一种用于lte系统的耦合线宽带移相器的制造方法
【专利摘要】本发明公开一种用于LTE系统的耦合线宽带移相器，包括相移参考电路和相移控制电路；相移参考电路包括第一组耦合微带线和第一顶端连接点，通过微带线连接第一输入端口和第一输出端口；相移控制电路包括第二组耦合微带线和第三组耦合微带线以及第二顶端连接点和末端连接点，通过微带线连接第二输入端口和第二输出端口，第一输入端口用于输入信号作为相位参考，第二输入端口用于输入信号作为相位控制，通过电路控制，第一输出端口和第二输出端口输出信号的相位差值为指定的相移量。通过使用耦合微带结构实现指定的移相值，拓宽工作带宽且简单、紧凑、实用，实现稳定的移相值的同时保持较小面积。
【专利说明】一种用于LTE系统的耦合线宽带移相器
【技术领域】
[0001]本发明属于微波传输器件的【技术领域】，涉及一种用于LTE系统的耦合线宽带移相器。
【背景技术】
[0002]移相器是一种对波的相位进行调整的器件，根据指定的移相值将输出信号的相位移动一定的角度。因此移相器被广泛运用于馈电网络、功率放大器、智能天线阵列前端等电路中，是组成微波射频电路的核心器件之一。
[0003]为使输出信号获得指定的移相值，传统的移相器利用两传输线之间的电长度的不同产生相位差值作为移相值，这种移相器的相位带宽较窄，很难实现宽带结构。而目前使用的薛夫曼移相器利用耦合线间相位形成涟波状的频率响应，在一定频宽内可与参考线输出相位有多个相同相位的频率点，在可调整误差量的情况下，于所需频带内维持一定的移相值。因此，在薛夫曼移相器的基础上，使用耦合线构造移相器的技术随之发展起来。但是，使用传统的传输线作为参考相位线使得薛夫曼移相器整体面积较大，工作频带随着指定的移相值增加而递减，同时输出信号移相值不够稳定，不便于在其它微波射频器件中使用。
[0004]因此，有必要提供一种面积小、频带宽、移相值稳定的宽带移相器，使得其能够克服现有技术中移相器存在的面积大、频带窄、移相值不稳定的缺陷。
【发明内容】
[0005]本发明的目的是提供一种用于LTE系统的耦合线宽带移相器，本发明的宽带移相器具有面积小、宽频带、相位差稳定等优点。
[0006]根据本发明的一个方面，提供了一种用于LTE系统的耦合线宽带移相器，包括，介质板9和布设于介质板9上的移相器电路，所述移相器电路包括相移参考电路A和相移控制电路B，其特征在于:所述相移参考电路A包括第一组耦合微带线5、第一顶端连接点11、第一输入端口 I和第一输出端口 2，其中:第一组耦合微带线5形成为两条平行设置的微带线，该两条微带线的一端共同连接到第一顶端连接点11，另一端分别连接到第一输入端口I和第一输出端口 2 ;所述相移控制电路B包括第二组耦合微带线6、第三组耦合微带线7、第二顶端连接点12、末端连接点13、第二输入端口 3和第二输出端口 4，其中:第二组耦合微带线6形成为两条平行设置的微带线，该两条微带线的一端共同连接到第二顶端连接点12，另一端分别连接到第二输入端口 3和第二输出端口 4 ;以及第三组耦合微带线7形成为两条平行设置的微带线，该两条微带线的一端共同连接到末端连接点13，另一端分别连接到第二输入端口 3和第二输出端口 4。
[0007]其中，在上述发明中，其中，所述第一输入端口 I的输入信号作为相位参考信号，第二输入端口 3的输入信号作为相位控制信号，第一输出端口 2和第二输出端口 4输出信号的相位差值作为指定的相移量。
[0008] 其中，在上述发明中，所述介质板9的正面设置所述移相器电路，背面设置金属接地面10，该介质板9还设置有贯穿正面和背面的过孔8，所述过孔8连接在第三组耦合微带线7和金属接地面10之间。
[0009]其中，在上述发明中，第一输入端口 I和第一输出端口 2形成为微带线，按照与第一组耦合微带线5大致垂直的方式延伸到介质板9的边缘，从而形成第一输入端口 I和第一输出端口 2。
[0010]其中，在上述发明中，第一顶端连接点11连接第一组耦合微带线5间的顶端间隙，第二顶端连接点12连接第二组耦合微带线6间的顶端间隙，末端连接点13连接第三组耦合微带线7间的末端间隙，第二组耦合微带线6的末端分贝连接到第三组耦合微带线7的顶端，并且在所述连接处分别通过微带线连接到第二输入端口 3和第二输出端口 4。
[0011]其中，在上述发明中，第一顶端连接点11、第二顶端连接点12和末端连接点13的宽度相同，长度分别与其各自连接的第一组耦合微带线5、第一组耦合微带线6和第三组耦合微带线7的线间距保持一致。
[0012]其中，在上述发明中，当所述移相器电路在偶模激励状态下时，第一组耦合微带线5和第二组耦合微带线6的偶模等效电路呈开路状态，第三组耦合微带线7的偶模等效电路呈短路状态；当所述移相器电路在奇模激励状态下时，第一组耦合微带线5、第二组耦合微带线6和第三组耦合微带线7的奇模等效电路均呈短路状态。
[0013]其中，在上述发明中，第一组耦合微带线5和第一组耦合微带线6以及第三组耦合微带线 7 的长度分别为 L1 = 28.67mm, L2 = 19.8mm, L3 = 19.88mm,宽度分别为 W1 = 2.59mm,W2 = 1.7mm, W3 = 1.8mm,线间距分别为 S1 = 0.63mm, S2 = 1.8mm, S3 = 0.56mm ;连接到第一输入端口 I和第一输出端口 2的微带线宽度Wk = 2.72mm,长度Lk = 1mm ;连接到第二输入端口 3和第二输出端口 4的微带线宽度Wk = 2.72mm,长度LK+0.83mm = 10.83mm ;第一顶端连接点11和第二顶端连接点12以及末端连接点13宽度C = 0.4_。
[0014]其中，在上述发明中，第一组耦合微带线5和第一组耦合微带线6以及第三组耦合微带线7的各参数满足以下等式:
[0015]Z02 (Zo2+Zo3) (Ze3tan2 Θ 2-Ze2) _Ze2Ze3Zo2Zo3tan2 Θ 2 = 0，
[0016]Z02 (Zoltan2 Θ ^Zel)-ZelZol (Zoltan2 Θ ^Zel) =0，
[0017]
【权利要求】
1.一种用于LTE系统的耦合线宽带移相器，其包括，介质板(9)和布设于介质板(9)上的移相器电路，所述移相器电路包括相移参考电路(A)和相移控制电路(B)，其特征在于: 所述相移参考电路(A)包括第一组耦合微带线(5)、第一顶端连接点(11)、第一输入端口(I)和第一输出端口⑵，其中: 第一组耦合微带线(5)形成为两条平行设置的微带线，该两条微带线的一端共同连接到第一顶端连接点(11)，另一端分别连接到第一输入端口(I)和第一输出端口(2)； 所述相移控制电路(B)包括第二组耦合微带线(6)、第三组耦合微带线(7)、第二顶端连接点(12)、末端连接点(13)、第二输入端口(3)和第二输出端口(4)，其中: 第二组耦合微带线(6)形成为两条平行设置的微带线，该两条微带线的一端共同连接到第二顶端连接点(1 2)，另一端分别连接到第二输入端口(3)和第二输出端口(4);以及第三组耦合微带线(7)形成为两条平行设置的微带线，该两条微带线的一端共同连接到末端连接点(13)，另一端分别连接到第二输入端口(3)和第二输出端口(4)。
2.根据权利要求1所述的用于LTE系统的耦合线宽带移相器，其中，所述第一输入端口(I)的输入信号作为相位参考信号，第二输入端口(3)的输入信号作为相位控制信号，第一输出端口(2)和第二输出端口(4)输出信号的相位差值作为指定的相移量。
3.根据权利要求1所述用于LTE系统的耦合线宽带移相器，其特征在于，所述介质板(9)的正面设置所述移相器电路，背面设置金属接地面(10)，该介质板(9)还设置有贯穿正面和背面的过孔(8)，所述过孔⑶连接在第三组耦合微带线(7)和金属接地面(10)之间。
4.根据权利要求2所述的用于LTE系统的耦合线宽带移相器，其特征在于，第一输入端口(I)和第一输出端口(2)形成为微带线，按照与第一组耦合微带线(5)大致垂直的方式延伸到介质板(9)的边缘，从而形成第一输入端口(I)和第一输出端口(2)。
5.根据权利要求1所述的用于LTE系统的耦合线宽带移相器，其特征在于， 所述第一顶端连接点(11)连接第一组耦合微带线(5)间的顶端间隙； 所述第二顶端连接点(12)连接第二组耦合微带线(6)间的顶端间隙； 所述末端连接点(13)连接第三组耦合微带线(7)间的末端间隙； 所述第二组耦合微带线(6)的末端分别连接到第三组耦合微带线(7)的顶端，并且在所述连接处分别通过微带线连接到第二输入端口(3)和第二输出端口(4)。
6.根据权利要求5所述的用于LTE系统的耦合线宽带移相器，其特征在于，第一顶端连接点(11)、第二顶端连接点(12)和末端连接点(13)的宽度相同，长度分别与其各自连接的第一组耦合微带线(5)、第一组耦合微带线(6)和第三组耦合微带线(7)的线间距保持一致。
7.根据权利要求1-6中任一项所述的用于LTE系统的耦合线宽带移相器，其特征在于，当所述移相器电路在偶模激励状态下时，第一组耦合微带线(5)和第二组耦合微带线(6)的偶模等效电路呈开路状态，第三组耦合微带线(7)的偶模等效电路呈短路状态；以及当所述移相器电路在奇模激励状态下时，第一组耦合微带线(5)、第二组耦合微带线(6)和第三组耦合微带线(7)的奇模等效电路呈短路状态。
8.根据权利要求1-6中任一项所述的用于LTE系统的耦合线宽带移相器，其特征在于， 第一组耦合微带线(5)和第一组耦合微带线(6)以及第三组耦合微带线(7)的长度分别为 L1 = 28.67mm, L2 = 19.8mm, L3 = 19.88mm,宽度分别为 W1 = 2.59mm, W2 = 1.7mm，W3=1.8mm,线间距分别为 S1 = 0.63mm, S2 = 1.8mm, S3 = 0.56mm ; 连接到第一输入端口(I)和第一输出端口(2)的微带线宽度Wk = 2.72mm，长度Lk =10mm ； 连接到第二输入端口(3)和第二输出端口⑷的微带线宽度Wk = 2.72mm，长度Le+0.83mm = 10.83mm ； 第一顶端连接点(11)和第二顶端连接点(12)以及末端连接点(13)宽度C = 0.4mm。
9.根据权利要求7所述的用于LTE系统的耦合线宽带移相器，其特征在于，第一组耦合微带线(5)和第一组耦合微带线(6)以及第三组耦合微带线(7)的各参数满足以下等式:
其中，Q1为第一组耦合微带线(5)的电长度，θ2为第二组耦合微带线(6)和第三组率禹合微带线(X)的电长度，Ztl为第一输入端口(I)和第二输入端口(3)以及第一输出端口(2)和第二输出端口(4)的特征阻抗，Z^Ztjl分别为第一组耦合微带线(5)的奇模特征阻抗和偶模特征阻抗，ZmZtj2分别为第二组耦合微带线(6)的奇模特征阻抗和偶模特征阻抗，ZmZtj3分别为第三组耦合微带线(7)的奇模特征阻抗和偶模特征阻抗，Φ为第一输出端口(2)和第一输入端口(I)间的移相值，Π为第二输出端口(4)和第二输入端口(3)间的移相值，Λ σ为宽带移相器输出指定的移相值。
10.根据权利要求9所述的用于LTE系统的耦合线宽带移相器，其特征在于，第一组耦合微带线(5)、第一组耦合微带线(6)以及第三组耦合微带线(7)的各参数满足下述条件:
Z0 = 50 Ω , Δ σ =90° , Θ i = 131° , Θ 2 = 90° ,
Zel = 59 Ω，Zol = 42.4 Ω，Ze2 = 70 Ω，Zo2 = 60 Ω，
Ze3 = 75 Ω，Zo3 = 50 Ω， 所述耦合线宽带移相器的中心工作频点为f = 2.2GHz。
【文档编号】H01P1/18GK104201441SQ201410426042
【公开日】2014年12月10日 申请日期:2014年8月26日 优先权日:2014年8月26日
【发明者】吴永乐, 刘元安, 周思玥, 魏淑兰, 于翠屏, 王卫民, 苏明 申请人:北京邮电大学