專利名稱：一種帶中心抽頭供直流偏置的瑪春德巴倫的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于信息技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
目前差分結(jié)構(gòu)因其能有效的抑制諧波和降低噪聲，被廣泛的應(yīng)用在微波及毫米波對(duì)稱電路的設(shè)計(jì)中。無源巴倫作為一種不平衡轉(zhuǎn)平衡(單端轉(zhuǎn)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(yīng)用較為普遍。在差分結(jié)構(gòu)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(cè)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(jié)構(gòu)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(shì)必會(huì)降低巴倫性能。目前報(bào)道的各種瑪春德巴倫均無中心抽頭。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于設(shè)計(jì)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(tǒng)的瑪春德巴倫相比，該瑪春德巴倫應(yīng)用于帶差分結(jié)構(gòu)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(shí)具有將單端信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)椴罘中盘?hào)和提供直流偏置的功能，并且減小了尺寸。具體的技術(shù)方案為:設(shè)計(jì)的帶中心抽頭的瑪春德巴倫包括原邊、兩個(gè)副邊和去耦電容四個(gè)部分。原邊金屬走線一端為輸入，另一端開路。兩個(gè)副邊金屬線寬與原邊一致，與原邊處于同一垂直面上，構(gòu)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(gòu)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?；诙鄬佑≈齐娐钒寤蚣呻娐分圃旃に嚕O(shè)計(jì)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(guān)系，而非位于同一平面的側(cè)邊耦合，其結(jié)構(gòu)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(duì)稱結(jié)構(gòu)的版圖，其周長理論上可估計(jì)為輸入信號(hào)波長的1/2，但是因?yàn)槭芙橘|(zhì)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(yōu)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(tǒng)的瑪春德巴倫相比，本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn):1.小型化，因?yàn)椴捎昧舜怪睂掃咇詈辖Y(jié)構(gòu)及將巴倫折疊的方式，可以有效的節(jié)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(shè)計(jì)。


圖1為帶中心抽頭的瑪春德巴倫三維結(jié)構(gòu)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(shí)施例方式實(shí)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。本發(fā)明所提出的帶中心抽頭的瑪春德巴倫實(shí)現(xiàn)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(hào)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(gòu)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(gòu)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?，敶旱掳蛡惤饘倬€的物理尺寸全部由Agilent公司的ADS軟件進(jìn)行計(jì)算和仿真優(yōu)化后獲得。實(shí)施例二:
以CMOS 0.18 ym 7層金屬集成電路工藝為例，實(shí)現(xiàn)集成電路晶元的剖面圖如圖6所示。本發(fā)明所提出的帶中心抽頭的瑪春德巴倫實(shí)現(xiàn)過程如下:原邊使用金屬層Μ6實(shí)現(xiàn)，副邊使用頂層金屬層Μ7實(shí)現(xiàn)，原邊金屬線折為四方型，終端開路，另一端為信號(hào)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(gòu)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(gòu)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?，敶旱掳蛡惤饘倬€的物理尺寸全部由Agilent公司的ADS軟件進(jìn)行計(jì)算和仿真優(yōu)化后獲得。當(dāng)然原邊副邊也可以選其他金屬層，對(duì)選擇金屬層之間的位置關(guān)系無要求。多層印制電路板工藝也是同理。實(shí)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。本發(fā)明所提出的帶中心抽頭的瑪春德巴倫實(shí)現(xiàn)過程如下:原邊和副邊可使用PCB的任意2層金屬層實(shí)現(xiàn)，原邊金屬線折為四方型，終端開路，另一端為信號(hào)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(gòu)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(gòu)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?，敶旱掳蛡惤饘倬€的物理尺寸全部由Agilent公司的ADS軟件進(jìn)行計(jì)算和仿真優(yōu)化后獲得。
權(quán)利要求
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(gè)副邊和去耦電容三個(gè)部分，原邊金屬走線一端為輸入，另一端開路，兩個(gè)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(gòu)成寬邊耦合線，兩個(gè)副邊非輸出端的一端接在一起構(gòu)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。
2.如權(quán)利要求1所述的一種帶中心抽頭供直流偏置的瑪春德巴倫，其特征在于:該瑪春德巴倫可以采用多層印制電路板或集成電路制造工藝。
3.如權(quán)利要求2所述的一種帶中心抽頭供直流偏置的瑪春德巴倫，其特征在于:在多層印制電路板和集成電路制造工藝中，原邊和副邊任選金屬層。
4.如權(quán)利要求1或2所述的一種帶中心抽頭供直流偏置的瑪春德巴倫，其特征在于:瑪春德巴倫可以折疊成矩形八角形、圓弧形。
全文摘要
本發(fā)明設(shè)計(jì)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(gè)副邊和去耦電容三個(gè)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(gè)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(gòu)成寬邊耦合線。兩個(gè)副邊均有一端為輸出，而非輸出端的一端接在一起構(gòu)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(fā)明與傳統(tǒng)的瑪春德巴倫相比，不僅有效節(jié)省尺寸，而且為電路提供直流偏置通路，簡化了電路設(shè)計(jì)。
文檔編號(hào)H01P5/10GK103078161SQ20121054696
公開日2013年5月1日 申請(qǐng)日期2012年12月17日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月17日
發(fā)明者徐雷鈞, 潘天紅, 白雪, 趙不賄 申請(qǐng)人:江蘇大學(xué)