微带巴伦设计

根据微带耦合线的准TEM模参数 ,推导出相同耦合线Marchand巴伦须满足的导纳方程 ,讨论了改善巴伦性能的方法———电容补偿法。ADS仿真结果表明 :采用最佳条件选取的耦合线 ,巴伦的反射系数接近最小 ,传递系数接近最大 ;采取电容补偿后 ,可进一步改善巴伦的性能。最后给出宽边耦合线巴伦的实验结果。结果表明 :可用上述导纳方程设计巴伦耦合线的参数。     

低成本宽带90°巴伦的研究与设计

提出并设计了一种低成本宽带90°巴伦电路结构,电路由宽带耦合威尔金森功分器、弱耦合线和扇形阶跃阻抗谐振器级联的宽带90°移相器组成。利用电磁仿真软件HFSS对工作在中心频率为1.65GHz 的微带电路进行建模和仿真。采用PCB工艺制作了电路实物并利用矢量网络分析仪进行测试;对比得出仿真与测试结果十分吻合,该巴伦实测相对带宽大于117.0% (0.65～2.58GHz),带内各端口回波损耗好于12.6 dB,输出端口隔离度大于13.1dB,带内插入损耗小于0.5 dB,相位误差小于90°±7.6°。与现有的结构和设计相比,该巴伦不仅具有更大的工作频带和单层电路布局,而且具有容易加工、成本低的优点。     

宽带巴伦二倍频器分析

本文给出各种宽带巴伦二倍频器的电路结构,提出用频域幂级数法分析这类倍频器的方法.定义出谐波矩阵及其算法,从而可以准确计算这类倍频器的特性.     

基于双导体耦合线Marchand 巴伦的 快速建模与设计*

针对Marchand 巴伦模型参数提取效率低,耗时长的问题,本文提出了一种快速提取Marchand 巴伦模型参数的 方法。传统的耦合线建模过程中,当耦合线的物理尺寸,如长度、宽度、间距发生变化,需要重新进行电磁场仿真,占据大量的 计算机资源和仿真时间。本文首先基于c、π 模表征的耦合线分布模型构建了Marchand 巴伦模型,通过对耦合线全波电磁场 仿真获得的模型参数提取结果进行数据分析和拟合,找出耦合线物理尺寸和模型参数之间的关系,建立对应方程,避免在巴伦 设计优化过程中反复进行电磁场仿真,达到快速设计Marchand 巴伦的目的。使用该方法基于PCB 板设计了中心频率为 2.4 GHz 的巴伦进行验证,测试结果表明该方法提取的模型参数具有较好的精度,能够满足巴伦的快速设计需求。     

双频带巴伦馈电的宽带双频印刷偶极子设计

研究一种巴伦馈电双频印刷偶极子天线。为了使印刷偶极子天线工作在WLAN 频段,H 形状的缝隙开在偶极子两个臂上。优化无巴伦馈电的辐射单元,使得天线在回波损耗小于-10 dB 的情况下工作在2.4 GHz (2180-2750 MHz)和5.2 GHz (5040-5480 MHz)。为了展宽带宽,本文设计了一种改进的Marchand 巴伦,它能提供两个谐振点以增加阻抗带宽。通过优化辐射单元和双频带巴伦,设计了工作在2150-2750 MHz 和5050-6230 MHz 的印刷偶极子天线。设计公式在文章中已经给出,计算和测试结果吻合得很好。     

小型化三耦合线Marchand巴伦的等效模型分析与验证

为了实现三耦合线Marchand巴伦的快速设计,缩小巴伦的尺寸,提出了一种简化的三耦合线Marchand 巴伦等效模型及小型化设计方法。该等效模型将复杂的三耦合线的S参数散射矩阵的计算问题简化为对两个并联的平行耦合线的S参数散射矩阵的计算。为了验证该模型和设计方法的有效性,采用0.1 μm 砷化镓pHEMT (pseudomorphic High Electron Mobility Transistor)工艺制作了一款75~110 GHz的单平衡混频芯片,最终应用于单平衡混频器的巴伦耦合线长度被缩减为中心频率1/4波长的44%。良好的混频器性能和紧凑的芯片面积证明了所提三耦合线巴伦的等效模型和设计方法能够为单片集成微波电路芯片的设计提供指导作用。     

一种工作在400GHz基于互补耦合线的Marchand巴伦

设计了一种工作在400ＧＨｚ,的紧凑型Marchand巴伦,本设计采用互补耦合线(Complementary Conducting-Strip Coupled-Line, CCS CL),与传统的薄膜耦合线(Thin-Film Coupled-Line, TF CL)相比,CCS CL具有更高的耦合系数和几乎相同的奇偶模传输特性,因此基于CCS CL设计的Marchand巴伦具有更小的电路面积和更加平衡的差分输出。为了验证该设计,采用0.13μｍ 1P8M CMOS 工艺制作了一种背靠背式Marchand巴伦测试电路,测得Marchand巴伦的插入损耗为0.75ｄＢ,10ｄＢ回波损耗带宽为110ＧＨｚ(从330ＧＨｚ到440ＧＨｚ),设计的400ＧＨｚMarchand balun的电路面积仅为0.0018mm2(不包括焊盘面积),远小于其他类型的太赫兹巴伦结构。     

短波大功率宽带并联谐振腔巴伦的研究与设计

为了解决大功率短波广播发射天线的不平衡馈电和阻抗不匹配问题,提出了一种短波大功率宽带并联谐振腔巴伦.该巴伦采用谐振腔与同轴传输线的并联结构,同时实现了不平衡-平衡转换和阻抗变换.通过理论分析和全波电磁仿真的相互验证,完成了巴伦的设计和优化.仿真结果表明:工作频率范围是5～26.1 MHz(相对带宽为135.7％),阻抗...     

具有陷波特性的宽带微带线-槽线巴伦的设计

提出了一种具有陷波特性的宽带微带线-槽线巴伦。通过采用阶梯型阻抗变换器,拓宽了巴伦的工作带宽。同时,在微带线的开路枝节上增加了一个1/4波长的开路枝节,使得巴伦可以在所需的频段内实现陷波特性。仿真结果表明,巴伦除在1.25~1.46 GHz频带内实现陷波外,在0.38~2 GHz频带内反射系数均＜-10 dB,插入损耗均优于-1.8dB。     

基于左手传输线的宽带巴伦设计

提出了一种基于左手传输线的新型Wilkinson巴伦,该巴伦由一个Wilkinson功分器和两条相位响应相差180°的相移 线构成,它具有结构紧凑和宽频带的特点。采用陶瓷基板薄膜加工工艺,制作了一个工作于C波段的Wilkinson巴伦。最后 测试结果显示：从4GHz到6GHz的频率范围内,输入端反射系数|S11|和输出端隔离|S23|均小于-15dB,两输出端口幅度和相 位不平衡性小于0.3dB和±2°,输出端插入损耗|S21|和|S31|大于-4dB。     

变压器式巴伦的研究

巴伦用于将不平衡信号转为平衡信号,在微波技术和天线领域得到了广泛的应用。其中变压器式巴伦工作频段宽且适合大功率使用。对变压器式巴伦进行了研究,并通过等效变换对其工作原理进行了详细的理论分析,最后讨论了实际制作和测量的方法。     

双耦合线巴伦设计

基于微带耦合线的四端口网络模型,提出了一种双耦合线巴伦,根据最小反射系数准则,推导出巴伦应满足的阻抗方程,并给出不同带宽所要求的耦合线奇偶模阻抗.最后给出ADS仿真结果及实验结果.     

一种无需接地结构的巴伦设计

研究了一种新型的耦合线巴伦结构的设计。该巴伦结构简单,仅包含一对耦合线和一根独立传输线,可在单层PCB板上实现,无需任何接地结构。文中给出了该巴伦的设计公式,并分析了在不同端口阻抗比情况下理想电路的阻抗取值范围。该结构中设计参数灵活,还可以通过改变传输线的阻抗值来调整工作带宽。此外,从设计公式中可看到这种结构也很适合设计具有较大的端口阻抗比的巴伦。文中对设计进行了实物样品加工,其工作频率为1.5GHz。其测试结果与理想电路、三维仿真曲线都很吻合。     

Design and validation of miniaturize Rat Race Coupler based microstrip Balun

This work presents a compact Balun with enhanced bandwidth and better isolation between output ports using Interdigital Capacitor (IDC). Firstly, a Rat Race Coupler (RRC) is designed, later Balun is proposed by replacing the isolation port with a 50 Ω isolation resistor. The proposed Transmission line (TL) is designed using an IDC in parallel with a high impedance TL. Based on a π-equivalent circuit the proposed TL has been investigated and optimized to achieve 70.7 Ω impedance. The Balun is designed and fabricated. The simulated and fabricated results are in accord. The fractional bandwidth (FBW) of RRC and Balun are 37.5% and 33% respectively at centre frequency 2.4 GHz. The size occupied by the proposed Balun is 0.51λ_g × 0.22λ_g. The structure is low cost, uniplanar and compact.     

基于LTCC技术的小型化MarchandBalun设计

在对巴伦的基本原理和耦合传输线奇偶模阻抗特性研究的基础上,基于LTCC技术设计了中心频率为1．35GHz的小型化MarchandBalun。设计中使用宽边耦合带状线来实现MarchandBalun内部的耦合区段。仿真结果表明,MarchandBalun的中心频率为1．35GHz,S11为．31．39dB;带内插入损耗在-0．55～1．12dB之间,满足设计指标的要求。     

Design and Analysis of Millimeter-Wave Marchand Balun with Interconnected Transmission Line

This paper presents the design and analysis of general baluns of Marchand-type with a transmission line connected between two sections. A series of new expressions of S-parameters are derived for such type of Marchand balun. The relations between the length of interconnected transmission line and the imbalance of Marchand balun are discussed. By using analytical method, a millimeter-wave Marchand balun was designed and simulated by the full-wave electromagnetic software HFSS, and fabricated in 0.15 μm pHEMT GaAs process. The measurement results show that the balun achieves low insertion loss and good balance in the band of 24–40 GHz. The results are in good agreement with the simulated ones. The theoretical analysis is verified.     

一种基于平面螺旋电感的不平衡变压器的设计

提出了一种基于0.13μm工艺,采用平面螺旋电感结构的宽带单片不平衡变压器。该电路的中心频率为23 GHz。在中心频率附近,模拟结果显示,单端口损耗为8 dB,在20~30 GHz频率范围内,两端口信号幅度误差为1 dB,相位误差为5°。     

基于LTCC技术的蓝牙巴伦设计

介绍了一种新型贴片式多层陶瓷巴伦。该巴伦是基于LTCC(Low Temperature Co-fired Ceramic,低温共烧陶瓷)技术设计的新型多层结构巴伦,采用独特的螺旋线宽边耦合带状线结构(SBCS),并且增加了端电容,极大地缩小了巴伦尺寸。设计的巴伦频率范围为2.4~2.5GHz,具有尺寸小、插损低、平衡度好等优点,并且工艺敏感度低,可应用于蓝牙通讯系统。文章讨论了其小型化思路与方案,描述了所设计巴伦的3D结构,给出了设计仿真结果与实验结果,两者吻合较好。