專利名稱：功率分流/合并電路、大功率放大器和平衡不平衡轉(zhuǎn)換電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及主要應(yīng)用在蜂窩電話基地臺上的大功率放大器和大功率放大器用的平衡不平衡轉(zhuǎn)換器電路。
能夠傳送數(shù)十至數(shù)百瓦功率的大功率放大器已經(jīng)被應(yīng)用在數(shù)字移動(dòng)通訊基地臺。這種大功率放大器包括為獲取大功率的多個(gè)并行組合的推挽放大器，其中，每一個(gè)推挽放大器包括兩個(gè)并聯(lián)的相同晶體管，提供的信號相互具有180度位相差。Butterworth/Heinamann出版的由Norm Dye和Helge Granberg編寫的“射頻晶體管”第113至116頁中給出了對推挽放大器的描述。因此，這里不作詳細(xì)描述。這種功率放大器電路需要一個(gè)功率分流器/合并器電路以及電路的每個(gè)輸入和輸出端有一個(gè)平衡不平衡轉(zhuǎn)換器。
下面將參照圖11描述傳統(tǒng)的大功率放大器。在圖11中，標(biāo)號501表示n路功率分流器，標(biāo)號502表示n路功率合并器，標(biāo)號503、504表示n個(gè)平衡不平衡轉(zhuǎn)換器，標(biāo)號505表示n對推挽放大器。下面將參照圖12和13對這一結(jié)構(gòu)中采用的功率分流器/合并器電路進(jìn)行描述。圖12和13示出威爾金森功率分流器電路的結(jié)構(gòu)。圖12A示出一般的威爾金森功率分流器電路。標(biāo)號601表示輸入端，標(biāo)號602表示n條四分之一波長線，標(biāo)號603表示n個(gè)隔離電阻，標(biāo)號604表示n個(gè)輸出端。圖12B示出能夠被配置成平面電路的2路分流器的樹形結(jié)構(gòu)。標(biāo)號605表示輸入端，標(biāo)號606表示兩條四分之一波長線，標(biāo)號607表示一個(gè)隔離電阻，標(biāo)號608表示四條四分之一波長線，標(biāo)號609表示兩個(gè)隔離電阻，標(biāo)號610表示四個(gè)輸出端。此外，圖13示出一種非對稱型分流器。標(biāo)號611表示輸入端，標(biāo)號612、613、616、617表示特征阻抗相互不同的四分之一波長線，標(biāo)號614和618表示隔離電阻，標(biāo)號615、619和620表示阻抗變換電路。在Sogo Denshi出版的由Yoshihiro Konishi編寫的“微波電路及其應(yīng)用基礎(chǔ)”第205至210頁中已經(jīng)對威爾金森功率合并器作了描述。因此，這里不作詳細(xì)描述。
圖14示出傳統(tǒng)的平衡不平衡轉(zhuǎn)換器的結(jié)構(gòu)。標(biāo)號701表示不平衡端，標(biāo)號702表示特征阻抗為50Ω的四分之一波長同軸線，標(biāo)號703表示同相輸出端，標(biāo)號704表示反相輸出端。Butterworth/Heinamann出版的由Norm Dye和HelgeGranberg編寫的“射頻晶體管”一書第179至181頁中給出了對平衡不平衡轉(zhuǎn)換器的描述。因此，這里不作詳細(xì)描述。
根據(jù)上述結(jié)構(gòu)，傳統(tǒng)的大功率放大器通過將多個(gè)推挽放大器的輸出功率合并已獲得基地臺發(fā)射所需的大功率。
盡管圖12A所示的威爾金森功率分流器電路一次能夠?qū)⒐β史至鳛閚路端口，但是這種電路不能作為平面電路來獲得。為此，通常采用圖12B和13所示的結(jié)構(gòu)。然而，圖12B所示的結(jié)構(gòu)由于較長的傳輸路程在分流器/合并器中產(chǎn)生較大的損耗。此外，這種結(jié)構(gòu)還存在一個(gè)通用性差的問題，因?yàn)楣β手荒馨凑?n路被分流和傳送。另外，圖13所示的結(jié)構(gòu)存在一個(gè)功率分流不平衡的問題，因?yàn)檩敵龅膫鬏斅烦涕L度相互不同。再有，由于采用了同軸線，圖14所示的平衡不平衡轉(zhuǎn)換器的電路較大，因此存在難以小型化的問題。
為了解決傳統(tǒng)大功率放大器電路中所碰到的這些問題，本發(fā)明的一個(gè)目的是提供一種因采用較少數(shù)目的元件而大大縮小電路尺寸的大功率放大器電路。
例如，根據(jù)本發(fā)明的大功率放大器電路在一塊由多塊電介質(zhì)板疊合形成的多層板上包括威爾金森n路分流器/n路合并器電路和各有一個(gè)輸入端、一個(gè)同相輸出端和兩個(gè)反相輸出端的平衡不平衡轉(zhuǎn)換器。
在本發(fā)明的大功率放大器中，通過采用一塊多層板以及通過將隔離電阻經(jīng)通孔連接到公共端可獲得以往難以作為平面電路獲得的四路或更多路分流的威爾金森功率分流器。此外，通過采用一塊多層板以及通過在條帶線的上下層中設(shè)置耦合線，從而獲得兩個(gè)反相輸出，可以構(gòu)造出以往采用同軸線構(gòu)造的平衡不平衡轉(zhuǎn)換器。采用這一結(jié)構(gòu)，能夠把功率分流器/合并器電路和平衡不平衡轉(zhuǎn)換器形成在單塊多層板上，因此能夠大大縮小大功率放大器電路的體積。此外，由于平衡不平衡轉(zhuǎn)換器能夠傳送兩個(gè)反相輸出，分流的數(shù)目被減少，因此分流器的電路尺寸可以做得很小。此外，由于一次能夠進(jìn)行n路分流/n路合并，可以減少損耗，因此能夠提高功率放大器的效率。
此外，本發(fā)明的另一個(gè)目的是使電路進(jìn)一步縮小。
為了實(shí)現(xiàn)這些目的，本發(fā)明提供這樣一個(gè)大功率放大器，它包括把輸入信號的一半傳送到同相輸出端以及還把所述輸入信號的四分之一傳送到第一和第二反相輸出端的第一平衡不平衡轉(zhuǎn)換器，傳送到所述第一和第二反相輸出端的所述信號比傳送到所述同相輸出端的所述信號滯后180度；
與所述第一平衡不平衡轉(zhuǎn)換器的所述第一和第二反相輸出端連接的并具有相同特性的第一和第二功率放大器電路；與所述第一平衡不平衡轉(zhuǎn)換器的所述同相輸出端連接的第三功率放大器電路，其輸出功率基本是所述第一和第二功率放大器電路的兩倍；第二平衡不平衡轉(zhuǎn)換器，具有接收所述第一和第二功率放大器電路輸出的第一和第二反相輸入端和接收所述第三功率放大器電路輸出的同相輸入端，將所述第一、第二和第三功率放大器電路的輸出合并，并將合并輸出傳送出去。
圖1示出根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例的大功率放大器的結(jié)構(gòu)。
圖2A是表明根據(jù)第一實(shí)施例的大功率放大器的平衡不平衡轉(zhuǎn)換器的截面圖；圖2B是表明平衡不平衡轉(zhuǎn)換器導(dǎo)體圖案的視圖；圖2C是說明平衡不平衡轉(zhuǎn)換器工作的視圖。圖2D是表明包含兩個(gè)功率分流器/合并器電路和四個(gè)平衡不平衡轉(zhuǎn)換器的傳統(tǒng)大功率放大器的示意圖。
圖3示出根據(jù)本發(fā)明第二實(shí)施例的大功率放大器的結(jié)構(gòu)。
圖4A是表明根據(jù)第二實(shí)施例的大功率放大器的4路功率分流器的截面圖；圖4B示出4路功率分流器的導(dǎo)體圖案；圖4C是4路功率分流器的電路圖。
圖5示出根據(jù)第二實(shí)施例的第二個(gè)例子的6路功率分流器的導(dǎo)體圖案。
圖6示出根據(jù)本發(fā)明第三實(shí)施例的平衡不平衡轉(zhuǎn)換器的結(jié)構(gòu)。
圖7示出根據(jù)本發(fā)明第四實(shí)施例的平衡不平衡轉(zhuǎn)換器的結(jié)構(gòu)。
圖8示出根據(jù)本發(fā)明第五實(shí)施例的平衡不平衡轉(zhuǎn)換器的結(jié)構(gòu)。
圖9示出本發(fā)明平衡不平衡轉(zhuǎn)換器中一部分主線與耦合線之間配置關(guān)系的一個(gè)例子。
圖10示出本發(fā)明平衡不平衡轉(zhuǎn)換器中一部分主線與耦合線之間配置關(guān)系的另一個(gè)例子。
圖11示出傳統(tǒng)的大功率放大器的結(jié)構(gòu)。
圖12A是一般的威爾金森(Wilkinson)功率分流器的電路圖；圖12B是包含威爾金森2路功率分流器的一路輸入、多路分流器的電路圖。
圖13是包含威爾金森非對稱功率分流器的一路輸入、多路分流器的電路圖。
圖14示出大功率放大器的傳統(tǒng)平衡不平衡轉(zhuǎn)換器的結(jié)構(gòu)。
圖中標(biāo)號分別表示101、102平衡不平衡轉(zhuǎn)換器
207主線208第一耦合線209第二耦合線214同相輸出端215第一反相輸出端216第二反相輸出端301、302 4路功率分流器303大功率放大器407-410第一至第四四分之一波長線411-414第一至第四隔離電阻器421-424第一至第四4路分流輸出端501 n路功率分流器502 n路功率合并器503、504平衡不平衡轉(zhuǎn)換器505推挽放大器1010、1020、2010-2040、3010-3050介電層1030、2050、3060輸入線1040主線1050、1060、2080、2090、3090、3100耦合線1070、1080、2100、2110、3110、3120輸出線對1090、1100、2120-2160、3130-3170通孔1110-1130、2170-2210、3180-3220接地導(dǎo)體2060、2070、3070、3080主線部分3230屏蔽導(dǎo)體層7040、8040部分主線7050、8050耦合線從以下參照說明本發(fā)明實(shí)施例的附圖給出對本發(fā)明的描述。
(實(shí)施例1)圖1示出根據(jù)本發(fā)明的第一實(shí)施例的大功率放大器的結(jié)構(gòu)。參照圖1，標(biāo)號101、102表示平衡不平衡轉(zhuǎn)換器，標(biāo)號103、104表示具有相同特性的功率放大器，標(biāo)號105表示輸出功率為功率放大器103或104輸出功率兩倍的功率放大器，標(biāo)號106表示輸入端，標(biāo)號107表示輸出端。
在這一結(jié)構(gòu)中，參照圖2A至2C將詳細(xì)描述本發(fā)明所采用的平衡不平衡轉(zhuǎn)換器。圖2A是表明由電介質(zhì)多層板所形成的平衡不平衡轉(zhuǎn)換器的截面圖，圖2B是表明每個(gè)導(dǎo)體圖案層上導(dǎo)體圖案的視圖，圖2C是說明平衡不平衡轉(zhuǎn)換器工作情況的圖。
參考圖2A，標(biāo)號201至203表示第一至第三導(dǎo)體圖案層，標(biāo)號204、205表示第一和第二電介質(zhì)層。參考圖2B，上圖示出第一導(dǎo)體圖案層201，中圖示出第二導(dǎo)體圖案層202，下圖示出第三導(dǎo)體圖案層203。標(biāo)號206表示設(shè)置在第二導(dǎo)體圖案層202上的向其輸入信號的輸入端。標(biāo)號207表示與輸入端連接的主線。在主線的另一端，形成第一通孔212。標(biāo)號208表示設(shè)置在第一導(dǎo)體圖案層201上的第一耦合線。標(biāo)號209表示設(shè)置在第三導(dǎo)體圖案層203上的第二耦合線。主線和耦合線形成在處于相互面對面關(guān)系并產(chǎn)生電磁耦合的位置上。標(biāo)號210表示設(shè)置在第一導(dǎo)體圖案層201上的第一接地導(dǎo)體，標(biāo)號211表示設(shè)置在第三導(dǎo)體圖案層203上的第二接地導(dǎo)體。接地導(dǎo)體210、211分別與耦合線208、209連接。標(biāo)號212表示在主線207的另一端上形成的第一通孔，標(biāo)號213表示在第二耦合線209的另一端上形成的第二通孔。標(biāo)號214表示在第一導(dǎo)體圖案層201上形成的與第一通孔連接的同相輸出端。標(biāo)號215表示在第一導(dǎo)體圖案層201上第一耦合線的另一端形成的第一反相輸出端。標(biāo)號216表示在第一導(dǎo)體圖案層201上形成的并與第二通孔213連接的第二反相輸出端。參考圖2C，標(biāo)號217表示輸入端，標(biāo)號218表示主線，標(biāo)號219、220分別表示第一和第二耦合線。標(biāo)號221表示同相輸出端，標(biāo)號222、223分別表示第一和第二反相輸出端。
參考圖2C，從輸入端217輸入的射頻信號按功率分流并傳送到第一耦合線210和第二耦合線220，它們按一定的耦合程度相耦合。通過讓第一和第二耦合線的輸入端接地，第一和第二反相輸出端的輸出信號與輸入信號位相相差180耦合程度是根據(jù)電介質(zhì)的介電常數(shù)和厚度和主線和耦合線的寬度確定的。在本實(shí)施例中，在實(shí)施例的輸入和輸出端上采用具有上述結(jié)構(gòu)并能夠從一個(gè)輸入獲得一個(gè)同相輸出和兩個(gè)反相輸出的平衡不平衡轉(zhuǎn)換器。因此，在本實(shí)施例的大功率放大器中的元件數(shù)目可以少于圖2D所示的傳統(tǒng)大功率放大器的元件數(shù)目。它包括兩個(gè)功率分流器電路和四個(gè)平衡不平衡轉(zhuǎn)換器，由此可以使功率放大器的電路更小。
(實(shí)施例2)圖3示出根據(jù)本發(fā)明的第二實(shí)施例的大功率放大器的結(jié)構(gòu)。參考圖3，標(biāo)號301、302表示4路功率分流器，標(biāo)號303表示第一實(shí)施例中所述的大功率放大器，標(biāo)號304表示輸入端，標(biāo)號305表示輸出端。
在這一結(jié)構(gòu)中，下面將參考圖4A至4C詳細(xì)描述本發(fā)明采用的4路功率分流器。圖4A是表明由電介質(zhì)多層板形成的4路功率分流器的截面圖。圖4B是表明多層板上各導(dǎo)體圖案層的導(dǎo)體圖案圖。圖4C是4路分流器的電路圖。參考圖4A，標(biāo)號401至403表示第一至第三導(dǎo)體圖案層，標(biāo)號404、405表示第一和第二電介質(zhì)層。參考圖4B，標(biāo)號406表示輸入端，標(biāo)號407至410表示第一至第四四分之一波長線，標(biāo)號411至414表示第一至第四隔離電阻，標(biāo)號415表示第一通孔，標(biāo)號416表示公共端，標(biāo)號417至419表示第二至第四通孔，標(biāo)號420表示屏蔽導(dǎo)體，標(biāo)號421至424表示第一至第四分流輸出端。參考圖4C，標(biāo)號425表示輸入端，標(biāo)號426表示四分之一波長線，標(biāo)號427表示隔離電阻，標(biāo)號428表示分流輸出端。
此外，標(biāo)號407a表示第一四分之一波長線407的遠(yuǎn)離輸入端406的一端。標(biāo)號408a表示第二四分之一波長線408的遠(yuǎn)離輸入端406的一端。標(biāo)號429a表示第一輸出線，標(biāo)號429b表示第二輸出線。
此外，標(biāo)號409a表示第三四分之一波長線409的一端，設(shè)置在與第一通孔415相反一側(cè)。標(biāo)號410a表示第四四分之一波長線410的一端，設(shè)置在與第一通孔415相反一側(cè)。標(biāo)號430a表示第三輸出線，標(biāo)號430b表示第四輸出線。
以下將描述通過采用如圖4A所示的三層電介質(zhì)板實(shí)現(xiàn)如圖4C所示的非平面威爾金森4路功率分流器的方法。
參考圖4B將描述如圖4A所示的第一至第三導(dǎo)體圖案層。從輸入端406輸入的信號被分流并傳送到第一四分之一波長線407和第二四分之一波長線408，二者具有相同的特性阻抗，通過第一通孔415還被分流和傳送到第三四分之一波長線409和第四四分之一波長線410。此外，四分之一波長線407至410的另一端分別借助第一至第四隔離電阻411至414與公共端416-a和公共端416-b連接，公共端416-b通過第二通孔417與公共端416-a連接。這些分流輸出從第一至第四分流輸出端421至424傳送出去。
此外，在第一導(dǎo)體圖案層410與第三導(dǎo)體圖案層403之間的第二導(dǎo)體圖案層402上設(shè)置了環(huán)繞通孔挖空的屏蔽導(dǎo)體420，防止第一導(dǎo)體圖案層401與第三導(dǎo)體圖案層403之間信號干擾。采用具有上述結(jié)構(gòu)的4路分流器和第一實(shí)施例中公開的平衡不平衡轉(zhuǎn)換器在同一電介質(zhì)多層板上形成大功率放大器。因此，本發(fā)明實(shí)施例的大功率放大器中元件數(shù)目可以比包括兩個(gè)8路分流器電路(14個(gè)2路功率分流器)和16個(gè)平衡不平衡的傳統(tǒng)大功率放大器中元件數(shù)目少，因此電路能夠做得更小。此外，由于4路分流和4路合并是一次進(jìn)行的，可以減少損失，提高功率放大器的效率。
上述第二實(shí)施例中采用的功率放大器是4路功率分流器型的。然而，通過增加電介質(zhì)板的層數(shù)，能夠獲得4路或更多路分流。例如，圖5示出由五層電介質(zhì)板形成的6路功率分流器電路。
參考圖5，標(biāo)號451表示輸入端，標(biāo)號452至457表示第一至第六四分之一波長線，標(biāo)號458至463表示第一至第六隔離電阻，標(biāo)號464表示第一通孔，標(biāo)號465-a、465-b表示公共端，標(biāo)號466至472表示第二至第八通孔，標(biāo)號473、474表示第一和第二屏蔽導(dǎo)體，標(biāo)號475至480表示第一至第六分流輸出端。
采用這一結(jié)構(gòu)，與第二實(shí)施例的4路功率分流電路中恰好一樣，從輸入端451輸入的信號被分流并經(jīng)第一通孔464傳送到六個(gè)四分之一線452至457。此外，四分之一線452至457的另一端分別通過第一至第六隔離電阻458至463與公共端465-a和公共端465-b連接，公共端465-b經(jīng)第二通孔466與公共端465-a連接。第三導(dǎo)體圖案層的隔離電阻460、461分別經(jīng)第三和第四通孔467、468引至第一導(dǎo)體圖案層并與公共端465-a連接。盡管在以上描述中第三和第四隔離電阻460、461被引至第一導(dǎo)體圖案層，但是當(dāng)把這些電阻引至第五導(dǎo)體圖案層并與公共端465-b連接時(shí)可獲得同樣的電路。
此外，通過對這一結(jié)構(gòu)進(jìn)行擴(kuò)展，能夠形成特定分流數(shù)目的功率分流器。采用這種結(jié)構(gòu)，與采用第二實(shí)施例的4路功率分流器電路的情況一樣，能夠使分流數(shù)目較大的大功率放大器做得更小，減少元件數(shù)目，由此能夠進(jìn)一步提高功率放大器的效率。
如上所述，在本發(fā)明的大功率放大器中，功率分流器電路及其平衡不平衡轉(zhuǎn)換器是在電介質(zhì)多層板上形成的，因此，提供了能夠減少元件數(shù)目和使電路做得很小的優(yōu)點(diǎn)，而不象傳統(tǒng)的功率分流器電路和平衡不平衡轉(zhuǎn)換器那樣尺寸較大。
根據(jù)上述本發(fā)明高輸出放大器電路的分流器(合并器)和平衡不平衡轉(zhuǎn)換器以及傳統(tǒng)的大輸出放大器電路是相互獨(dú)立形成的。
然而，需要具體實(shí)施的是具有分流器(合并器)功能的平衡不平衡轉(zhuǎn)換器電路，而不是獨(dú)立形成。
(實(shí)施例3)圖6示出根據(jù)本發(fā)明第三實(shí)施例的平衡不平衡轉(zhuǎn)換器的結(jié)構(gòu)。參考圖6，標(biāo)號1010、1020表示第一和第二電介質(zhì)層，標(biāo)號1030表示輸入線，標(biāo)號1040表示主線，標(biāo)號1050、1060表示第一和第二耦合線，標(biāo)號1070、1080表示第一和第二輸出線對，標(biāo)號1090、1100表示第一和第二通孔，標(biāo)號1110至1130表示第一至第三接地導(dǎo)體。假設(shè)第一至第三接地導(dǎo)體1110至1130經(jīng)通孔或類似物(未示出)已經(jīng)相互電連接。在上述電極和線路中，設(shè)置在同一平面上的電極和線路形成每一層，這些層對應(yīng)于本發(fā)明的導(dǎo)體圖案層。這些導(dǎo)體圖案層與第一和第二電介質(zhì)層交替層疊，形成本發(fā)明的多層。
下面將描述具有上述結(jié)構(gòu)的平衡不平衡轉(zhuǎn)換器的工作情況。
當(dāng)射頻信號輸入到輸入線1030時(shí)，在主線1040與第一耦合線1050之間以及主線1040與第二耦合線1060之間產(chǎn)生電磁耦合，第一和第二耦合線1050、1060設(shè)置在主線1040附近。當(dāng)二者的耦合程度相同時(shí)，射頻信號被等量地分流并傳送到第一和第二耦合線1050、1060。分流信號被進(jìn)一步分流成兩個(gè)相等的信號，這兩個(gè)信號被傳送到分別與第一耦合線1050兩端連接的第一輸出線對1070的兩條線上。兩個(gè)信號間相位相互相差180度。以同樣的方式，兩個(gè)等量的相互間相位相差180度的分流射頻信號也被傳送到分別與第二耦合線1060兩端連接的第二輸出線對1080的兩條線上。換句話說，如圖6所示的平衡不平衡轉(zhuǎn)換器電路具有2路功率分流器的功能以及平衡不平衡轉(zhuǎn)換器的功能。此外，主線1040與第一和第二耦合線1050、1060之間的耦合程度是根據(jù)主線1040與第一和第二耦合線1050、1060之間第一電介質(zhì)層的介電常數(shù)和厚度以及主線1040和第一和第二耦合線1050、1060的寬度確定的。
采用如圖6所示的結(jié)構(gòu)，同分流器(合并器)和平衡不平衡轉(zhuǎn)換器相互單獨(dú)形成的結(jié)構(gòu)相比，能夠進(jìn)一步使電路做得小得多。
在本發(fā)明的上述實(shí)施例中采用兩條耦合線，根據(jù)本發(fā)明的平衡不平衡轉(zhuǎn)換器具有2路分流的功能，對此已作說明。然而，除了這些結(jié)構(gòu)以外，也可以采用具有三條或更多條耦合線和N路分流功能的平衡不平衡轉(zhuǎn)換器電路。
此外，已經(jīng)說明，根據(jù)本發(fā)明的本實(shí)施例的兩條耦合線是在同一導(dǎo)體圖案層上形成的。然而，除了這種結(jié)構(gòu)外，兩條耦合線可以分別在形成有主線的導(dǎo)體圖案層之外的不同導(dǎo)體圖案層上形成。
另外，已經(jīng)說明，根據(jù)本發(fā)明的本實(shí)施例的主線僅僅在一個(gè)導(dǎo)體圖案層上形成。然而，主線也可以在多個(gè)導(dǎo)體圖案層上形成。
再有，已經(jīng)說明，主線與兩條耦合線中一條耦合線之間的耦合程度同主線與另一條耦合線之間的耦合程度相同。然而，可以采用不同的耦合程度來形成具有非對稱分流功能的平衡不平衡轉(zhuǎn)換器。
(實(shí)施例4)接著，將參考


本發(fā)明的第四實(shí)施例。圖7示出根據(jù)本發(fā)明第四實(shí)施例的平衡不平衡轉(zhuǎn)換器。參考圖7，標(biāo)號2010至2040表示第一至第四電介質(zhì)層，標(biāo)號2050表示輸入線，標(biāo)號2060、2070表示第一和第二主線部分，標(biāo)號2080、2090表示第一和第二耦合線，標(biāo)號2100、2110表示第一和第二輸出線對，標(biāo)號2120至2160表示第一至第五通孔，標(biāo)號2170至2210表示第二至第五接地導(dǎo)體。第一至第五接地導(dǎo)體2170至2210應(yīng)當(dāng)經(jīng)通孔或類似物(未示出)相互電連接。在上述電極和線路中，設(shè)置在同一平面上的電極和線路形成每一層，這些層對應(yīng)于本發(fā)明的導(dǎo)體圖案層。這些導(dǎo)體圖案層與第一至第四電介質(zhì)層2010至2040交替層疊，形成本發(fā)明的多層。此外，第一和第二主線部分2060、2070和用于連接第一和第二主線部分的第二通孔2130形成本發(fā)明的主線。第一主線部分2060與第一耦合線2080之間的耦合程度應(yīng)當(dāng)同第二主線部分2070與第二耦合線2090之間的耦合程度相同。
具有上述結(jié)構(gòu)的平衡不平衡轉(zhuǎn)換器的工作情況與第三實(shí)施例的情況相同。
采用如圖7所示的結(jié)構(gòu)，平衡不平衡轉(zhuǎn)換器的安裝面積可以比第一和第二耦合線形成在同一平面上的第三實(shí)施例的平衡不平衡轉(zhuǎn)換器電路更小。
在本發(fā)明的上述實(shí)施例中采用兩條耦合線，根據(jù)本發(fā)明的平衡不平衡轉(zhuǎn)換器具有2路分流的功能，對此已作說明。然而，除了這些結(jié)構(gòu)以外，也可以采用具有三條或更多條耦合線和N路分流功能的平衡不平衡轉(zhuǎn)換器電路。在這種情況下，可以把多個(gè)主線部分設(shè)置在同一個(gè)導(dǎo)體圖案層上，其中多個(gè)主線部分在該導(dǎo)體圖案層上可以不直接相互連接。
此外，在本發(fā)明的上述實(shí)施例中，已經(jīng)說明在一個(gè)導(dǎo)體圖案層上僅形成一條耦合線。然而，除了這種結(jié)構(gòu)外，在一個(gè)導(dǎo)體圖案層上可以形成兩條或更多條耦合線。
另外，在上述實(shí)施例中已經(jīng)說明，主線部分和耦合線全都形成在不同導(dǎo)體圖案層上。然而，可以將相互不耦合的主線部分和耦合線形成在同一導(dǎo)體圖案層上。采用這一結(jié)構(gòu)，可以減少相互層疊的電介質(zhì)層的數(shù)目和導(dǎo)體圖案層的數(shù)目。
再有，已經(jīng)說明，兩個(gè)主線部分中一個(gè)主線部分與兩條耦合線中一條耦合線之間的耦合程度同另一主線部分與另一條耦合線之間的耦合程度相同。然而，可以采用不同的耦合程度來形成具有非對稱分流功能的平衡不平衡轉(zhuǎn)換器。
(實(shí)施例5)接著，將參考

本發(fā)明的第五實(shí)施例。圖8示出根據(jù)本發(fā)明第五實(shí)施例的平衡不平衡轉(zhuǎn)換器的結(jié)構(gòu)。參考圖8，標(biāo)號3010至3050表示第一至第五電介質(zhì)層，標(biāo)號3060表示輸入線，標(biāo)號3070、3080表示第一和第二主線部分，標(biāo)號3090、3100表示第一和第二耦合線，標(biāo)號3110、3120表示第一和第二輸出線對，標(biāo)號3130至3170表示第一至第五通孔，標(biāo)號3180至3220表示第二至第五接地導(dǎo)體，標(biāo)號3230表示屏蔽導(dǎo)體層。第一至第五接地導(dǎo)體應(yīng)當(dāng)經(jīng)通孔或類似物(未示出)與屏蔽導(dǎo)體層3230電連接。在上述電極和線路中，設(shè)置在同一平面上的電極和線路形成每一層，這些層對應(yīng)于本發(fā)明的導(dǎo)體圖案層。這些導(dǎo)體圖案層和屏蔽導(dǎo)體層3230與第一至第五電介質(zhì)層3010至3050交替層疊，形成本發(fā)明的多層。此外，第一和第二主線部分3070、3080和用于相互連接第一和第二主線部分的第二通孔3140形成本發(fā)明的主線。第一主線部分3070與第一耦合線3090之間的耦合程度同第二主線部分3080與第二耦合線3100之間的耦合程度相同。
具有上述結(jié)構(gòu)的平衡不平衡轉(zhuǎn)換器的工作情況同第三實(shí)施例的情況相同，不同的只是有關(guān)屏蔽導(dǎo)體層3230的工作情況。
本發(fā)明設(shè)置屏蔽導(dǎo)體層3230是為了阻止第一主線部分3070與第二主線部分3080之間不希望有的耦合、第一主線部分3070與第二耦合線3100之間不希望有的耦合、以及第二主線部分3080與第一耦合線3090之間不希望有的耦合。
在本發(fā)明的上述實(shí)施例中采用了兩條耦合線，根據(jù)本發(fā)明的平衡不平衡轉(zhuǎn)換器具有2路分流的功能，對此已作說明。然而，除了這些結(jié)構(gòu)以外，也可以采用具有三條或更多條耦合線和N路分流功能的平衡不平衡轉(zhuǎn)換器電路。在這種情況下，可以把多個(gè)主線部分設(shè)置在同一個(gè)導(dǎo)體圖案層上，其中多個(gè)主線部分在該導(dǎo)體圖案層上可以不直接相互連接。
此外，在上述實(shí)施例中，已經(jīng)說明在一個(gè)導(dǎo)體圖案層上僅形成一條耦合線。然而，除了這種結(jié)構(gòu)外，在一個(gè)導(dǎo)體圖案層上可以形成兩條或更多條耦合線。
另外，在上述實(shí)施例中已經(jīng)說明，主線部分和耦合線全都形成在不同導(dǎo)體圖案層上。然而，可以將相互不耦合的主線部分和耦合線形成在同一導(dǎo)體圖案層上。采用這一結(jié)構(gòu)，可以減少層疊的電介質(zhì)層的數(shù)目和導(dǎo)體圖案層的數(shù)目。
再有，已經(jīng)說明，兩個(gè)主線部分中一個(gè)主線部分與兩條耦合線中一條耦合線之間的耦合程度同另一主線部分與另一條耦合線之間的耦合程度相同。然而，可以采用不同的耦合程度來形成具有非對稱分流功能的平衡不平衡轉(zhuǎn)換器。
還有，已經(jīng)說明根據(jù)本發(fā)明上述實(shí)施例的屏蔽導(dǎo)體層是在一個(gè)導(dǎo)體圖案層的整個(gè)表面上形成的，然而，除了這種結(jié)構(gòu)外，屏蔽導(dǎo)體可以形成在多個(gè)導(dǎo)體圖案層上，或者形成在其上形成有其它電極和線路的一個(gè)導(dǎo)體圖案層的部分表面上，只要將設(shè)置屏蔽導(dǎo)體的導(dǎo)體圖案層夾在設(shè)置主線的多個(gè)導(dǎo)體圖案層中至少兩個(gè)層當(dāng)中。
此外，已經(jīng)說明在上述本發(fā)明第三至第五實(shí)施例中所有的主線和耦合線部分由直線形成。然而，除了這種結(jié)構(gòu)外，這些線路的部分或全部可以由曲線形成，只要設(shè)置一部分的主線與耦合線相互構(gòu)成面對面的關(guān)系，從而在垂直導(dǎo)體圖案層表面的方向上相互重疊，象圖9中所示的主線部分7040與耦合線7050之間的關(guān)系那樣。另外，可以將相互構(gòu)成面對面的關(guān)系的一部分主線和耦合線如此設(shè)置，從而當(dāng)耦合線在垂直主線長度方向的方向上平移但不旋轉(zhuǎn)時(shí)相互重疊，象圖10中所示的主線部分8040與耦合線8050之間的關(guān)系那樣?？傊嫦蛞徊糠种骶€的耦合線應(yīng)當(dāng)僅設(shè)置在除了設(shè)置有該部分主線的導(dǎo)體圖案層之外的導(dǎo)體圖案層上，從而與耦合線面向的該部分主線產(chǎn)生電磁耦合。然而，在將耦合線設(shè)置成當(dāng)耦合線在垂直部分主線長度方向的方向上平移但不旋轉(zhuǎn)時(shí)相互重疊的情況中，其耦合程度要比耦合線與部分主線在垂直導(dǎo)體圖案層表面方向上完全相互重疊的情況中的耦合程度小。
通過以上描述作了清楚地公開，本發(fā)明提供一種通過注入分流器(合并器)功能而使電路做得很小的平衡不平衡轉(zhuǎn)換器。因此，本發(fā)明在使大功率放大器小型化方面是有效的，其中將多個(gè)推挽放大器并行組合。
權(quán)利要求
1．一種大功率放大器，其特征在于它包括把輸入信號的一半傳送到同相輸出端以及還把所述輸入信號的四分之一傳送到第一和第二反相輸出端的第一平衡不平衡轉(zhuǎn)換器，傳送到所述第一和第二反相輸出端的所述信號比傳送到所述同相輸出端的所述信號滯后180度；與所述第一平衡不平衡轉(zhuǎn)換器的所述第一和第二反相輸出端連接的并具有相同特性的第一和第二功率放大器電路；與所述第一平衡不平衡轉(zhuǎn)換器的所述同相輸出端連接的第三功率放大器電路，其輸出功率基本是所述第一和第二功率放大器電路的兩倍；第二平衡不平衡轉(zhuǎn)換器，具有接收所述第一和第二功率放大器電路輸出的第一和第二反相輸入端和接收所述第三功率放大器電路輸出的同相輸入端，將所述第一、第二和第三功率放大器電路的輸出合并，并將合并輸出傳送出去。
2．如權(quán)利要求1所述的大功率放大器，其特征在于所述第一和第二平衡不平衡轉(zhuǎn)換器各包括至少兩個(gè)疊合的電介質(zhì)板，即第一和第二電介質(zhì)板、由所述第一電介質(zhì)板與所述第二電介質(zhì)板之間的導(dǎo)體圖案形成的四分之一波長主線(218)、由所述第一電介質(zhì)板與所述主線相反一面上導(dǎo)體圖案形成的第一四分之一波長耦合線(219)、以及由所述第二電介質(zhì)板與所述主線相反一面上導(dǎo)體圖案形成的第二四分之一波長耦合線(220)，所述第一和第二耦合線(219、220)是這樣形成的，使它們與所述主線(218)產(chǎn)生電磁耦合，所述主線的一端用作信號輸入端，與所述主線的所述輸入端相對應(yīng)的所述第一和第二耦合線的端部接地，所述主線的另一端用作同相輸出端，所述第一耦合線的另一端用作第一反相輸出端，所述第二耦合線的另一端用作第二反相輸出端。
3．一種大功率放大器，包括將輸入信號分流為至少四路輸出的功率分流器電路、所述大功率放大器電路和將所述大功率放大器電路的輸出進(jìn)行合并的功率合并器電路，根據(jù)權(quán)利要求1的所述大功率放大器電路與所述功率分流器電路的輸出端連接，所述功率合并器電路的輸入端與所述大功率放大器電路的所述輸出端連接并合并大功率放大器電路的輸出。
4．如權(quán)利要求3所述的大功率放大器，其特征在于所述功率分流器電路和所述第一平衡不平衡轉(zhuǎn)換器和/或所述第二平衡不平衡轉(zhuǎn)換器和所述功率合并器電路是在同一電介質(zhì)多層板上形成的并合并大功率放大器電路的輸出。
5．一種功率分流器或合并器電路，包括至少兩個(gè)疊合的電介質(zhì)板，即第一和第二電介質(zhì)板；在所述第一與第二電介質(zhì)板之間形成的屏蔽接地導(dǎo)體；在所述第一電介質(zhì)板上與所述屏蔽接地導(dǎo)體相反一面上的導(dǎo)體圖案形成的傳輸線，其一端為輸入端(406)，其另一端為第一通孔(415)；第一和第二四分之一波長線(407、408)，其一端共同與所述傳輸線連接，其另一端(407a、408a)分別設(shè)置為第一和第二輸出線(429a、429b)；分別與所述第一和第二四分之一波長線的所述另一端(407a、408a)連接的第一和第二吸收電阻(411、412)；與所述第一和第二吸收電阻另一端連接的公共端(416-a)，并設(shè)置第二通孔(417)；相互平行的第三和第四四分之一波長線(409、410)，各由所述第二電介質(zhì)板上與所述屏蔽接地導(dǎo)體相反一面上的導(dǎo)體圖案形成，其一端通過所述第一通孔(415)共同電連接；分別與所述第三和第四四分之一波長線(409、410)另一端(409a、410a)連接的第三和第四輸出線(430a、430b)；分別與所述第三和第四四分之一波長線的所述另一端(409a、410a)連接的第三和第四隔離電阻(413、414)；與所述第三和第四吸收電阻的另一端連接的公共端(416-b)，設(shè)置一個(gè)與所述第二通孔(417)連接的通孔。
6．如權(quán)利要求5所述的功率分流器或合并器電路，其特征在于由導(dǎo)體圖案形成的所有的所述線路和電阻不是都設(shè)置在所述第一電介質(zhì)板上與所述屏蔽接地導(dǎo)體相反一面上，而是其中有一些設(shè)置在所述第一電介質(zhì)板上，其余的設(shè)置在通過另一屏蔽接地導(dǎo)體疊合在所述第一電介質(zhì)板上的第三電介質(zhì)板上。
7．一種平衡不平衡轉(zhuǎn)換器，包括由電介質(zhì)層和導(dǎo)體圖案層交替疊合形成的多層；設(shè)置在所述導(dǎo)體圖案層上的主線；面向一部分所述主線的多條耦合線，設(shè)置在不同于設(shè)置有所述主線的所述導(dǎo)體圖案層的所述導(dǎo)體圖案層上，從而與所述主線的所述部分電磁耦合，以及電接地；設(shè)置在所述導(dǎo)體圖案層中一層上的輸入線；輸出線對，每一對跨接在所述耦合線中每一條線的兩端上，其特征在于所述主線的一端與所述輸入線連接，其另一端電接地，輸入到所述輸入線的信號功率被分流并通過每一條所述耦合線傳送到每一對所述輸出端上，從所述一對輸出線的一個(gè)輸出線傳出的信號與從另一個(gè)輸出線傳出的另一個(gè)信號相位相差180度。
8．如權(quán)利要求7所述的平衡不平衡轉(zhuǎn)換器，其特征在于所有的所述耦合線設(shè)置在同一導(dǎo)體圖案層上。
9．如權(quán)利要求7所述的平衡不平衡轉(zhuǎn)換器，其特征在于所述耦合線中至少有一個(gè)設(shè)置在不同于設(shè)置有另一耦合線的所述導(dǎo)體圖案層的所述導(dǎo)體圖案層上。
10．如權(quán)利要求7至9中任何一項(xiàng)所述的平衡不平衡轉(zhuǎn)換器，其特征在于所述主線設(shè)置在所述多個(gè)導(dǎo)體圖案層上。
11．如權(quán)利要求10所述的平衡不平衡轉(zhuǎn)換器，其特征在于一部分所述主線和除了面向所述主線部分的所述耦合線以外的所述耦合線設(shè)置在同一導(dǎo)體圖案層上。
12．如權(quán)利要求10或11所述的平衡不平衡轉(zhuǎn)換器，其特征在于設(shè)置在所述同一導(dǎo)體圖案層上的所述主線包括多個(gè)在所述導(dǎo)體圖案層上不相互直接連接的部分。
13．如權(quán)利要求10至12中任何一項(xiàng)所述的平衡不平衡轉(zhuǎn)換器，其特征在于其上設(shè)置有所述主線的所述多個(gè)導(dǎo)體圖案層中至少有兩個(gè)將所述另一導(dǎo)體圖案層夾在當(dāng)中，所述另一導(dǎo)體圖案層有一屏蔽導(dǎo)體位于其部分或全部表面，用于防止所述耦合線與除了面向所述耦合線和/或所述其它耦合線的所述主線部分以外的所述主線部分之間的耦合程度的增大。
全文摘要
一種大功率放大器,包括有一同相輸出端以及第一、二反相輸出端的第一平衡不平衡轉(zhuǎn)換器,第一、二反相輸出端的信號比同相輸出端的信號滯后180度;與第一、二反相輸出端連接的其特性相同的第一、二功率放大器電路;與同相輸出端連接的第三功率放大器電路,其輸出功率是第一、二功率放大器電路的兩倍;第二平衡不平衡轉(zhuǎn)換器,包括第一、第二反相輸入端和一同相輸入端,將接收的第一、第二和第三功率放大器電路的輸出合并并傳送出去。
文檔編號H01P5/10GK1213214SQ9811960
公開日1999年4月7日 申請日期1998年9月17日 優(yōu)先權(quán)日1997年9月17日
發(fā)明者石田薰, 宮地正之, 小杉裕昭, 久鄉(xiāng)伸一 申請人:松下電器產(chǎn)業(yè)株式會社