[發(fā)明專利]一種基于變壓器的寬帶正交相位產(chǎn)生網(wǎng)絡(luò)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201910827150.2
• 申請日: 2019-09-03
• 公開（公告）號: CN110474608B
• 公開（公告）日: 2022-10-25
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 呂偉;廖兵兵;王研;吳博文;段宗明;戴躍飛
• 申請（專利權(quán)）人: 中國電子科技集團公司第三十八研究所
• 主分類號: H03B5/20
• 分類號: H03B5/20;H01F27/28;H01F27/40
• 代理公司: 合肥市浩智運專利代理事務(wù)所(普通合伙) 34124
• 代理人: 丁瑞瑞

本發(fā)明公開了一種基于變壓器的寬帶正交相位產(chǎn)生網(wǎng)絡(luò)，第一單端網(wǎng)絡(luò)和第二單端網(wǎng)絡(luò)，第一單端網(wǎng)絡(luò)包括第一變壓器TF1，第二單端網(wǎng)絡(luò)包括第二變壓器TF2，第一變壓器TF1的第一主級線圈和第一次級線圈之間跨接若干個電容，第二變壓器TF2的第二主級線圈和第二次級線圈之間跨接若干個電容，第一主級線圈的同名端與第二主級線圈的同名端之間跨接一個電容，第一主級線圈的異名端與第二主級線圈的異名端之間跨接一個電容，第一次級線圈的同名端與第二次級線圈的異名端之間跨接一個電容，第一次級線圈的異名端與第二次級線圈的同名端之間跨接一個電容；本發(fā)明的優(yōu)點在于：工作頻帶寬、網(wǎng)絡(luò)面積小以及網(wǎng)絡(luò)完全對稱。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及集成電路的技術(shù)領(lǐng)域，更具體涉及一種基于變壓器的寬帶正交相位產(chǎn)生網(wǎng)絡(luò)。

背景技術(shù)

正交生成網(wǎng)絡(luò)在射頻或毫米波集成電路領(lǐng)域中應(yīng)用十分廣泛，例如IQ無線收發(fā)機中需要對單路射頻信號轉(zhuǎn)換為I和Q兩路相互正交的信號，以及在相控陣收發(fā)系統(tǒng)中數(shù)字移相器電路中需要90度移相單元等。正交生成網(wǎng)絡(luò)通常采用無源器件實現(xiàn)，其好處是電路結(jié)構(gòu)簡單。論文文獻“Integrated Quadrature Couplers and TheirApplication in Image-Reject Receivers”，IEEE JOURNAL OF SOLD-STATE CIRCUITS,VOL.44,NO.5,MAY 2009,提供了基于變壓器結(jié)構(gòu)的正交生成網(wǎng)絡(luò)，如圖1和圖2所示，圖1為單端實現(xiàn)方式，包括一個變壓器和6個電容。通常在系統(tǒng)應(yīng)用中網(wǎng)絡(luò)需要提供差分形式，圖2為變壓器結(jié)構(gòu)的差分形式，與圖1相比變壓器需要復制為2倍，但片上變壓器占據(jù)很大的面積。傳統(tǒng)變壓器結(jié)構(gòu)所包含的無源器件個數(shù)較少，因此網(wǎng)絡(luò)傳輸函數(shù)的極點數(shù)較少，工作頻帶較窄。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題在于如何增大正交生成網(wǎng)絡(luò)的工作頻帶。

本發(fā)明通過以下技術(shù)手段實現(xiàn)解決上述技術(shù)問題的：一種基于變壓器的寬帶正交相位產(chǎn)生網(wǎng)絡(luò)，包括第一單端網(wǎng)絡(luò)和第二單端網(wǎng)絡(luò)，所述第一單端網(wǎng)絡(luò)包括第一變壓器TF1，所述第二單端網(wǎng)絡(luò)包括第二變壓器TF2，所述第一變壓器TF1的第一主級線圈和第一次級線圈之間跨接若干個電容，所述第二變壓器TF2的第二主級線圈和第二次級線圈之間跨接若干個電容，所述第一主級線圈的同名端與第二主級線圈的同名端之間跨接一個電容，所述第一主級線圈的異名端與第二主級線圈的異名端之間跨接一個電容，所述第一次級線圈的同名端與第二次級線圈的異名端之間跨接一個電容，所述第一次級線圈的異名端與第二次級線圈的同名端之間跨接一個電容。

本發(fā)明的正交相位產(chǎn)生網(wǎng)絡(luò)可以拆成兩個單端網(wǎng)絡(luò)，其核心為兩個變壓器TF1和TF2。每個變壓器的主級和次級線圈之間都跨接電容，通過將線圈拆分并跨接電容以增加電容，與傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)相比可以使網(wǎng)絡(luò)極點個數(shù)增加，以達到增大帶寬的目的。

所述第一變壓器TF1的第一主級線圈和第一次級線圈都拆成n+1段，其中，n為大于2的正偶數(shù)，第一主級線圈包括n個端口，第一次級線圈包括n個端口，第一主級線圈的第1個端口至第個端口分別與第一次級線圈的第個端口至第n個端口通過跨接電容連接；第一主級線圈的第個端口至第n個端口分別與第一次級線圈的第1個端口至第個端口通過跨接電容連接；

所述第二變壓器TF2的第二主級線圈和第二次級線圈都拆成n+1段，其中，n為大于2的正偶數(shù)，第二主級線圈包括n個端口，第二次級線圈包括n個端口，第二主級線圈的第1個端口至第個端口分別與第二次級線圈的第個端口至第n個端口通過跨接電容連接；第二主級線圈的第個端口至第n個端口分別與第二次級線圈的第1個端口至第個端口通過跨接電容連接；

所述第一主級線圈的同名端與第二主級線圈的同名端之間跨接一個電容C1，所述電容C1的兩端作為I路輸出端口VI；

所述第一主級線圈的異名端與第二主級線圈的異名端之間跨接一個電容C2，所述電容C2的兩端作為Q路輸出端口VQ；

所述第一次級線圈的同名端與第二次級線圈的異名端之間跨接一個電容C3，所述電容C3的兩端作為輸入端口VIN；