另一端与输入端口a-相连接；所述第二差分反相线的一端与输出端口b+相连接、另一端与输出端口b-相连接；

6、所述四段四分之一波长阻抗匹配线包括第一阻抗匹配线、第二阻抗匹配线、第三阻抗匹配线和第四阻抗匹配线；其中所述第一阻抗匹配线的一端接于输入端口a+与第一差分反相线的连接处、另一端接于第一平行耦合线的f+端口与第一微带传输线的连接处；所述第二阻抗匹配线的一端接于输入端口a-与第一差分反相线的连接处、另一端接于第二平行耦合线的f+端口与第二微带传输线的连接处；所述第三阻抗匹配线的一端接于输出端口b+与第二差分反相线的连接处、另一端接于第一平行耦合线的g+端口与第三微带传输线的连接处；所述第四阻抗匹配线的一端接于输出端口b-与第二差分反相线的连接处、另一端接于第二平行耦合线的g+端口与第四微带传输线的连接处；

7、所述两段四分之一波长平行耦合线包括第一平行耦合线和第二平行耦合线；其中所述第一平行耦合线的f+端口接于第一阻抗匹配线与第一微带传输线的连接处，第一平行耦合线的f-端口和g-端口与二分之一波长微带连接线相连接，第一平行耦合线的g+端口接于第三阻抗匹配线与第三微带传输线的连接处；所述第二平行耦合线的f+端口接于第二阻抗匹配线与第二微带传输线的连接处，第二平行耦合线的f-端口和g-端口与二分之一波长微带连接线相连接，第二平行耦合线的g+端口接于第四阻抗匹配线与第四微带传输线的连接处；

8、所述四段四分之一波长微带传输线包括第一微带传输线、第二微带传输线、第三微带传输线和第四微带传输线；其中所述第一微带传输线的一端接于第一平行耦合线的f+端口与第一阻抗匹配线的连接处、另一端与第一耦合三线的a-端口相连接；所述第二微带传输线的一端接于第二平行耦合线的f+端口与第二阻抗匹配线的连接处、另一端与第二耦合三线的a-端口相连接；所述第三微带传输线的一端接于第一平行耦合线的g+端口与第三阻抗匹配线的连接处、另一端与第一耦合三线的c-端口相连接；所述第四微带传输线的一端接于第二平行耦合线的g+端口与第四阻抗匹配线的连接处、另一端与第二耦合三线的c-端口相连接；

9、所述两段四分之一波长耦合三线包括第一耦合三线和第二耦合三线；其中所述第一耦合三线的a+端口与第一微带分支线相连接，第一耦合三线的a-端口与第一微带传输线相连接、第一耦合三线的b+端口与不平衡端信号输入端口c相连接，第一耦合三线的b-端口为开路端，第一耦合三线的c+端口与第三微带分支线相连接，第一耦合三线的c-端口与第三微带传输线相连接；所述第二耦合三线的a+端口与第二微带分支线相连接，第二耦合三线的a-端口与第二微带传输线相连接，第二耦合三线的b+端口与不平衡端信号输出端口d相连接，第二耦合三线的b-端口为开路端，第二耦合三线的c+端口与第四微带分支线相连接，第二耦合三线的c-端口与第四微带传输线相连接；

10、所述四段二分之一波长微带分支线包括第一微带分支线、第二微带分支线、第三微带分支线和第四微带分支线；其中所述第一微带分支线的一端与第一耦合三线的a+端口相连接、另一端开路；所述第二微带分支线的一端与第二耦合三线的a+端口相连接、另一端开路；所述第三微带分支线的一端与第一耦合三线的c+端口相连接、另一端开路；所述第四微带分支线的一端与第二耦合三线的c+端口相连接、另一端开路。

11、进一步的，通过调整第一差分反相线和第二差分反相线，从而调节平衡端的共模抑制特性。

12、进一步的，通过调整第一阻抗匹配线、第二阻抗匹配线、第三阻抗匹配线和第四阻抗匹配线，从而调节平衡端的带内匹配特性。

13、进一步的，通过调整第一耦合三线和第二耦合三线，从而调节不平衡端的通带带宽。

14、进一步的，通过调整第一微带分支线、第二微带分支线、第三微带分支线和第四微带分支线，从而调节不平衡端的带外传输零点位置和滤波选择特性。

15、与现有技术相比，本发明的有益效果：

16、为了实现平衡和不平衡两路信号交叉传输的功能，并拓展交叉器的滤波特性，本发明提供了一种具有带通滤波功能的平衡/不平衡微带交叉器。该微带交叉器除了具有抑制平衡端共模噪声的功能外，还能够实现平衡端和不平衡端两路信号高隔离度的交叉传输，并且可以在平衡端和不平衡端同时实现信号的带通滤波功能。

技术特征：

1.一种具有带通滤波功能的平衡/不平衡微带交叉器，其特征在于，包括：平衡端差分信号输入端口a、平衡端差分信号输出端口b、不平衡端信号输入端口c(5)、不平衡端信号输出端口d(6)、两段二分之一波长差分反相线、四段四分之一波长阻抗匹配线、两段四分之一波长平行耦合线、一段二分之一波长微带连接线(15)、四段四分之一波长微带传输线、两段四分之一波长耦合三线和四段二分之一波长微带分支线；

2.根据权利要求1所述的一种具有带通滤波功能的平衡/不平衡微带交叉器，其特征在于：通过调整第一差分反相线(7)和第二差分反相线(8)，从而调节平衡端的共模抑制特性。

3.根据权利要求1所述的一种具有带通滤波功能的平衡/不平衡微带交叉器，其特征在于：通过调整第一阻抗匹配线(9)、第二阻抗匹配线(10)、第三阻抗匹配线(11)和第四阻抗匹配线(12)，从而调节平衡端的带内匹配特性。

4.根据权利要求1所述的一种具有带通滤波功能的平衡/不平衡微带交叉器，其特征在于：通过调整第一耦合三线(20)和第二耦合三线(21)，从而调节不平衡端的通带带宽。

5.根据权利要求1所述的一种具有带通滤波功能的平衡/不平衡微带交叉器，其特征在于：通过调整第一微带分支线(22)、第二微带分支线(23)、第三微带分支线(24)和第四微带分支线(25)，从而调节不平衡端的带外传输零点位置和滤波选择特性。

技术总结
本发明公开了一种具有带通滤波功能的平衡/不平衡微带交叉器，包括：平衡端差分信号输入端口A、平衡端差分信号输出端口B、不平衡端信号输入端口C、不平衡端信号输出端口D、两段二分之一波长差分反相线、四段四分之一波长阻抗匹配线、两段四分之一波长平行耦合线、一段二分之一波长微带连接线、四段四分之一波长微带传输线、两段四分之一波长耦合三线和四段二分之一波长微带分支线。该微带交叉器除了具有抑制平衡端共模噪声的功能外，还能够实现平衡端和不平衡端两路信号高隔离度的交叉传输，并且可以在平衡端和不平衡端同时实现信号的带通滤波功能。

技术研发人员：王钟葆,赵世朋,谭笑,金添,杨冰洁,刘宏梅,傅世强
受保护的技术使用者：大连海事大学
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15