基于理想反相器的宽带不等分六端口平衡网络的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于微波毫米波混合平面集成电路，特别是一种基于理想反相器的宽带不 等分六端口平衡网络。
【背景技术】
[0002] 随着无线通信技术的进步，微波毫米波电路与系统朝着小型化、模块化和集 成化的方向发展。在通信系统中，不同介质、电路层之间的节点和互联处存在着复杂 的电磁互扰，因此需要具有共模抑制和减小环境噪声能力的平衡电路，来抑制这些干 扰。宽频的多端口平衡电路与系统，由于具有较好的共模抑制和抗干扰特性，在微波 毫米波电路与系统中具有至关重要的地位。微带-槽线过渡结构已经广泛用于设计 具有与频率无关的反相功分器，使用两个过渡结构：微带-槽线过渡和槽线-微带过 渡，就能实现反相器的设计，并且它是实现宽带魔T和180°混合环的关键结构。如文 献 1 ( aK. U-yen, E. J. ffollack, J. Papapolymerou, and J. Laskar, A broadband planar magic-T using microstrip-slot line transitions,IEEE Trans. Microw.Theory Tech.，vol. 56, no. 1，pp. 172 - 177, Jan. 2008. "），文献 2 ( "M. E. Bialkowski and Y.Wang, Wideband microstrip 180hybrid utilizing ground slots,IEEE Microw. Wireless Compon. Lett.，vol. 20, no. 9, pp. 495 - 497, Sep. 2010. "），以及文献3(^卞. Lin,Q.-X. Chu, Z. Gong, and Z.Lin, Compact broadband Gysel power divider with arbitrary power-dividing ratio using microstrip/slotline phase inverter, IEEE Trans. Microw. Theory Tech.，vol. 60, no. 5, pp. 1226 - 1234, May 2012. "），都详细地介绍 了这种过渡结构的性能及应用，但是基于理想反相器的多端口平衡网络的设计还较少。在 以往的平衡多端口网络设计中，一般只是简单的代替多级的巴伦结构，在性能的改进上还 有所欠缺。如文献 4 ( "L.S.Wu，B.Xia，and J.F.Mao, A half-mode substrate integrated waveguide ring for two-way power division of balanced circuit，IEEE Microw. Wireless Compon. Lett.，vol. 22, no. 7, Jul. 2012, pp. 333-335. "），以及文献 5 ( "J. W. May and G. M. Rebeiz, A 40 - 5〇-GHz SiGe 1:8differential power divider using shielded broadside-coupled striplines, IEEE Trans. Microw. Theory Tech. , vol. 56, no. 7, Jul. 20 08, pp. 1575 - 1581. "），都比较详细地介绍了几种多端口平衡功率分配合成网络结构，然而 这些网络存在一些缺陷：（D电路复杂，尺寸较大；（2)共模抑制带宽小于60%，差模功分带 宽小于25%，带宽满足不了宽频通信的要求；（3)功分端口差模共模互换抑制度差。
【发明内容】
[0003] 本发明的目的是提供一种基于理想反相器的宽带不等分六端口平衡网络。
[0004] 实现本发明目的的技术解决方案为：一种基于理想反相器的宽带不等分六端口平 衡网络，包括微带线结构和两个180度的理想宽带反相器结构，其中第一网络端口、第二网 络端口、第三网络端口、第四网络端口、第五网络端口和第六网络端口分别与六条微带线相 连，其中第二网络端口和第三网络端口位于介质基板的一侧，第五网络端口和第六网络端 口位于介质基板对称的另外一侧，第一网络端口和第四网络端口分别位于介质基板的另外 两侧，第一网络端口和第四网络端口位于同一直线上。
[0005] 第一网络端口与第二网络端口之间并联第一微带线，第一网络端口与第六网络端 口之间并联第二微带线，第四网络端口也分别与第三网络端口和第五网络端口之间并联第 一微带线和第二微带线，第一微带线和第二微带线的长度均为四分之一波长，二者的宽度 不相等；第二网络端口与第三网络端口之间、第五网络端口与第六网络端口之间均并联了 等宽度的第三微带线，第三微带线的长度为半波长；第二网络端口与第三网络端口各自对 应的微带线的另一端均分别连接长度为四分之一波长的第四微带线，第五网络端口与第六 网络端口各自对应的微带线的另一端均分别连接长度为四分之一波长的第五微带线，每根 第四微带线均与对应的第五微带线通过具有180度反相特性的反相器连接，上述两个反相 器关于整个网络中心对称；第一网络端口与第四网络端口各自对应的微带线的另一端均分 别连接长度为半波长的第六微带线。
[0006] 本发明与现有技术相比，其显著优点为：（1)本发明利用微带-槽线过渡和槽 线-微带过渡实现理想反相器，此理想反相器代替半波长传输线，使得电路尺寸变小，结构 体积相比于传统结构减少30%以上；(2)本发明没有采用复杂宽频耦合结构，功分损耗较 小，结构带宽更宽；(3)本发明的功分输入端口并联的半波长微带分支线增加了传输零点， 并拓宽了共模抑制的带宽；(4)本发明的共模抑制端口之间的隔离大于30dB，差模和共模 信号转换的隔离大于40dB，总体电性能更好。
[0007] 下面结合附图对本发明作进一步详细描述。
【附图说明】
[0008] 图1为本发明基于理想反相器的宽带不等分六端口平衡网络的上层结构示意图。
[0009] 图2为本发明基于理想反相器的宽带不等分六端口平衡网络的下层结构示意图。
[0010] 图3为本发明基于理想反相器的宽带不等分六端口平衡网络的反相器结构示意 图。
[0011] 图4为本发明基于理想反相器的宽带不等分六端口平衡网络的3D结构示意图。
[0012] 图5为本发明基于理想反相器的宽带不等分六端口平衡网络的共模信号抑制带 宽、端口隔离的结果图。
[0013] 图6为本发明基于理想反相器的宽带不等分六端口平衡网络的差模信号功分带 宽、端口隔离的结果图。
[0014] 图7为本发明基于理想反相器的宽带不等分六端口平衡网络的共模信号抑制到 差模信号传输转换的结果图。
[0015] 图8为本发明基于理想反相器的宽带不等分六端口平衡网络的差模信号传输到 共模信号抑制转换的结果图。
【具体实施方式】
[0016] 本发明公开了一种基于理想反相器的宽带不等分六端口平衡网络，包括微带线结 构和两个180度的理想宽带反相器结构，其中第一网络端口 P1、第二网络端口 P2、第三网络 端口 P3、第四网络端口 P4、第五网络端口 P5和第六网络端口 P6分别与六条微带线1相连， 第二网络端口 P2和第三网络端口 P3位于介质基板的一侧，第五网络端口 P5和第六网络端 口 P6位于介质基板对称的另外一侧，第一网络端口 P1和第四网络端口 P4分别位于介质基 板的另外两侧，第一网络端口 P1和第四网络端口 P4位于同一直线上；
[0017] 第一网络端口 P1与第二网络端口 P2之间并联第一微带线3,第一网络端口 P1与 第六网络端口 P6之间并联第二微带线5,第四网络端口 P4也分别与第三网络端口 P3和第 五网络端口 P5之间并联第一微带线3和第二微带线5,第一微带线3和第二微带线5的长 度均为四分之一波长，二者的宽度