[發明專利]無源平衡-非平衡轉換器

有效

• 申請號: 201210536912.1
• 申請日: 2012-12-12
• 公開（公告）號: CN103066940A
• 公開（公告）日: 2013-04-24
• 發明（設計）人: 柴路;折彬;羅陽;周智;肖雯玉;趙國光;魏述然
• 申請（專利權）人: 銳迪科科技有限公司
• 主分類號: H03H7/42
• 分類號: H03H7/42
• 代理公司: 上海浦一知識產權代理有限公司 31211
• 代理人: 殷曉雪

技術領域

本申請涉及一種應用于射頻領域的平衡-非平衡轉換器（balanced-to-unbalanced，縮寫為balun，也稱巴倫轉換器）。

背景技術

射頻接收機用來將天線接收的射頻信號進行放大以及頻率變換，得到可供后續處理的有用信號。所述天線一般是非平衡的單端形式。而為了抑制各種噪聲，所述接收機內部的電路常使用平衡差分電路。這就需要平衡-非平衡轉換器，將天線輸出的單端信號轉化為差分信號后，由接收機內部的平衡差分電路進行后續處理。所謂差分信號是指幅度相同、相位相反的一對信號。

目前常見的平衡-非平衡轉換器均制造在半導體材料上，分為有源和無源兩種類型。

有源平衡-非平衡轉換器一般采用砷化鎵（GaAs）工藝、CMOS工藝或者其他硅基的集成電路工藝。有源平衡-非平衡轉換器會引入有源器件的額外噪聲，并且有源器件的線性度是有限的，也會惡化接收信號本身的線性度。

無源平衡-非平衡轉換器一般采用集成無源器件（IPD）工藝、CMOS工藝或者其他硅基的集成電路工藝。無源平衡-非平衡轉換器在處理較低頻率的射頻信號（例如100MHz以下）、或者較大帶寬范圍的射頻信號（例如40MHz～1GHz的寬帶信號）時，需要非常大電感值的電感，這要消耗大面積的硅片來制造這種電感，成本很高，不利于全集成設計。

如何設計出一款既在寬帶范圍內具有高線性度、低噪聲特性、又有利于全集成設計的平衡-非平衡轉換器，就成為業界亟待解決的問題。

發明內容

本申請所要解決的技術問題是提供一種無源平衡-非平衡轉換器，具有在寬帶范圍內將非平衡的單端射頻信號轉化為平衡的差分射頻信號的功能。并且具有線性度好、插入損耗小、易于設計在集成電路封裝內部或者與集成電路一起放置在單一封裝內部形成系統級封裝的特點。

為解決上述技術問題，本申請無源平衡-非平衡轉換器位于中繼電路和接收機之間；所述中繼電路將天線接收的射頻信號分解為一個或多個子信號；所述無源平衡-非平衡轉換器包括一個或多個獨立的單元結構，單元結構的數量與中繼電路輸出的子信號的數量相同；每個單元結構實現一個單端子信號至一對差分子信號的轉換。

本申請無源平衡-非平衡轉換器具有工作頻帶寬、線性度好、插入損耗小的特點，同時由于制作在封裝基板上，減小了集成電路的面積，成本較低。

附圖說明

圖1是本申請無源平衡-非平衡轉換器在射頻接收系統中的位置示意圖；

圖2是本申請無源平衡-非平衡轉換器的單元結構的實施例一的電路原理圖；

圖3是本申請無源平衡-非平衡轉換器的單元結構的實施例二的電路原理圖；

圖4是圖1所對應的電路平面設計圖；

圖5是本申請無源平衡-非平衡轉換器的電路平面設計圖。

圖中附圖標記說明：

10為第一電感；11為第一端子；12為第二端子；20為第二電感；21為第三端子；22為第四端子；23為第五端子；30為集成電路芯片；40為系統級封裝芯片；81為天線；82為中繼電路；83為接收機；90為無源平衡-非平衡轉換器。

具體實施方式

請參閱圖1，這是射頻接收系統的簡化示意圖。天線81用于接收射頻信號，該射頻信號的頻率范圍可能很寬、也可能很窄。接收機83可以處理多路信號，但可處理的每路信號的頻率范圍都較窄。中繼電路82就用來將射頻信號分解為一個或多個子信號，每個子信號的頻率范圍都在接收機83可處理的一路信號的頻率范圍之內。

例如，當天線81接收的射頻信號的頻率范圍已經在接收機83可處理的一路信號的頻率范圍之內，則中繼電路82仍將該射頻信號傳遞給接收機83。

又如，當天線81接收的射頻信號的頻率范圍跨越了接收機83可處理的多路信號的頻率范圍，則中繼電路82將該射頻信號分解為多個子信號，每個子信號的頻率范圍分別在接收機83可處理的一路信號的頻率范圍之內。

本申請無源平衡-非平衡轉換器90就位于中繼電路82和接收機83之間，其包括一個或多個獨立的單元結構，每個單元結構實現中繼電路82輸出的一個子信號（也是單端信號）至一對差分子信號的轉換。單元結構的數量與中繼電路82輸出的子信號的數量相等。