專利名稱：四端口混合電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明通常涉及微波射頻傳輸線電路，更具體地說涉及四端口混合電路(hybrid)。
混合電路本身已眾所周知，并且在本領(lǐng)域中以波導(dǎo)、同軸、微帶和帶狀線形式的混合電路為人們所熟悉。典型的現(xiàn)有混合電路是分支定向耦合器、蘭格(Lange)耦合器和串聯(lián)耦合器。從根本上說，這些混合電路是在輸入端口接收信號(hào)，在內(nèi)部把該信號(hào)一分為二，隨后把分開后的信號(hào)提供給兩個(gè)輸出端口的四端口裝置。在理想的正交混合電路中，輸出端口之間的相角差保持90度，在該裝置的可用帶寬內(nèi)，輸出信號(hào)的幅度保持相同。由于第四端口與輸入端口隔離，因此第四端口基本上無任何輸出，在許多情況下所述端口被內(nèi)部終接。一旦選擇了輸入端口，則其它端口被自動(dòng)確定。
最常見的混合電路結(jié)構(gòu)是分支定向耦合器。這種混合電路的問題是太大，以致在移動(dòng)電話中使用的頻帶，例如GSM或PCS頻帶下不能引起人們的任何興趣。
另一種混合電路是一種以布置在介電基材一側(cè)的耦合線為基礎(chǔ)的混合電路。這種混合電路的問題是由于耦合線之間過窄的間距，因此不能利用標(biāo)準(zhǔn)PCB技術(shù)實(shí)現(xiàn)這種混合電路。
另一種混合電路是一種以布置在介電基材(dielectric substrate)相反兩側(cè)的耦合線為基礎(chǔ)的混合電路。這種混合電路的問題在于物理尺寸過大，并且必須使用所述基體的兩側(cè)，帶來了兩側(cè)對(duì)準(zhǔn)的問題。
還有一種混合電路是所謂的蘭格耦合器。這種混合電路的問題是不得不利用太窄以致不能利用可從市場(chǎng)上買到的PCB(印制電路板)-跳線交叉連接的窄小傳輸線實(shí)現(xiàn)傳輸線間所需的3dB耦合。蘭格耦合器的另一問題是物理尺寸太大，以致在要求較小空間的應(yīng)用中不能引起人們的任何興趣。
還有一種混合電路是所謂的串聯(lián)耦合器。這種混合電路的問題是物理尺寸太大。
本發(fā)明的另一目的是提供一種物理尺寸較小、電參數(shù)改善了的混合電路。
根據(jù)本發(fā)明提供了如權(quán)利要求1所述的四端口混合電路。
本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是混合電路可被制造成具有可比寬度條帶和所述條帶之間的可比寬度間距的帶狀線或微帶線，這能得到高Q值的傳輸線，而高Q值的傳輸線又會(huì)導(dǎo)致較小的介入損耗。
本發(fā)明的另一優(yōu)點(diǎn)是該混合電路對(duì)制造公差不太敏感，因此制造成本不高。
另一優(yōu)點(diǎn)是本發(fā)明的混合電路足夠小，能夠在MMIC(單片微波集成電路)技術(shù)中實(shí)現(xiàn)。
另一優(yōu)點(diǎn)是和現(xiàn)有的混合電路相比，本發(fā)明具有改進(jìn)的反射損耗和介入損耗。
下面將參考本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例及附圖更詳細(xì)地說明本發(fā)明。
圖4表示根據(jù)本發(fā)明的四端口混合電路的第四實(shí)施例的示意圖；圖5表示根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例的四端口混合電路的第一物理布局；圖6表示根據(jù)本發(fā)明的四端口混合電路的第五實(shí)施例的示意圖。
第二組耦合傳輸線20中的第一傳輸線20A的第一端是終接(terminated)(絕緣)端口。第二組耦合傳輸線20中的第一傳輸線20A的第二端通過導(dǎo)電體34與第一組耦合傳輸線10中的第二傳輸線10B的第二端電連接。第一組多路耦合傳輸線10中的第二傳輸線10B的第一端通過導(dǎo)電體54與第二組耦合傳輸線20中的第三傳輸線20C的第一端電連接。第二組耦合傳輸線20中的第三傳輸線20C的第二端通過導(dǎo)電體44與第一組耦合傳輸線中的第四傳輸線10D的第二端電連接。第一組耦合傳輸線中的第四傳輸線10D的第一端是第二輸出端口P2。通過所述導(dǎo)電體34、44、54相互電耦合的第二組20中的第一傳輸線20A、第一組10中的第二傳輸線10B、第二組中的第三傳輸線20C和第一組多路耦合傳輸線20中的第四傳輸線10D構(gòu)成第二螺旋形導(dǎo)電通路。
在螺旋形導(dǎo)電通路中，每隔半圈的所述螺旋形屬于第一組耦合傳輸線，并且在所述半圈之間布置屬于第二組傳輸線的傳輸線。
在

圖1所示的實(shí)施例中，存在第一和第二螺旋形導(dǎo)電通路的三個(gè)電絕緣的交叉部分30、40、50。所述電絕緣的交叉部分可被看作為四端口集總交叉連接器。在第一交叉部分30中，導(dǎo)電體32連接第一組耦合傳輸線10中的第一傳輸線10A的第二端和第二組耦合傳輸線20中的第二傳輸線20B的第二端，導(dǎo)電體34連接第一組耦合傳輸線10中的第二傳輸線10B的第二端和第二組耦合傳輸線20中的第一傳輸線20A的第二端。在第二交叉部分40中，導(dǎo)電體42連接第一組耦合傳輸線10中的第三傳輸線10C的第二端和第二組耦合傳輸線20中的第四傳輸線20D的第二端，導(dǎo)電體44連接第一組耦合傳輸線20中的第四傳輸線10D的第二端和第二組耦合傳輸線20中的第三傳輸線20C的第二端。在第三交叉部分50中，導(dǎo)電體54連接第一組耦合傳輸線10中的第二傳輸線10B的第一端和第二組耦合傳輸線20中的第三傳輸線20C的第一端，導(dǎo)電體52連接第一組耦合傳輸線10中的第三傳輸線10C的第一端和第二組耦合傳輸線20中的第二傳輸線20B的第一端。
參考圖2，圖中表示了根據(jù)本發(fā)明另一實(shí)施例的四端口混合電路100B。除了還包括六個(gè)電容器31、33、41、43、51、53的唯一區(qū)別之外，混合電路100B的結(jié)構(gòu)和圖1中所示的混合電路的結(jié)構(gòu)相同。第一電容器31耦接在第一組耦合傳輸線10中的第一傳輸線10A的第二端和第二組耦合傳輸線中的第一傳輸線20A的第二端之間。第二電容器32耦接在第一組耦合傳輸線10中的第二傳輸線10B的第二端和第二組耦合傳輸線20中的第二傳輸線20B的第二端之間。第三電容器41耦接在第一組耦合傳輸線10中的第三傳輸線10C的第二端和第二組多路耦合傳輸線20中的第三傳輸線20C的第二端之間。第四電容器43耦接在第一組耦合傳輸線10中的第四傳輸線10D的第二端和第二組耦合傳輸線20中的第四傳輸線20D的第二端之間。第五電容器51耦接在第一組耦合傳輸線10中的第三傳輸線10C的第一端和第二組耦合傳輸線20中的第三傳輸線20C的第一端之間。第六電容器53耦接在第一組耦合傳輸線10中的第二傳輸線10B的第一端和第二組耦合傳輸線20中的第二傳輸線20B的第一端之間。所述電容器還構(gòu)成第一組和第二組耦合傳輸線中的傳輸線之間的RF連接。所述電容器將通過均衡在混合電路中傳播的不同模式(mode)的相速，改善混合電路的方向性。
參考圖3，圖中表示了根據(jù)本發(fā)明另一實(shí)施例的四端口混合電路100C?；旌想娐?00C包括第一組耦合傳輸線10和第二組耦合傳輸線20。所述第一組耦合傳輸線10包括第一傳輸線10A、第二傳輸線10B、第三傳輸線10C、第四傳輸線10D、第五傳輸線10E、第六傳輸線10F、第七傳輸線10G、第八傳輸線10H和第九傳輸線10I。所述第二組耦合傳輸線20包括第一傳輸線20A、第二傳輸線20B、第三傳輸線20C、第四傳輸線20D、第五傳輸線20E、第六傳輸線20F、第七傳輸線20G、第八傳輸線20H和第九傳輸線20I。在本實(shí)施例中，傳輸線10A、10B、10C、10D、10E、10F、10G、10H、10I、20A、20B、20C、20D、20E、20F、20G、20H和20I呈C形。第一傳輸線10A、20A最長(zhǎng)，第二傳輸線10B、20B，第三傳輸線10C、20C，第四傳輸線10D、20D、第五傳輸線10E、20E、第六傳輸線10F、20F，第七傳輸線10G、20G，第八傳輸線10H、20H和第九傳輸線10I、20I的長(zhǎng)度逐級(jí)遞減。第一組耦合傳輸線10中的所有傳輸線10A、10B、10C、10D、10E、10F、10G、10H和10I相互耦合，并且傳輸線之間的所述耦合是電磁耦合。第二組耦合傳輸線20中的所有傳輸線20A、20B、20C、20D、20E、20F、20G、20H和20I同樣相互耦合，并且傳輸線之間的所述耦合也是電磁耦合。第一組耦合傳輸線10中的第一傳輸線10A的第一端是輸入端口P1。所述傳輸線10A的第二端通過導(dǎo)電體32與第二組耦合傳輸線20中的第二傳輸線20B的第二端電連接。第二組耦合傳輸線20中的第二傳輸線20B的第一端通過導(dǎo)電體112與第一組耦合傳輸線10中的第三傳輸線10C的第一端電連接。第一組耦合傳輸線中的第三傳輸線10C的第二端通過導(dǎo)電體42與第二組耦合傳輸線中的第四傳輸線20D的第二端電連接。第二組耦合傳輸線20中的第四傳輸線20D的第一端通過導(dǎo)電體92與第一組耦合傳輸線10中的第五傳輸線10E的第一端電連接。第一組耦合傳輸線10中的第五傳輸線10E的第二端通過導(dǎo)電體52與第二組耦合傳輸線中的第六傳輸線20F的第二端電連接。第二組耦合傳輸線20中的第六傳輸線20F的第一端通過導(dǎo)電體82與第一組耦合傳輸線10中的第七傳輸線10G的第一端電連接。第一組耦合傳輸線10中的第七傳輸線10F的第二端通過導(dǎo)體電62與第二組耦合傳輸線中的第八傳輸線20H的第二端電連接。第二組耦合傳輸線20中的第八傳輸線20H的第一端通過導(dǎo)電體72與第一組耦合傳輸線20中的第九傳輸線10I的第一端電連接。
通過所述導(dǎo)電體32、112、42、92、52、82、62和72相互電耦接的第一組傳輸線10中的第一傳輸線10A、第二組傳輸線20中的第二傳輸線20B、第一組傳輸線10中的第三傳輸線10C、第二組傳輸線20中的第四傳輸線20D、第一組傳輸線10中的第五傳輸線10E、第二組傳輸線20中的第六傳輸線20F、第一組傳輸線10中的第七傳輸線10G、第二組傳輸線20中的第八傳輸線20H和第一組傳輸線中的第九傳輸線構(gòu)成第一螺旋形導(dǎo)電通路。
第二組耦合傳輸線20中的第一傳輸線20A的第一端是終接(絕緣)端口。通常利用一般為50Ω的系統(tǒng)阻抗形成所述終接。第二組耦合傳輸線20中的第一傳輸線20A的第二端通過導(dǎo)電體34與第一組耦合傳輸線10中的第二傳輸線10B的第二端電連接。第二組耦合傳輸線10中的第二傳輸線10B的第一端通過導(dǎo)電體114與第二組耦合傳輸線20中的第三傳輸線20C的第一端電連接。第二組耦合傳輸線20中的第三傳輸線20C的第二端通過導(dǎo)電體44與第一組耦合傳輸線中的第四傳輸線10D的第二端電連接。第一組耦合傳輸線10中的第四傳輸線20D的第一端通過導(dǎo)電體94與第二組耦合傳輸線10中的第五傳輸線10E的第一端電連接。第二組耦合傳輸線20中的第五傳輸線20E的第二端通過導(dǎo)電體54與第二組耦合傳輸線中的第六傳輸線10F的第二端電連接。第一組耦合傳輸線10中的第六傳輸線10F的第一端通過導(dǎo)電體84與第二組耦合傳輸線20中的第七傳輸線20G的第一端電連接。第二組耦合傳輸線20中的第七傳輸線20F的第二端通過導(dǎo)電體64與第一組耦合傳輸線中的第八傳輸線10H的第二端電連接。第一組耦合傳輸線10中的第八傳輸線10H的第一端通過導(dǎo)電體74與第二組耦合傳輸線20中的第九傳輸線20I的第一端電連接。
第二組耦合傳輸線中的第九傳輸線20I的第二端是第二輸出端口P3。
第二組傳輸線20中的第一傳輸線20A、第一組傳輸線10中的第二傳輸線10B、第二組傳輸線20中的第三傳輸線20C、第一組傳輸線10中的第四傳輸線10D、第二組傳輸線20中的第五傳輸線20E、第一組傳輸線10中的第六傳輸線10F、第二組傳輸線20中的第七傳輸線20G、第一組傳輸線10中的第八傳輸線10H和第二組傳輸線20中的第九傳輸線20I通過所述導(dǎo)電體34、114、44、94、54、84、64和74相互電耦合，并構(gòu)成第二螺旋形導(dǎo)電通路。
在螺旋形導(dǎo)電通路中，每隔半圈的所述螺旋形屬于第一組耦合傳輸線，并且在所述半圈之間布置屬于第二組耦合傳輸線的傳輸線。
在圖3中所示的實(shí)施例中，存在第一和第二螺旋形導(dǎo)電通路的八個(gè)電絕緣交叉部分30、40、50、60、70、80、90和110。所述電絕緣交叉部分可被看作為四端口交叉連接器。在第一交叉部分30中，導(dǎo)電體32連接第一組耦合傳輸線10中的第一傳輸線10A的第二端和第二組耦合傳輸線20中的第二傳輸線20B的第二端，導(dǎo)電體34連接第一組耦合傳輸線10中的第二傳輸線10B的第二端和第二組耦合傳輸線20中的第一傳輸線20A的第二端。
在第二交叉部分40中，導(dǎo)電體42連接第一組耦合傳輸線10中的第三傳輸線10C的第二端和第二組耦合傳輸線20中的第四傳輸線20D的第二端，導(dǎo)電體44連接第一組耦合傳輸線10中的第四傳輸線10D的第二端和第二組耦合傳輸線20中的第三傳輸線20C的第二端。在第三交叉部分50中，導(dǎo)電體52連接第一組耦合傳輸線10中的第五傳輸線10E的第二端和第二組耦合傳輸線20中的第六傳輸線20F的第二端，導(dǎo)電體54連接第一組耦合傳輸線10中的第六傳輸線10F的第二端和第二組耦合傳輸線20中的第五傳輸線20E的第二端。在第四交叉部分60中，導(dǎo)電體62連接第一組耦合傳輸線10中的第七傳輸線10G的第二端和第二組耦合傳輸線20中的第八傳輸線20H的第二端，導(dǎo)電體64連接第一組耦合傳輸線10中的第八傳輸線10H的第二端和第二組耦合傳輸線20中的第七傳輸線20G的第二端。在第五交叉部分中，導(dǎo)電體72連接第一組耦合傳輸線10中的第九傳輸線10I的第一端和第二組耦合傳輸線20中的第八傳輸線20H的第一端，導(dǎo)電體74連接第一組耦合傳輸線10中的第八傳輸線10H的第一端和第二組耦合傳輸線20中的第九傳輸線20I的第一端。
在第六交叉部分80中，導(dǎo)電體82連接第一組耦合傳輸線10中的第七傳輸線10G的第二端和第二組耦合傳輸線20中的第六傳輸線20F的第二端，導(dǎo)電體84連接第一組耦合傳輸線10中的第六傳輸線10F的第二端和第二組耦合傳輸線20中的第七傳輸線20G的第二端。在第七交叉部分90中，導(dǎo)電體92連接第一組耦合傳輸線10中的第五傳輸線10E的第一端和第二組耦合傳輸線20中的第四傳輸線20D的第一端，導(dǎo)電體94連接第一組耦合傳輸線10中的第四傳輸線10D的第一端和第二組耦合傳輸線20中的第五傳輸線20E的第一端。
在第八交叉部分中，導(dǎo)電體112連接第一組耦合傳輸線10中的第三傳輸線10C的第一端和第二組耦合傳輸線20中的第二傳輸線20B的第一端，導(dǎo)電體114連接第一組耦合傳輸線10中的第二傳輸線10B的第一端和第二組耦合傳輸線20中的第三傳輸線20C的第一端。
參考圖4，圖中表示了根據(jù)本發(fā)明第四實(shí)施例的四端口混合電路100D的示意圖?；旌想娐?00D包括第一組耦合傳輸線10和第二組耦合傳輸線20。所述第一組耦合傳輸線10包括第一傳輸線10A、第二傳輸線10B、第三傳輸線10C和第四傳輸線10D。所述第二組耦合傳輸線20包括第一傳輸線20A、第二傳輸線20B、第三傳輸線20C和第四傳輸線20D。在本發(fā)明中，傳輸線10A、10B、10C、10D、20A、20B、20C和20D呈C形。第一傳輸線10A、20A和第二傳輸線10B、20B最長(zhǎng)，第三傳輸線10C、20C和第四傳輸線10D、20D最短。第一組耦合傳輸線10中的所有傳輸線10A、10B、10C和10D相互耦合，并且所述耦合是電磁耦合。第二組耦合傳輸線20中的所有傳輸線20A、20B、20C和20D同樣相互耦合，所述耦合也同電磁耦合。第一組耦合傳輸線10中的第一傳輸線10A的第一端是輸入端口P1。所述傳輸線10A的第二端通過導(dǎo)電體32與第二組耦合傳輸線中的第二傳輸線20B的第二端電連接。第二組耦合傳輸線20中的第二傳輸線20B的第一端通過導(dǎo)電體52與第一組耦合傳輸線10中的第三傳輸線10C的第一端電連接。第一組耦合傳輸線10中的第三傳輸線10C的第二端通過導(dǎo)電體42與第二組耦合傳輸線20中的第四傳輸線20D電連接。第二組耦合傳輸線中的第四傳輸線的第一端是第一輸出端口P3。通過所述導(dǎo)電體32、42、52相互電耦合的第一組耦合傳輸線10中的第一傳輸線10A、第二組耦合傳輸線20中的第二傳輸線20B、第一組耦合傳輸線10中的第三傳輸線10C和第二組耦合傳輸線20中的第四傳輸線20D構(gòu)成第一螺旋形導(dǎo)電通路。屬于第一組耦合傳輸線的第一和第三傳輸線10A和10C布置在介電基材的第一側(cè)面，屬于第二組耦合傳輸線的第二和第三傳輸線20B和20C布置在所述介電基材的第二側(cè)面。
第二組耦合傳輸線20中的第一傳輸線20A的第一端為終接(絕緣)端口。第二組耦合傳輸線20中的第一傳輸線20A的第二端通過導(dǎo)電體34與第一組耦合傳輸線10中的第二傳輸線10B的第二端電連接。第一組耦合傳輸線10中的第二傳輸線10B的第一端通過導(dǎo)電體54與第二組耦合傳輸線20中的第三傳輸線20C的第一端電連接。第二組耦合傳輸線20中的第三傳輸線20C的第二端通過導(dǎo)電體44與第一組耦合傳輸線中的第四傳輸線10D的第二端電連接。第一組耦合傳輸線中的第四傳輸線10D的第一端是第二輸出端口P2。通過所述導(dǎo)電體34、44和54相互電連接的第二組耦合傳輸線20中的第一傳輸線20A、第一組耦合傳輸線10中的第二傳輸線10B、第二組耦合傳輸線20中的第三傳輸線20C和第一組耦合傳輸線20中的第四傳輸線10D構(gòu)成第二螺旋形導(dǎo)電通路。
屬于第二組耦合傳輸線的第一和第三傳輸線20A和20C布置在介電基材的第二側(cè)面，屬于第一組耦合傳輸線的第二和第三傳輸線10B和10C布置在所述介電基材的第一側(cè)面。
在螺旋形導(dǎo)電通路中，每隔半圈的所述螺旋形屬于第一組耦合傳輸線，并且在所述半圈之間布置屬于第二組耦合傳輸線的傳輸線。
在圖1中所示的實(shí)施例中，存在第一和第二螺旋形導(dǎo)電通路的三個(gè)交叉部分。
在第一交叉部分30中，導(dǎo)電體32連接第一組耦合傳輸線10中的第一傳輸線10A的第二端和第二組耦合傳輸線20中的第二傳輸線20B的第二端，導(dǎo)電體34連接第一組耦合傳輸線10中的第二傳輸線10B的第二端和第二組耦合傳輸線20中的第一傳輸線20A的第二端。
在第二交叉部分40中，導(dǎo)電體42連接第一組耦合傳輸線10中的第三傳輸線10C的第二端和第二組耦合傳輸線20中的第四傳輸線20D的第二端，導(dǎo)電體44連接第一組耦合傳輸線10中的第四傳輸線10D的第二端和第二組耦合傳輸線20中的第三傳輸線20C的第二端。
在第三交叉部分50中，導(dǎo)電體52連接第一組耦合傳輸線10中的第三傳輸線10C的第一端和第二組耦合傳輸線20中的第二傳輸線20B的第一端，導(dǎo)電體54連接第一組耦合傳輸線10中的第二傳輸線10B的第一端和第二組耦合傳輸線20中的第三傳輸線20C的第一端。
參考圖5，圖中表示了根據(jù)本發(fā)明的四端口混合電路100D的物理布局?；旌想娐?00D包括第一組耦合傳輸線10和第二組耦合傳輸線20。所述第一組耦合傳輸線10包括第一傳輸線10A、第二傳輸線10B、第三傳輸線10C和第四傳輸線10D。所述第二組耦合傳輸線20包括第一傳輸線20A、第二傳輸線20B、第三傳輸線20C和第四傳輸線20D。在本實(shí)施例中，傳輸線10A、10B、10C、10D、20A、20B、20C和20D呈C形。第一傳輸線10A、20A最長(zhǎng)，第二傳輸線10B、20B，第三傳輸線10C、20C和第四傳輸線10D、20D的長(zhǎng)度逐級(jí)遞減。第一組耦合傳輸線10中的各個(gè)傳輸線10A、10B、10C和10D相互作用，這意味著彼此或多或少地電容耦合，傳輸線彼此越接近，則所述傳輸線間的耦合越大。對(duì)于第二組耦合傳輸線20中的各個(gè)傳輸線來說同樣如此。
第一耦合傳輸線10中的第一傳輸線10A的第一端是輸入端口P1。在該物理實(shí)現(xiàn)中，所述輸入端口P1是與所述第一傳輸線10A的端部電連接的焊盤(pad)。借助印制、濺射或蝕刻制造類似于混合電路圖形(pattern)中的傳輸線的所述焊盤。所述傳輸線10A的第二端通過導(dǎo)電體32與第二組耦合傳輸線中的第二傳輸線的第二端電連接。第二組耦合傳輸線20中的第二傳輸線20B的第一端通過導(dǎo)電體52與第一組耦合傳輸線10中的第三傳輸線10C的第一端電連接。第一組耦合傳輸線中的第三傳輸線的第二端通過導(dǎo)電體42與第二組耦合傳輸線中的第四傳輸線電連接。第二組耦合傳輸線中的第四傳輸線的第一端為以焊盤形式形成的，并與所述傳輸線的所述端部相連的第一輸出端口P3。通過所述導(dǎo)電體32、42和52相互電耦合的第一耦合傳輸線10中的第一傳輸線10A、第二組耦合傳輸線20中的第二傳輸線20B、第一組耦合傳輸線10中的第三傳輸線10C和第二組耦合傳輸線20中的第四傳輸線20D構(gòu)成第一螺旋形導(dǎo)電通路。
第二組耦合傳輸線20中的第一傳輸線20A的第一端為能夠接地的端口。第二組耦合傳輸線20中的第一傳輸線20A的第二端通過導(dǎo)電體34與第一組耦合傳輸線10中的第二傳輸線10B的第二端電連接。第一組耦合傳輸線10中的第二傳輸線10B的第一端通過導(dǎo)電體54與第二組耦合傳輸線20中的第三傳輸線20C的第一端電連接。第二組耦合傳輸線20中的第三傳輸線20C的第二端通過導(dǎo)電體44與第一組耦合傳輸線中的第四傳輸線10D的第二端電連接。第一組耦合傳輸線中的第四傳輸線10D的第一端為類似于以焊盤形式形成的第一輸出端口并且與所述傳輸線的端部相連的第二輸出端口P2。通過所述導(dǎo)電體34、44和54相互電耦合的第二組耦合傳輸線20中的第一傳輸線20A、第一組耦合傳輸線10中的第二傳輸線10B、第二組耦合傳輸線20中的第三傳輸線20C和第一組耦合傳輸線20中的第四傳輸線10D構(gòu)成第二螺旋形導(dǎo)電通路。
在螺旋形導(dǎo)電通路中，每隔半圈的所述螺旋形屬于第一組耦合傳輸線，并且在所述半圈之間布置屬于第二組耦合傳輸線的傳輸線。
在圖5中所示的實(shí)施例中，存在第一和第二螺旋形導(dǎo)電通路的三個(gè)電絕緣的交叉部分30、40、50。在第一交叉部分30中，導(dǎo)電體32連接第一組耦合傳輸線10中的第一傳輸線10A的第二端和第二組耦合傳輸線20中的第二傳輸線20B的第二端，導(dǎo)電體34連接第一組耦合傳輸線10中的第二傳輸線10B的第二端和第二組耦合傳輸線20中的第一傳輸線20A的第二端。
在第二交叉部分40中，導(dǎo)電體42連接第一組耦合傳輸線10中的第三傳輸線10C的第二端和第二組耦合傳輸線20中的第四傳輸線20D的第二端，導(dǎo)電體44連接第一組耦合傳輸線10中的第四傳輸線10D的第二端和第二組耦合傳輸線20中的第三傳輸線20C的第二端。
在第三交叉部分50中，導(dǎo)電體52連接第一組耦合傳輸線10中的第三傳輸線10C的第一端和第二組耦合傳輸線20中的第二傳輸線20B的第一端，導(dǎo)電體54連接第一組耦合傳輸線10中的第二傳輸線10B的第一端和第二組耦合傳輸線20中的第三傳輸線20C的第一端。
在圖5中的各個(gè)交叉部分中，類似于混合電路圖形剩余部分，印制連接來自不同耦合傳輸線組的兩條傳輸線的導(dǎo)電體之一。與印制的導(dǎo)電體絕緣的另一導(dǎo)電體是例如這兩條傳輸線之間的焊接線。
類似于回紋(meander)結(jié)構(gòu)在第二、第三和第四傳輸線的兩端布置電容器51、53、57、43、41、33和31。位于第一組耦合傳輸線中的傳輸線的端部的回紋結(jié)構(gòu)與位于第二組耦合傳輸線中的傳輸線的端部的回紋結(jié)構(gòu)相配合。
在圖5中的實(shí)施例中，電容器57布置在第一和第二輸出端口之間。所述電容器還有助于在混合電路內(nèi)傳播的不同模式的均衡。
參考圖6，圖中表示了根據(jù)本發(fā)明第五實(shí)施例的四端口混合電路100F的示意圖。為了清楚起見圖中分離了混合電路中的不同層，實(shí)際上所述這些層相互緊密地排列在一起?；旌想娐?00F包括第一組耦合傳輸線10和第二組耦合傳輸線20。所述第一組耦合傳輸線10包括第一傳輸線10A、第二傳輸線10B和第三傳輸線10C。所述第二組耦合傳輸線20包括第一傳輸線20A、第二20B和第三傳輸線20C。在本實(shí)施例中，傳輸線10A、10B、10C、20A、20B和20C呈C形。第一傳輸線10A、20A布置在介電基材中的第一層X上，第二傳輸線10B、20B布置在介電基材中的第二層Y上，第三傳輸線10C、20C布置在介電基材中的第三層Z上?；w中的不同層X、Y和Z相互電絕緣。第一組耦合傳輸線10中的各個(gè)傳輸線10A、10B和10C相互作用，這意味著它們或多或少相互電容耦合，傳輸線相互越接近，則所述傳輸線之間的耦合就越強(qiáng)。對(duì)于第二組耦合傳輸線20中的各個(gè)傳輸線來說同樣如此。第一組耦合傳輸線10和第二組耦合傳輸線中的傳輸線的形狀可如圖6中所示是相同的。但是對(duì)于不同傳輸線10A、10B、10C、20A、20B和20C來說，長(zhǎng)度和形狀可以不同。
第一組耦合傳輸線10中的第一傳輸線10A的第一端是輸入端口P1。所述傳輸線10A的第二端通過導(dǎo)電體32與第二組耦合傳輸線20中的第二傳輸線20B的第二端電連接。第二組耦合傳輸線20中的第二傳輸線20B的第一端通過導(dǎo)電體44與第一組耦合傳輸線10中的第三傳輸線10C的第一端電連接。第一組耦合傳輸線10中的第三傳輸線10C的第二端是第一輸出端口P2。第一組耦合傳輸線10中的第一傳輸線10A、第二組耦合傳輸線20中的第二傳輸線20B和第一組耦合傳輸線10中的第三傳輸線10C通過所述導(dǎo)電體32、44相互電耦合，并構(gòu)成第一螺旋形導(dǎo)電通路。
第二組耦合傳輸線20中的第一傳輸線20A的第一端是可接地的端口P4。第二組耦合傳輸線20中的第一傳輸線20A的第二端通過導(dǎo)電體34與第一組耦合傳輸線10中的第二傳輸線10B的第二端電連接。第一組耦合傳輸線10中的第二傳輸線10B的第一端通過導(dǎo)電體42與第二組耦合傳輸線20中的第三傳輸線20C的第一端電連接。第二組耦合傳輸線20中的第三傳輸線20C的第二端是第二輸出端口P3。第二組耦合傳輸線20中的第一傳輸線20A、第一組耦合傳輸線10中的第二傳輸線10B和第二組耦合傳輸線20中的第三傳輸線20C通過所述導(dǎo)電體34、42相互電耦合，并構(gòu)成第二螺旋形導(dǎo)電通路。
在螺旋形導(dǎo)電通路中，每隔半圈的所述螺旋形屬于第一組耦合傳輸線，并且在所述半圈之間布置屬于第二組耦合傳輸線的傳輸線。本實(shí)施例中，每隔半圈的螺旋形和前面半圈(如果在結(jié)構(gòu)中存在任意的這種半圈)及后面半圈(如果在結(jié)構(gòu)中存在任意的這種半圈)屬于不同的層。
在圖6中所示的實(shí)施例中，存在第一和第二螺旋形導(dǎo)電通路的兩個(gè)電絕緣交叉部分30、40。所述電絕緣交叉部分30、40可被看作為四端口交叉連接器。在第一交叉部分30中，導(dǎo)電體32連接第一組耦合傳輸線10中的第一傳輸線10A的第二端和第二組耦合傳輸線20中的第二傳輸線20B的第二端，導(dǎo)電體34連接第一組耦合傳輸線10中的第二傳輸線10B的第二端和第二組耦合傳輸線20中的第一傳輸線20A的第二端。
在第二交叉部分40中，導(dǎo)電體42第一組耦合傳輸線10中的第一傳輸線10B的第一端和第二組耦合傳輸線20中的第三傳輸線20C的第一端，導(dǎo)電體44連接第一組耦合傳輸線10中的第三傳輸線10C的第一端和第二組耦合傳輸線20中的第二傳輸線20B的第一端。
具有N個(gè)耦合傳輸線的混合電路將具有(N-1)個(gè)交叉部分。
混合電路可具有耦接在地線和輸入端口之間的第一電容器。
傳輸線可以是任意形狀，例如直線或回紋形傳輸線，代替上面提及的C形傳輸線。
雖然對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了這樣的說明，但是顯然可以以多種方式改變本發(fā)明。這些變化不應(yīng)被看作脫離了本發(fā)明的范圍。對(duì)于本領(lǐng)域中技術(shù)人員來說顯而易見的所有這些變化包括在后附權(quán)利要求的范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種包括第一組(10)N個(gè)耦合傳輸線(10A、10B、10C、10D、10E、10F、10G、10H、10I)和第二組(20)N個(gè)耦合傳輸線(20A、20B、20C、20D、20E、20F、20G、20H、20I)(N≥3)的四端口混合電路，所述第一組(10)中的所述耦合傳輸線與所述第二組(20)中的所述耦合傳輸線電連接，形成第一螺旋形導(dǎo)電通路、第二螺旋形導(dǎo)電通路和所述第一及第二螺旋形導(dǎo)電通路的N-1個(gè)電絕緣的交叉部分(30、40、50、60、70、80、90、110)，其中第一螺旋形導(dǎo)電通路的第一端是輸入端口(P1)，第二螺旋形導(dǎo)電通路的第一端是終接端口(P4)，第一螺旋形導(dǎo)電通路的第二端是第一輸出端口(P3)，第二螺旋形導(dǎo)電通路的第二端是第二輸出端口(P2)。
2.按照權(quán)利要求1所述的四端口混合電路，其特征在于所述第一組(10)N個(gè)耦合傳輸線是所述第二組(20)N個(gè)耦合傳輸線的鏡象。
3.按照權(quán)利要求1所述的四端口混合電路，其特征在于所述第一組(10)耦合傳輸線和所述第二組耦合傳輸線中的所述傳輸線呈C形。
4.按照任意前述權(quán)利要求所述的四端口混合電路，其特征在于第一組(10)耦合傳輸線和第二組(20)耦合傳輸線以及它們之間的電連接被布置在介電基材的一側(cè)。
5.按照權(quán)利要求1-3中任何一個(gè)所述的四端口混合電路，其特征在于至少一個(gè)傳輸線被布置在介電基材的第一側(cè)，其余的傳輸線被布置在所述介電基材的另一側(cè)。
6.按照權(quán)利要求1-3任何一個(gè)所述的四端口混合電路，其特征在于第一和第二組耦合傳輸線(10、20)中的第一傳輸線(10A、20A)被布置在介電基材中的第一層(X)上，第一和第二組耦合傳輸線(10、20)中的第二傳輸線(10B、20B)被布置在介電基材中的第二層(Y)上，第一和第二組(10、20)中的第N傳輸線(10B、20B)被布置在介電基材中的第N層上，其中所述各層相互電絕緣。
7.按照任意前述權(quán)利要求所述的四端口混合電路，其特征在于至少一個(gè)絕緣交叉部分(30、40、50、60、70、80、90、110)具有布置在傳輸線的端部之間的兩個(gè)電容器(51、53、41、43、31、33)以進(jìn)一步形成RF連接，所述電容器將均衡在混合電路中傳播的所有模式的相速。
8.按照任意前述權(quán)利要求所述的四端口混合電路，其特征在于電容器(57)被布置在第一輸出端口(P3)和第二輸出端口(P2)之間。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種包括第一組(10)N個(gè)耦合傳輸線(10A、10B、10C、10D、10E、10F、10G、10H、10I)和第二組(20)N個(gè)耦合傳輸線(20A、20B、20C、20D、20E、20F、20G、20H、20I)(N≥4)的四端口混合電路。所述第一組(10)中的所述耦合傳輸線與所述第二組(20)中的所述耦合傳輸線電連接,形成第一螺旋形導(dǎo)電通路、第二螺旋形導(dǎo)電通路和所述第一及第二螺旋形導(dǎo)電通路的N－1個(gè)電絕緣的交叉部分(30、40、50、60、70、80、90、110)。第一螺旋形導(dǎo)電通路的第一端是輸入端口(P1)。第二螺旋形導(dǎo)電通路的第一端是可接地的端口(P4)。第一螺旋形導(dǎo)電通路的第二端是第一輸出端口(P3),第二螺旋形導(dǎo)電通路的第二端是第二輸出端口(P2)。
文檔編號(hào)H01P5/16GK1371535SQ0081208
公開日2002年9月25日 申請(qǐng)日期2000年8月23日 優(yōu)先權(quán)日1999年8月27日
發(fā)明者奧里格·鮑澤德維 申請(qǐng)人:奧根公司