[發(fā)明專利]多層立體巴倫和平衡/不平衡信號轉(zhuǎn)換網(wǎng)絡(luò)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201210411740.5
• 申請日: 2012-10-25
• 公開（公告）號: CN102945996A
• 公開（公告）日: 2013-02-27
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 袁博
• 申請（專利權(quán)）人: 袁博
• 主分類號: H01P5/10
• 分類號: H01P5/10;H03H7/42
• 代理公司: 北京思睿峰知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11396
• 代理人: 龔海軍

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及無線通訊領(lǐng)域，更具體地，涉及基于低溫共燒陶瓷(LTCC)工藝的多層立體巴倫和包括多層立體巴倫的平衡/不平衡信號轉(zhuǎn)換網(wǎng)絡(luò)。

背景技術(shù)

隨著近年來太赫茲和亞毫米波器件的逐步成熟，亞毫米及太赫茲頻段的焦平面成像系統(tǒng)也逐步成為新的研究熱點。該系統(tǒng)的主要工作原理是將多個接收單元以陣列方式排列在聚焦天線的焦平面上，通過各輻射單元產(chǎn)生指向不同的波束覆蓋視域，每一條波束對應(yīng)場景中的一個像點，相應(yīng)接收單元的輸出信號即對應(yīng)著該場點的亮度溫度。該天線陣列采用GaAs單片集成，由于GaAs單片陣列天線接收到的輻射信號和空間饋入的本振信號經(jīng)過集成諧波混頻器完成第一次下變頻后的中頻信號以平衡信號方式輸出，然而前端接收電路采用單端信號輸入形式，為了實現(xiàn)接收信號由平衡形式的差分信號(即平衡信號)轉(zhuǎn)換成不平衡形式的單端信號(即不平衡信號)，需要使用平衡/不平衡信號轉(zhuǎn)換器和平衡/不平衡信號轉(zhuǎn)換網(wǎng)絡(luò)。馬卡德巴倫(Marchand?Balun)作為一種實現(xiàn)上述信號轉(zhuǎn)換功能的無源器件，常用于各種無線通訊系統(tǒng)中。然而傳統(tǒng)形式的Marchand?Balun由于存在體積大、工作帶寬較窄的等缺點，已經(jīng)不能滿足現(xiàn)代通訊設(shè)備的小型化發(fā)展趨勢。所以亟待提出一種可以有效縮小體積，并且具有較寬的工作帶寬的新型巴倫和平衡/不平衡信號轉(zhuǎn)換網(wǎng)絡(luò)。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是，為了解決在跨頻域、多通道接收成像系統(tǒng)中，GaAs單片陣列天線輸出的差分信號(即平衡信號)與前端接收電路要求的不平衡信號(即單端信號)輸入形式不匹配的問題，設(shè)計一種基于LTCC工藝的多層立體巴倫和包括多層立體巴倫的平衡/不平衡信號轉(zhuǎn)換網(wǎng)絡(luò)，有效地減小巴倫和平衡/不平衡信號轉(zhuǎn)換網(wǎng)絡(luò)的尺寸，增加巴倫和平衡/不平衡信號轉(zhuǎn)換網(wǎng)絡(luò)的工作帶寬。

根據(jù)本發(fā)明的第一方面，提供了一種多層立體巴倫，包括：

多層陶瓷介質(zhì)基板，所述多層陶瓷介質(zhì)基板包括自下而上依次層疊的第一層陶瓷介質(zhì)基板、第二層陶瓷介質(zhì)基板，第三層陶瓷介質(zhì)基板、第四層陶瓷介質(zhì)基板、第五層陶瓷介質(zhì)基板、第六層陶瓷介質(zhì)基板、第七層陶瓷介質(zhì)基板和第八層陶瓷介質(zhì)基板；

設(shè)置在第八層陶瓷介質(zhì)基板的上表面的不平衡端口、第一平衡端口和第二平衡端口，當(dāng)從第一平衡端口和第二平衡端口輸入一對差分信號時在不平衡端口輸出不平衡信號或者當(dāng)從不平衡端口輸入不平衡信號時在第一平衡端口和第二平衡端口輸出一對差分信號；

設(shè)置在第一層陶瓷介質(zhì)基板的下表面的第一接地金屬面，設(shè)置在第七層陶瓷介質(zhì)基板的上表面的第二接地金屬面；

傳輸支線，傳輸支線包括第一傳輸支線和第二傳輸支線，第一傳輸支線的長度和第二傳輸支線的長度分別為1/4波長或約為1/4波長，第一傳輸支線和第二傳輸支線分別分布在第一層陶瓷介質(zhì)基板、第三層陶瓷介質(zhì)基板、第五層陶瓷介質(zhì)基板和第八層陶瓷介質(zhì)基板中，第一傳輸支線的一端連接到第一接地金屬面而短路，第一傳輸支線的另一端連接第一平衡端口，第二傳輸支線的一端連接到第一接地金屬面而短路，第二傳輸支線的另一端連接第二平衡端口；

傳輸主線，傳輸主線的長度為1/2波長或約為1/2波長，傳輸主線分布在第二層陶瓷介質(zhì)基板、第四層陶瓷介質(zhì)基板、第六層陶瓷介質(zhì)基板和第八陶瓷介質(zhì)基板中，傳輸主線的一端位于第二層陶瓷介質(zhì)基板并且開路，傳輸主線的另一端連接不平衡端口；

金屬化通孔，金屬化通孔貫穿陶瓷介質(zhì)基板，位于不同層的陶瓷介質(zhì)基板的傳輸主線或位于不同層的陶瓷介質(zhì)基板的傳輸支線分別通過金屬化通孔連接，第一傳輸支線的一端和第二傳輸支線的一端分別通過金屬化通孔連接到第一接地金屬面，金屬化通孔與傳輸主線或傳輸支線垂直連接；在第二接地金屬面上開有多個半徑大于金屬化通孔半徑的圓形孔，貫穿第七層介質(zhì)基板的多個金屬化通孔均穿過所述圓形孔進(jìn)行信號傳輸。

可選地，第一傳輸支線和第二傳輸支線分別以螺旋形式自下而上依次分布在第一層陶瓷介質(zhì)基板、第三層陶瓷介質(zhì)基板、第五層陶瓷介質(zhì)基板和第八層陶瓷介質(zhì)基板中；傳輸主線以螺旋形式分布在第二層陶瓷介質(zhì)基板、第四層陶瓷介質(zhì)基板、第六層陶瓷介質(zhì)基板和第八陶瓷介質(zhì)基板中。