專利名稱：微帶平衡－不平衡變換器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種在天線和微波領(lǐng)域中應(yīng)用的微波部件，尤其涉及一種用于實(shí)現(xiàn)從不平衡饋電的微波傳輸線到平衡饋電的微波傳輸線之間的轉(zhuǎn)換的微帶平衡-不平衡變換器。
背景技術(shù)：
根據(jù)平衡-不平衡變換器工作頻率的不同，其實(shí)現(xiàn)形式上有很大的差別。對于應(yīng)用在較低頻率的場合，常用在磁芯上繞線的方式實(shí)現(xiàn)，這是集中參數(shù)電路的方法，這樣可以使平衡-不平衡變換器的尺寸很小。但對于微波頻率，由于寄生輻射十分嚴(yán)重，不能使用這種集中參數(shù)電路，必須使用分布參數(shù)電路實(shí)現(xiàn)。分布參數(shù)的微波平衡-不平衡變換器可分為兩類。一類為三維結(jié)構(gòu)，如各種用同軸線實(shí)現(xiàn)的結(jié)構(gòu)等，三維結(jié)構(gòu)通常具有較大的尺寸。另一類為平面結(jié)構(gòu)，如各種印刷電路實(shí)現(xiàn)的結(jié)構(gòu)，這類結(jié)構(gòu)具有易于與天線或其它電路集成、尺寸小等特點(diǎn)。隨著通信技術(shù)的迅速發(fā)展，對天線和微波電路也提出了各種新的要求，作為一種重要的天饋和微波部件，平衡-不平衡變換器性能常常對天線和微波電路的性能起主要作用。寬頻帶、小尺寸、低成本、易加工等方面的要求也使寬帶平衡-不平衡變換器的設(shè)計變得越來越困難。特別地，對于工作在微波頻率低端的無線通信領(lǐng)域，如800MHz-2000MHz頻段，由于工作頻率較低，使得通常所用的傳統(tǒng)平衡-不平衡變換器的尺寸較大而使其應(yīng)用受到限制，對于三維結(jié)構(gòu)而言，問題顯得更為突出。為了滿足寬帶移動通信系統(tǒng)天線應(yīng)用的需求，迫切需要解決平衡-不平衡變換器寬頻帶工作以及小尺寸的難題，同時技術(shù)方案的實(shí)現(xiàn)成本也是不可忽視的問題。
技術(shù)內(nèi)容本發(fā)明提供一種能夠在微波頻段上寬頻帶工作的微帶平衡-不平衡變換器，具有尺寸小、制造成本低、易于批量生產(chǎn)的優(yōu)點(diǎn)。
本發(fā)明采用如下技術(shù)方案一種用于實(shí)現(xiàn)從不平衡饋電的微波傳輸線到平衡饋電的微波傳輸線之間的轉(zhuǎn)換的微帶平衡-不平衡變換器，包括微帶介質(zhì)基片7，在微帶介質(zhì)基片7的一個表面上設(shè)有微帶傳輸線3，在微帶傳輸線3的兩端設(shè)有不平衡傳輸線輸入端1和平衡傳輸線輸出端2，在微帶介質(zhì)基片7的另一個表面上設(shè)有微帶地平面6，在微帶傳輸線3的靠近平衡傳輸線的輸出端2一側(cè)連接有微帶短路線4且與微帶短路線4的一端連接，微帶短路線4的另一端與微帶地平面6短路連接。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有如下優(yōu)點(diǎn)1.與傳統(tǒng)的三維結(jié)構(gòu)的平衡-不平衡變換器相比，本發(fā)明采用了微帶印刷電路工藝，極大地減小了變換器結(jié)構(gòu)尺寸，這一點(diǎn)對工作于微波頻率低端的移動通信系統(tǒng)天線顯得尤為重要。在微波頻率的低端，傳統(tǒng)的三維結(jié)構(gòu)很難實(shí)現(xiàn)小體積的平衡-不平衡變換器，且在微波頻段三維結(jié)構(gòu)變換器機(jī)械加工精度要求高，難度大，所以生產(chǎn)成本高，加工周期長。本項(xiàng)發(fā)明由于采用了印刷電路技術(shù)，不僅極大地減小了結(jié)構(gòu)尺寸，同時也極大地降低了變換器加工成本和生產(chǎn)周期，提高了產(chǎn)品批量生產(chǎn)的一致性。
2.與一般的三維結(jié)構(gòu)或微帶印刷電路結(jié)構(gòu)的變換器相比，本發(fā)明的微帶平衡-不平衡變換器既可用于實(shí)現(xiàn)傳統(tǒng)的天饋線之間的平衡-不平衡變換，也可以脫離天線作為獨(dú)立的微波元件單獨(dú)使用。例如帶變換器的印刷振子天線，其變換器和天線就不能分開作為通用的平衡-不平衡變換器使用，這樣的變換器只能用于特定的天線結(jié)構(gòu)。本發(fā)明所提供的微帶平衡-不平衡變換器則既可以與天線集成在一起使用，也可以作為通用的平衡-不平衡變換器用于其它微波電路中。
3.作為天線饋電器，微帶平衡-不平衡變換器可以有多種形式與天線相連。帶變換器的印刷振子天線，其變換器與天線振子只能共面設(shè)計。雖然漸變線平衡-不平衡變換器與天線振子之間不受共面設(shè)計的限制，并且也可作為獨(dú)立的變換器單獨(dú)使用，但這種變換器尺寸較長。另外這兩種變換器的饋電方向都與振子正交。本發(fā)明所提供的微帶平衡-不平衡變換器完全克服了三維結(jié)構(gòu)和印刷電路結(jié)構(gòu)平衡-不平衡變換器的上述缺點(diǎn)。它既可以與振子共面設(shè)計，也可以不共面設(shè)計。饋電方向既可以與振子方向垂直，也可以與振子方向平行。因此與通常的平衡-不平衡變換器相比本項(xiàng)發(fā)明的變換器結(jié)構(gòu)布置靈活，可與天線進(jìn)行靈活的組合以適應(yīng)多種應(yīng)用場合，具有廣泛的通用性。在用于微波集成電路的場合，可任意角度調(diào)節(jié)短路線的方向，以適應(yīng)電路布局，提高設(shè)計靈活性。
4.由于本項(xiàng)發(fā)明的變換器具有小巧的結(jié)構(gòu)尺寸和靈活的組合方式，它特別適合在天線陣列中使用，該變換器可以設(shè)計在緊靠天線振子處，饋線仍然用標(biāo)準(zhǔn)的微帶線或同軸線，所以本項(xiàng)發(fā)明的變換器與漸變線型變換器用集成雙線饋電相比，可使饋電網(wǎng)絡(luò)有較低的損耗。


圖1是本發(fā)明的與饋電方向平行的變換器實(shí)施例主視圖。
圖2是本發(fā)明的與饋電方向垂直的變換器實(shí)施例主視圖。
圖3是本發(fā)明的與饋電方向垂直的變換器實(shí)施例結(jié)構(gòu)示意圖。
圖4是本發(fā)明的與饋電方向垂直的變換器另一實(shí)施例結(jié)構(gòu)示意圖。
圖5是本發(fā)明的與饋電方向垂直的變換器再一實(shí)施例結(jié)構(gòu)示意圖。
圖6是應(yīng)用本發(fā)明的實(shí)例結(jié)構(gòu)主視圖。
圖7是應(yīng)用本發(fā)明的實(shí)例結(jié)構(gòu)左視圖。
圖8是應(yīng)用本發(fā)明的實(shí)例測試結(jié)果圖。
具體實(shí)施例一種用于實(shí)現(xiàn)從不平衡饋電的微波傳輸線到平衡饋電的微波傳輸線之間的轉(zhuǎn)換的微帶平衡-不平衡變換器，包括微帶介質(zhì)基片7，在微帶介質(zhì)基片7的一個表面上設(shè)有微帶傳輸線3，在微帶傳輸線3的兩端設(shè)有不平衡傳輸線輸入端1和平衡傳輸線輸出端2，在微帶介質(zhì)基片7的另一個表面上設(shè)有微帶地平面6，在微帶傳輸線3的靠近平衡傳輸線的輸出端2一側(cè)連接有微帶短路線4，微帶傳輸線3與微帶短路線4之間的夾角可根據(jù)天線結(jié)構(gòu)或電路布局需要取0°～180°范圍的任意角度，例如取0°、180°、80°或140°，微帶短路線4與微帶地平面6短接，微帶短路線4與微帶地平面6通過金屬化孔短路點(diǎn)5短接(參見圖3)，微帶短路線4與微帶地平面6也可以通過金屬帶短路連接(參見圖4和圖5)，上述微帶短路線4通常為1/4導(dǎo)內(nèi)波長的微帶短路線。
本發(fā)明可作為一種特殊的天饋部件，用于各種需要把不對稱饋電電路轉(zhuǎn)接到對稱饋電結(jié)構(gòu)的天線的場合，如對稱振子、折疊振子、平面螺旋等天線等都需要用平衡-不平衡變換器與不平衡饋線連接。此外，在其它需要把不平衡傳輸線轉(zhuǎn)換成平衡傳輸線的應(yīng)用場合也都要用到平衡-不平衡變換器，例如應(yīng)用本發(fā)明的振子天線，(參見圖4、圖5及圖6)變換器的方向與振子軸線方向平行，變換器平衡輸出饋電點(diǎn)緊貼振子饋電處。由于微帶平衡-不平衡變換器結(jié)構(gòu)十分小巧，可以置于柱形振子內(nèi)部，實(shí)現(xiàn)對振子的無遮擋饋電。不平衡饋電的微帶線或同軸線直接與變換器輸入端連接，平衡輸出端分別用短線與振子兩臂直接連接。在此應(yīng)用實(shí)例中，天線結(jié)構(gòu)形式為用本發(fā)明的微帶平衡-不平衡變換器加圓柱形粗振子。實(shí)際測試表明，該天線在移動通信的頻段實(shí)現(xiàn)了寬帶工作的要求，在駐波比小于1.5的條件下相對帶寬大于18％，測試結(jié)果見圖8。
權(quán)利要求
1.一種用于實(shí)現(xiàn)從不平衡饋電的微波傳輸線到平衡饋電的微波傳輸線之間的轉(zhuǎn)換的微帶平衡-不平衡變換器，包括微帶介質(zhì)基片(7)，在微帶介質(zhì)基片(7)的一個表面上設(shè)有微帶傳輸線(3)，在微帶傳輸線(3)的兩端設(shè)有不平衡傳輸線輸入端(1)和平衡傳輸線輸出端(2)，在微帶介質(zhì)基片(7)的另一個表面上設(shè)有微帶地平面(6)，其特征在于在微帶傳輸線(3)的靠近平衡傳輸線的輸出端(2)一側(cè)連接有微帶短路線(4)且與微帶短路線(4)的一端連接，微帶短路線(4)的另一端與微帶地平面(6)短路連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的微帶平衡-不平衡變換器，其特征在于微帶短路線(4)與微帶地平面(6)通過金屬化孔短路點(diǎn)(5)短路連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的微帶平衡-不平衡變換器，其特征在于微帶短路線(4)與微帶地平面(6)通過金屬帶短路連接。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于實(shí)現(xiàn)從不平衡饋電的微波傳輸線到平衡饋電的微波傳輸線之間的轉(zhuǎn)換的微帶平衡－不平衡變換器，包括微帶介質(zhì)基片，在微帶介質(zhì)基片的一個表面上設(shè)有微帶傳輸線，在微帶傳輸線的兩端設(shè)有不平衡傳輸線輸入端和平衡傳輸線輸出端，在微帶介質(zhì)基片的另一個表面上設(shè)有微帶地平面，在微帶傳輸線的靠近平衡傳輸線的輸出端一側(cè)連接有微帶短路線且與微帶短路線的一端連接，微帶短路線的另一端與微帶地平面短路連接。本發(fā)明采用了微帶印刷電路工藝，極大地減小了變換器結(jié)構(gòu)尺寸。本項(xiàng)發(fā)明由于采用了印刷電路技術(shù)，不僅極大地減小了結(jié)構(gòu)尺寸，同時也極大地降低了變換器加工成本和生產(chǎn)周期，提高了產(chǎn)品批量生產(chǎn)的一致性。
文檔編號H01P5/10GK1599126SQ20041004156
公開日2005年3月23日 申請日期2004年7月30日 優(yōu)先權(quán)日2004年7月30日
發(fā)明者蒯振起, 周健義, 趙嘉寧, 洪偉 申請人:東南大學(xué)