[發明專利]一種基于具有負折射率傳輸線的新型寬帶零度相移器

無效

• 申請號: 201110077005.0
• 申請日: 2011-03-29
• 公開（公告）號: CN102195613A
• 公開（公告）日: 2011-09-21
• 發明（設計）人: 崔江澎;姚軍;胡鑫;張巧利
• 申請（專利權）人: 浙江大學
• 主分類號: H03H11/16
• 分類號: H03H11/16
• 代理公司: 杭州求是專利事務所有限公司 33200
• 代理人: 杜軍

技術領域

本發明屬于微波射頻技術領域，涉及一種基于具有負折射率傳輸線的新型寬帶零度相移器。

背景技術

零度相移器是微波和射頻中重要的器件之一，目前零度相移器被廣泛的應用于零階諧振天線和級聯功分器，微波混頻網絡和相控陣天線等微波和射頻設備當中，在衛星通信、微波、毫米波無線通信領域中有著良好的應用。

當前實用的零度相移器有多種形式，有的是通過各條信號傳輸臂采用不同長度的傳統傳輸線來獲得相位差，有的則是通過采用低通或高通濾波器來構成信號傳輸臂。這些相移器都存在工作頻帶窄，結構復雜，尺寸大等缺點。

工作頻帶、插入損耗、尺寸和結構復雜性是設計和制作一個好的零度相移器必須要考慮的因素。為了提高零度相移器的性能，縮小器件的尺寸，不少學者推出了一些方法對基本的零度相移器進行改進，比如，增加耦合雙線的節數、引入缺陷接地平面結構等來增強匹配、增大帶寬等等，但仍然不能解決目前設計中存在的一些主要問題。

發明內容

本發明的目的是為設計更加緊湊和高效的微波、毫米波集成電路提供方便，克服現有零度相移器存在的工作頻帶不夠寬，損耗大，結構復雜，尺寸大、制作不便等不足，提供一種寬帶、低插損、尺寸緊湊、設計方便、成本低的基于具有負折射率傳輸線的零度相移器。

本發明解決技術問題所采取的技術方案為：

一種基于具有負折射率傳輸線的新型寬帶零度相移器包括第一運算放大器U1、第二運算放大器U₂、第三運算放大器U₃、第一電感L₁、第二電感L₂、第一電阻R₁、第二電阻R₂、第三電阻R₃、第四電阻R₄、第五電阻R₅、第六電阻R₆、第一微帶傳輸線TL₁、第二微帶傳輸線TL₂和電解電容C。

第一運算放大器U₁的負向輸入端和第一電感L₁的一端相連作為零度相移器的一個輸入端，零度相移器的另一個輸入端接地；

第一電感L₁的另一端、第一電阻R₁的一端與第一運算放大器U₁的輸出端連接，第一電阻R₁的另一端、第二電阻R₂的一端與第一運算放大器U₁的正向輸入端連接；第二電阻R₂的另一端與第一微帶傳輸線TL₁的一端連接，第一微帶傳輸線TL₁的另一端分別與第二運算放大器U₂的負向輸入端、第三電阻R₃的一端、第二微帶傳輸線TL₂的一端連接，第二運算放大器U₂的正向輸入端分別與電解電容C的正端、第四電阻R₄的一端連接，第三電阻R₃的另一端和第四電阻R₄的另一端均與第二運算放大器U₂的輸出端連接，電解電容C的負端接地；第二微帶傳輸線TL₂的另一端分別與第二電感L₂的一端、第三運算放大器U₃的負向輸入端連接，第二電感L₂的另一端、第五電阻R₅的一端均與第三運算放大器U₃的輸出端連接，第五電阻R₅的另一端、第六電阻R₆的一端與第三運算放大器U₃的正向輸入端連接。

第六電阻R₆的另一端作為零度相移器的一個輸出端，零度相移器的另一個輸出端接地。

第一運算放大器U₁的一個電源輸入端接地、另一個電源輸入端分別與第二電阻R₂的另一端、第一微帶傳輸線TL₁的一端連接；第二運算放大器U₂的兩個電源輸入端均接地；第三運算放大器U₃的一個電源輸入端接地、另一個電源輸入端與第六電阻R₆的另一端連接。

本發明可以獲得低的插入損耗，很寬的工作頻帶，通過對C、R、L₁和L₂合理的取值來實現零度相移。同時采用電感、電容等組成網絡，結構簡單，設計方便，尺寸緊湊，制作成本低。

附圖說明