专利名称：射频混频器的印刷电路变压器混合线圈的制作方法
技术领域：
本发明涉及RF混频器中使用的变压器混合线圈和部分变压器混合线圈，特别是在千兆赫频率范围内工作的宽带RF混频器(在电视和卫星接收机中使用)中的器件。
正如所熟知的，在这样的频率工作使得元件结构、电路布线、引线长度和布局非常关键。这是常规的铁氧体磁心型线圈和变压器混合线圈很难用于高频宽带RF混频器电路的原因之一。另一个原因是与铁氧体材料有关的损耗。
本发明利用一种构造技术，产生准确控制的变压器混合线圈和部分变压器混合线圈的结构，减小引线长度问题，降低损耗并避免高成本和耗费工时。
本发明的主要目的是提供新的印刷电路变压器混合线圈和部分变压器混合线圈结构。
本发明的另一个目的是提供印刷电路高频变压器混合线圈和部分变压器混合线圈结构。
本发明的再一个目的是提供一种在千兆赫频率工作的改进的宽带RF混频器。
本发明的这些和其它目的以及优点在结合附图阅读下面的描述时将变得显而易见，其中
图1是根据本发明构成的RF混频器的简化示意图；图2是根据本发明构成的印刷电路部分变压器混合线圈的部件分解图；图3是根据本发明构成的印刷电路变压器混合线圈的部件分解图；图4是图3的印刷电路变压器混合线圈的前视图；图5是沿图4的变压器混合线圈5-5线的截面图；和图6是沿图5的变压器混合线圈6-6线的截面图。
术语＂变压器混合线圈(transformer hybrid)＂在史蒂芬A·马斯(Stephan A.Mass)拥有版权且于1986年发表的＂微波混频器＂一文的图7.2中的装置中出现。术语＂部分变压器混合线圈(partial transformer hybrid)＂在此用于说明没有第三变压器绕组的变压器混合线圈。
参考图1，一个RF混频器电路10包括一个驱动部分变压器混合线圈14的端部端子A、B的对称放大器12，部分变压器混合线圈14由一个被分成两个等分部分13和15的两层印刷线圈构成。一个中心端接头C通过电容器16将线圈等分部分13和15的结点连接到地电位。一个直流电压源+V连接到端接头C。带有端部端接头D和E的变压器混合线圈26具有两层印刷线圈，该印刷线圈被中心端接头F分成两个等分部分25和27。变压器混合线圈26可与部分变压器混合线圈14具有相同类型的线圈结构，但其包括带有具有端部端接头G和H的印刷线圈的附加第三层。可以理解，外加附加印刷电路IF耦合线圈的变压器混合线圈26包括与部分变压器混合线圈14类似的结构。RF信号提供给变压器混合线圈26的中心端接头F并从端接头G和接地端接头H提取IF信号。正如熟知的，来自放大器12的对称本机振荡器(LO)信号使二极管对18、22和20、24进行通/断转换。
LO信号不被部分变压器混合线圈14的“奇”式高阻抗所分流。“偶”式RF信号然后在端子D，E处被耦合到二极管桥的上侧上的二极管18，20，22和24上，以及通过较低侧上的部分变压器混合线圈14，耦合到AC接地。部分变压器混合线圈14和变压器混合线圈26作为短传输线(约50-75欧姆特性阻抗)用于使RF信号通过部分变压器混合线圈14和变压器混合线圈26传播(偶式传播)。
根据本发明，混频器10的部分变压器混合线圈14和变压器混合线圈26具有印刷电路构造。在图2中，部分变压器混合线圈14包含并置于绝缘基片30相对侧的半线圈13a和13b，以及半线圈15a和15b。事实上，线圈元件是位于薄型印刷电路板(基片30)两侧的导电箔片，并通过线圈元件相反端的两个嵌入垫中的“镀通”孔36互连。偶式电流经端点A，通过线圈元件13a，镀通孔36，46，线圈元件13b到达端接头C。其它半线圈中的电流经端接头B，通过线圈元件15a，镀通孔38，48，线圈元件15b到达端接头C。由此可见，电流在叠加线圈元件中是反方向流动的，而对偶式信号传播，变压器混合线圈起短传输线(50-75ohm)的作用。
在图3中，变压器混合线圈26示为包括带有印刷线圈元件25a，25b，27a和27b的基片40和载持印刷IF耦合线圈28的基片50，其被安置类似于图2中部分变压器混合线圈14的布局中。载持IF线圈28的绝缘基片50与线圈元件25a，27a和25b，27b并列，对准安置。绝缘基片40和50优选包含装载有按常规印刷电路技术形成导电箔片元件的印刷电路板的薄玻璃或特氟隆。在已成型的变压器混合线圈26中，在基片40的相对侧上并列设置形成线圈元件25a和27a以及25b和27b，而在基片50的远端上形成线圈元件28，其被粘接到基片40上形成一夹心。
值得注意的是，基片50包括具有与端接头F直线排列镀通孔66的小平板区54，端接头F上具有镀通孔64。这样，借助于镀通孔64，66，平板区54则与端接头F电连接。
参阅图4，5和6，基片40和50近似于正方形形状，包括小的角切口31，33和51，53。这些切口与印刷电路板56中的矩形槽60协同支撑以正交位置排列的基片和导电元件，印刷电路板56上的导电带58因此可和端接头电连接。
导电带58和端接头由示于图5中的焊料凸起68和70的电连接。本领域技术人员很容易理解，在某些情况下，可将导电带58置于印刷电路板56的另一侧，而使基片40和50通过印刷电路板扩展。然后在可见的印刷电路板的较低侧上完成各种端接头的焊接。
可以理解的是为了说明结构的细节，图4-6中的基片和箔元件的厚度都放大了，实际上，基片的厚度大约为0.01英寸，而箔元件的厚度更小。当然，箔元件的实际尺寸取决于器件的设计标准和涉及的频率范围。对于这种尺寸的元件的制造和安装技术是众所周知的。可以说本发明实际上消除了工作在千兆赫兹频率范围的现有技术的对称—不对称变压器(balun)和变压器(transformer)性能的不稳定性。
本发明解释了部分变压器混合线圈及变压器混合线圈以及采用这种混合线圈的RF混频器的新颖的印刷电路板结构。可以了解，对本领域普通技术人员而言，在不背离本发明精神和不超出本发明范围下的任何变型都是显而易见的，本发明由后附的权利要求书加以限定。
权利要求
1.一种高频混合线圈，其特征在于包括一分成第一和第二部分的第一环形导体元件；一在所述第一和第二部分的每一个的端子上的接头；一在所述第一和第二部分的每一个的另一端子上的焊盘；一与所述第一元件并置的对分的第二环形导体元件，包括在所述对分的元件开口端的焊盘和在中央放置的接头；一在所述第一和所述第二元件间设置的并对它们起支撑作用的绝缘基片；和与所述第一和所述第二元件的焊盘电互连的装置。
2.权利要求1的混合线圈，其特征在于所述环形元件包括金属箔片。
3.权利要求2的混合线圈，其特征在于所述环形元件实质上是圆形的，且其中所述电连接装置包括在所述基片和所述焊盘中的镀通孔。
4.权利要求3的混合线圈，其特征在于还包括一印刷电路板；一在所述印刷电路板上的矩形槽，用于正交支撑所述接头和所述基片；设置在所述印刷电路板上的导体，用于与所述端接头形成电性连接。
5.权利要求1的混合线圈，其特征在于还包括一具有开口端的第三环形连续导体；一在所述的每一个开口端上的接头；和一附加的绝缘基片，用于支撑所述第三元件，并设置于所述第二元件和所述第三元件之间。
6.权利要求5的混合线圈，其特征在于所述环形元件包括金属箔片。
7.权利要求6的混合线圈，其特征在于所述环形元件实质上是圆形的，且其中所述电连接装置包括在所述基片和所述焊盘中的镀通孔。
8.权利要求7的混合线圈，其特征在于还包括一印刷电路板；一在所述印刷电路板上的矩形槽，用于正交支撑所述接头和所述基片；在所述印刷电路板上的导体，用于与所述接头电连接。
9.一种类型的宽带RF混频器，其包括有第一、第二和第三绕组的对称感应装置，用于将对称的宽带RF信号耦合至所述第一和第二绕组的装置以及用于从所述第三绕组获取一IF信号的装置，其特征在于包括所述第一和第二绕组包括一分成第一和第二部分的第一环形导体元件，和一与所述第一元件并列并由一个绝缘基片与所述第一元件分开的对分的第二环形导体元件，所述第一和第二部分与所述第二元件电互连。
10.权利要求9的混频器，其特征在于还包括用于所述第三绕组的第三环形连续导体元件；和一附加的绝缘基片，设置于所述第二元件和所述第三元件之间。
11.权利要求10的混频器，其特征在于还包括一印刷电路板；在所述元件上的连接头，用于形成对其的电连接；一在所述印刷电路板上的矩形槽，用于正交支撑所述接头和所述基片；和在所述印刷电路板上的导体，用于与所述接头电连接。
12.一种宽带混频器，其特征在于包括一具有第一、第二和第三印刷电路绕组的变压器混合线圈；所述第一和第二绕组包括由一第一基片分开的对分的环形导体元件；所述第三绕组包括由一第二基片分开的连续环形元件；一部分变压器混合线圈包括具有由第三基片分开的对分的环形元件的第四和第五印刷电路绕组；和用于将对称宽带RF信号耦合至所述第一和第二以及所述第四和第五绕组以从所述第三绕组获取一IF信号的装置。
全文摘要
一种高频部分变压器混合线圈,包括一第一对分(split)的环形导体元件,其接在一绝缘基片的一侧,和一第二对分环形导体元件,其接在与第一元件并列的基片的另一侧。在基片上的镀通孔将第一和第二元件中的焊盘互连。在元件上的连接端头适于当基片正交支撑于基片的矩形槽时与印刷电路板上的导体连接。
文档编号H05K1/16GK1199910SQ9810546
公开日1998年11月25日 申请日期1998年3月12日 优先权日1997年3月12日
发明者皮埃尔·多布罗沃尔尼 申请人:Lg电子株式会社