小型化Lange型数控单片集成移相器制造技术

本实用新型专利技术公开了小型化Lange型数控单片集成移相器，包括Lange耦合器和反射型移相电路，Lange耦合器采用耦合线宽边耦合方式耦合，耦合线构成环形结构，反射型移相电路包括感性负载电路和容性负载电路，感性负载电路包括电感、第一晶体管和电阻，电感和第一晶体管串联，第一晶体管和电阻并联；容性负载电路包括电容和第二晶体管，电容与第二晶体管串联，且第二晶体管接地；本实用新型专利技术提供小型化Lange型数控单片集成移相器，以解决在复杂相控阵电路中由于部分移相器结构造成的面积过大、版图长宽比过大导致不易集成的问题。

【技术实现步骤摘要】
小型化Lange型数控单片集成移相器
本技术涉及半导体MMIC
，更具体的说，它涉及小型化Lange型数控单片集成移相器。
技术介绍
随着有源相控阵雷达的不断发展，人们对天线波速控制的需求不断提高，对控制电路的研究也更加深入。移相器作为波束控制的关键器件，由于其工作状态及技术指标较多，占用面积大，性能能要求高，设计和制作难度大，一直是天线收发组件设计中关键的器件之一。相控阵雷达的发展对移相器的带宽，移相精度和集成面积等方面提出了更高的要求。使用Lange耦合器的反射型移相器广泛应用于移相器设计中，但由于耦合器面积较大，宽长比相差较大，不利于集成，增加了电路设计成本。因此研究出一种电路面积较小的、紧凑的、利于版图布置的反射型数控移相器具有重要的意义及实际应用价值。
技术实现思路
本技术克服了现有技术的不足，提供小型化Lange型数控单片集成移相器，以解决在复杂相控阵电路中由于部分移相器结构造成的面积过大、版图长宽比过大导致不易集成的问题。本技术的技术方案如下：小型化Lange型数控单片集成移相器，包括Lange耦合器和反射型移相电路，Lange耦合器采用耦合线宽边耦合方式耦合，耦合线构成环形结构，反射型移相电路包括感性负载电路和容性负载电路，感性负载电路包括电感、第一晶体管和电阻，电感和第一晶体管串联，第一晶体管和电阻并联；容性负载电路包括电容和第二晶体管，电容与第二晶体管串联，且第二晶体管接地。进一步的，耦合器包括四段耦合线，且形成四个端口，分别为输入端、耦合端、隔离端和直通端。进一步的，四段耦合线都采用三线耦合的方式。进一步的，三线耦合线的外侧两条信号线的同一端相连，从而形成四个端口结构，分别记为第一端口、第二端口、第三端口、第四端口，其中第一端口、第二端口位于同一侧且第一端口为三线耦合线的外侧两条信号线的连接端，第三端口、第四端口为三线耦合线的另一侧的两个端口，第三端口为外侧两条信号线另一个连接端。进一步的，四段耦合线分别为第一段三线耦合线、第二段三线耦合线、第三段三线耦合线和第四段三线耦合线；第一段三线耦合线的第一端口与输入端相连，第一段三线耦合线的第三端口与第二段三线耦合线的第二端口相连，第一段三线耦合线的第四端口端与第二段三线耦合线的第一端口端相连，第一段三线耦合线的第二端口端与第四段三线耦合线的第三端口端连接；耦合器的隔离端与第二段三线耦合线的第三端口连接，第二段三线耦合线的第四端口与第三段三线耦合线的第二端口相连；第三段三线耦合线的第一端口与耦合端相连，第三段三线耦合线的第四端口与第四段三线耦合线的第一端口相连，第三段三线耦合线的第三端口端与第四段三线耦合线的第二端口端相连；第四段三线耦合线第三端口端与耦合器的直通端相连。进一步的，耦合器的输入端为反射型移相电路的输入端，耦合器的隔离端为反射型移相电路的输出端。本技术相比现有技术优点在于：本技术提供的小型化移相器相较于传统的Lange耦合器反射型移相器，所提供的耦合器本身电长度小于传统Lange型耦合器，结构简单而紧凑，面积小，且布局更加灵活，在单芯片集成应用中具有较大优势和应用空间，可以广泛应用于射频/微波/毫米波频段的无线通信系统当中。本技术解决了在传统中采用Lange耦合器的反射型移相器造成的面积过大从而增加了制作成本的问题。而且本技术还解决了在传统中采用Lange耦合器的反射型移相器造成的版图宽长比过大使得在移相器系统集成中造成版图不易布置从而浪费系统面积的问题。附图说明图1为本技术的耦合器的电路示意图；图2为本技术的三线耦合线的电路示意图；图3为本技术的反射型移相电路的电路示意图；图4为目标相移为180度反射型移相电路的电路版图；图5为目标相移为180度反射型移相电路的插损仿真性能图；图6为目标相移为180度反射型移相电路的输入反射系数仿真性能图；图7为目标相移为180度反射型移相电路的输出反射系数仿真性能图；图8为目标相移为180度反射型移相电路的相移特性仿真性能图；图9为目标相移为180度反射型移相电路的寄生调幅仿真性能图。具体实施方式下面详细描述本技术的实施方式，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施方式是示例性的，仅用于解释本技术而不能作为对本技术的限制。本
技术人员可以理解的是，除非另外定义，这里使用的所有术语（包括技术术语和科技术语）具有与本技术所属领域中的普通技术人员的一般理解相同的意义。还应该理解的是，诸如通用字典中定义的那些术语应该被理解为具有与现有技术的上下文中的意义一致的意义，并且除非像这里一样的定义，不会用理想化或过于正式的含义来解释。下面结合附图和具体实施方式对本技术进一步说明。如图1和图9所示，小型化Lange型数控单片集成移相器，包括Lange耦合器和反射型移相电路。Lange耦合器采用耦合线宽边耦合方式耦合，耦合线构成环形结构。耦合器包括四段耦合线，且形成四个端口，分别为输入端、耦合端、隔离端和直通端。四段耦合线都采用三线耦合的方式，且三线耦合线的外侧两条信号线的同一端相连，从而形成四个端口结构，分别记为第一端口、第二端口、第三端口、第四端口，其中第一端口、第二端口位于同一侧且第一端口为三线耦合线的外侧两条信号线的连接端，第三端口、第四端口为三线耦合线的另一侧的两个端口，第三端口为外侧两条信号线另一个连接端。其可以通过调整耦合线的宽度与间距从而改变耦合线的耦合电容、耦合系数并改变其奇偶模阻抗，从而改变性能。四段耦合线结构尺寸基本一致，四段耦合线分别为第一段三线耦合线、第二段三线耦合线、第三段三线耦合线和第四段三线耦合线；第一段三线耦合线的第一端口与输入端相连，第一段三线耦合线的第三端口与第二段三线耦合线的第二端口相连，第一段三线耦合线的第四端口端与第二段三线耦合线的第一端口端相连，第一段三线耦合线的第二端口端与第四段三线耦合线的第三端口端连接；耦合器的隔离端与第二段三线耦合线的第三端口连接，第二段三线耦合线的第四端口与第三段三线耦合线的第二端口相连；第三段三线耦合线的第一端口与耦合端相连，第三段三线耦合线的第四端口与第四段三线耦合线的第一端口相连，第三段三线耦合线的第三端口端与第四段三线耦合线的第二端口端相连；第四段三线耦合线第三端口端与耦合器的直通端相连。其中耦合器设计的尺寸具体设计步骤如下：步骤1：选用工艺提供的厚金属层作为耦合器的信号线金属层以减小信号线损耗，耦合器的初始尺寸设置为所需工作频率下的四分之一波长线长，即输入端到直通端的总金属长度设置为工作频率的四分之一波长长度。对其进行电磁场仿真结果计算耦合器四端口性能，包括隔离度、直通端和耦合端信号一致性、各端口驻波。此时耦合器的工作频率偏低。步骤2：通过调整三线耦合线的宽度和间距调整耦合器的四端口性能至较优值，按此时耦合器的工作频率与目标工作频率进行比值计算，将耦合器输入端到直通端的总长度同比例缩小，重复步骤2直至耦合器的中心工作频率达到目标工作频率。耦合器的工作频率与其工作带宽是一个折中关系，可以通过降低工作带宽的要求进一步减小耦合器的尺寸。四段耦合线结构尺寸基本一致，四段耦合线分别为第一段三线耦合线、第本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.小型化Lange型数控单片集成移相器，其特征在于：包括Lange耦合器和反射型移相电路，Lange耦合器采用耦合线宽边耦合方式耦合，耦合线构成环形结构，反射型移相电路包括感性负载电路和容性负载电路，感性负载电路包括电感、第一晶体管和电阻，电感和第一晶体管串联，第一晶体管和电阻并联；容性负载电路包括电容和第二晶体管，电容与第二晶体管串联，且第二晶体管接地。

【技术特征摘要】
1.小型化Lange型数控单片集成移相器，其特征在于：包括Lange耦合器和反射型移相电路，Lange耦合器采用耦合线宽边耦合方式耦合，耦合线构成环形结构，反射型移相电路包括感性负载电路和容性负载电路，感性负载电路包括电感、第一晶体管和电阻，电感和第一晶体管串联，第一晶体管和电阻并联；容性负载电路包括电容和第二晶体管，电容与第二晶体管串联，且第二晶体管接地。2.根据权利要求1所述的小型化Lange型数控单片集成移相器，其特征在于：耦合器包括四段耦合线，且形成四个端口，分别为输入端、耦合端、隔离端和直通端。3.根据权利要求2所述的小型化Lange型数控单片集成移相器，其特征在于：四段耦合线都采用三线耦合的方式。4.根据权利要求3所述的小型化Lange型数控单片集成移相器，其特征在于：三线耦合线的外侧两条信号线的同一端相连，从而形成四个端口结构，分别记为第一端口、第二端口、第三端口、第四端口，其中第一端口、第二端口位于同一侧且第一端口为三线耦合线的外侧两条信号线的连接端，第三端口、第四端口为三线耦合线的另一侧的两...

【专利技术属性】
技术研发人员：周甲武，刘利平，郑骎，王利平，郁发新，
申请(专利权)人：浙江铖昌科技有限公司，
类型：新型
国别省市：浙江,33