本發明專利技術設計了一種帶中心抽頭供直流偏置的瑪春德巴倫，具體包括原邊、兩個副邊和去耦電容三個部分，原邊使用雙層金屬印制電路板的底層金屬層，一端為輸入，另一端開路，兩個副邊使用雙層金屬印制電路板的頂層金屬層，副邊金屬線寬與原邊一致，與原邊處于同一垂直面上，構成寬邊耦合線。兩個副邊均有一端為輸出，而非輸出端的一端接在一起構成中心抽頭，并分別與電容1和電容2相連，電容1和電容2的另一端接地。該瑪春德巴倫還可以采用多層印制電路板或集成電路制造工藝制作。本發明專利技術與傳統的瑪春德巴倫相比，不僅有效節省尺寸，而且為電路提供直流偏置通路，簡化了電路設計。
【技術實現步驟摘要】
本專利技術屬于信息
技術介紹
目前差分結構因其能有效的抑制諧波和降低噪聲，被廣泛的應用在微波及毫米波對稱電路的設計中。無源巴倫作為一種不平衡轉平衡(單端轉差分)的器件，是差分電路中的重要組成部分。無源巴倫的類型主要分為變壓器巴倫、瑪春德巴倫和傳輸線巴倫，其中前兩種應用較為普遍。在差分結構的微波放大器電路中，為減小電路尺寸，通常使用變壓器作為帶中心抽頭的巴倫，變壓器巴倫可通過其二次側的中心抽頭為電路中的有源器件提供直流偏置。與變壓器巴倫相比，瑪春德巴倫具有更寬的帶寬，但瑪春德巴倫由于平面結構要做中心抽頭必須通過其他層的金屬橋接才行，而這樣做勢必會降低巴倫性能。目前報道的各種瑪春德巴倫均無中心抽頭。
技術實現思路
本專利技術的目的在于設計一種帶中心抽頭的瑪春德巴倫，該微波無源器件基于印制電路板或微電子集成電路制造工藝。與傳統的瑪春德巴倫相比，該瑪春德巴倫應用于帶差分結構的微波毫米波電路(如微波功率放大器，低噪聲放大器，混頻器)中，同時具有將單端信號轉變為差分信號和提供直流偏置的功能，并且減小了尺寸。具體的技術方案為:設計的帶中心抽頭的瑪春德巴倫包括原邊、兩個副邊和去耦電容四個部分。原邊金屬走線一端為輸入，另一端開路。兩個副邊金屬線寬與原邊一致，與原邊處于同一垂直面上，構成寬邊耦合線，副邊I和副邊2的一端分別為輸出I和輸出2，另一端連接在一起構成中心抽頭，并分別與電容I和電容2相連，電容I和電容2的另一端接地。如圖1所示。基于多層印制電路板或集成電路制造工藝，設計的帶中心抽頭的瑪春德巴倫使用其中的兩層金屬，金屬層之間的間距由工藝決定。由于原邊走線和副邊走線分別使用不同的層金屬，使得原邊與副邊之間形成上下垂直的寬邊耦合關系，而非位于同一平面的側邊耦合，其結構如圖1所示。該帶中心抽頭的瑪春德巴倫可折疊成矩形，不僅能減小尺寸，而且形成對稱結構的版圖，其周長理論上可估計為輸入信號波長的1/2，但是因為受介質材料的影響，具體金屬線的寬度和長度可使用專用的仿真軟件=Agilent公司的ADS仿真優化后獲得。該帶中心抽頭的瑪春德巴倫還可折疊成八角形、圓弧形。如圖3、圖4所示。有益效果:與傳統的瑪春德巴倫相比，本專利技術具有以下優點:1.小型化，因為采用了垂直寬邊耦合結構及將巴倫折疊的方式，可以有效的節省尺寸。2.具有中心抽頭，可為電路提供直流偏置通路，從而簡化了電路設計。附圖說明圖1為帶中心抽頭的瑪春德巴倫三維結構圖。圖2為帶中心抽頭的瑪春德巴倫折疊成矩形的平面圖。圖3為帶中心抽頭的瑪春德巴倫折疊成八角形的平面圖。圖4為帶中心抽頭的瑪春德巴倫折疊成圓弧形的平面圖。圖5為雙層印制電路板材料剖面。圖6為集成電路晶元剖面。圖7為四層印制電路板材料剖面。具體實施例方式實施例一: 以雙層金屬印制電路板(PCB)制造工藝為例，印制電路板的剖面圖如圖5所示。本專利技術所提出的帶中心抽頭的瑪春德巴倫實現過程如下:原邊使用PCB的金屬層2，副邊使用PCB的金屬層1，原邊金屬線折為四方型，終端開路，另一端為信號輸入，副邊金屬線寬與原邊一致，與原邊處于同一垂直面上，構成寬邊耦合線，副邊I和副邊2的一端分別為輸出I和輸出2，另一端連接在一起構成中心抽頭，并分別與電容I和電容2相連，電容I和電容2的另一端接地。如圖2所示。瑪春德巴倫金屬線的物理尺寸全部由Agilent公司的ADS軟件進行計算和仿真優化后獲得。實施例二: 以CMOS 0.18 ym 7層金屬集成電路工藝為例，實現集成電路晶元的剖面圖如圖6所示。本專利技術所提出的帶中心抽頭的瑪春德巴倫實現過程如下:原邊使用金屬層Μ6實現，副邊使用頂層金屬層Μ7實現，原邊金屬線折為四方型，終端開路，另一端為信號輸入，副邊金屬線寬與原邊一致，與原邊處于同一垂直面上，構成寬邊耦合線，副邊I和副邊2的一端分別為輸出I和輸出2，另一端連接在一起構成中心抽頭，并分別與電容I和電容2相連，電容I和電容2的另一端接地。如圖1所示。瑪春德巴倫金屬線的物理尺寸全部由Agilent公司的ADS軟件進行計算和仿真優化后獲得。當然原邊副邊也可以選其他金屬層，對選擇金屬層之間的位置關系無要求。多層印制電路板工藝也是同理。實施例三: 以4層金屬印制電路板(PCB)制造工藝為例，印制電路板的剖面圖如圖7所示。本專利技術所提出的帶中心抽頭的瑪春德巴倫實現過程如下:原邊和副邊可使用PCB的任意2層金屬層實現，原邊金屬線折為四方型，終端開路，另一端為信號輸入，副邊金屬線寬與原邊一致，與原邊處于同一垂直面上，構成寬邊耦合線，副邊I和副邊2的一端分別為輸出I和輸出2，另一端連接在一起構成中心抽頭，并分別與電容I和電容2相連，電容I和電容2的另一端接地。如圖2所示。瑪春德巴倫金屬線的物理尺寸全部由Agilent公司的ADS軟件進行計算和仿真優化后獲得。本文檔來自技高網...
【技術保護點】
一種帶中心抽頭供直流偏置的瑪春德巴倫，包括原邊、兩個副邊和去耦電容三個部分，原邊金屬走線一端為輸入，另一端開路，兩個副邊金屬走線的一端為輸出端，其特征在于：原邊使用雙層金屬印制電路板的底層金屬層，副邊使用雙層金屬印制電路板的頂層金屬層，副邊金屬線寬與原邊一致，與原邊處于同一垂直面上，構成寬邊耦合線，兩個副邊非輸出端的一端接在一起構成中心抽頭，并分別與電容1和電容2相連，電容1和電容2的另一端接地。
【技術特征摘要】
1.一種帶中心抽頭供直流偏置的瑪春德巴倫，包括原邊、兩個副邊和去耦電容三個部分，原邊金屬走線一端為輸入，另一端開路，兩個副邊金屬走線的一端為輸出端，其特征在于:原邊使用雙層金屬印制電路板的底層金屬層，副邊使用雙層金屬印制電路板的頂層金屬層，副邊金屬線寬與原邊一致，與原邊處于同一垂直面上，構成寬邊耦合線，兩個副邊非輸出端的一端接在一起構成中心抽頭，并分別與電容I和電容2相連，電容I和電容...
【專利技術屬性】
技術研發人員：徐雷鈞，潘天紅，白雪，趙不賄，
申請(專利權)人：江蘇大學，
類型：發明
國別省市：
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