硅基片上毫米波双频不等分功分器

本申请涉及射频集成电路领域，具体涉及一种硅基片上毫米波双频不等分功分器。

背景技术：

1、功分器具有功率合成和分配功能，是微波和毫米波电路中的基本器件，应用广泛，例如片上收发前端系统中的多路合成/多路分配/功率自检等。现如今新系统技术的发展要求功分器具有先进的电性能(多波段工作和不等分配)，同时往毫米波频段应用，例如在94ghz，毫米波传播具有更低的衰减，能实现高速、高容量、抗干扰通信。此外，为追求高集成度，在毫米波范围内，相比于印刷电路板，采用cmos工艺或者硅基集成无源器件技术开发多波段功分器更具实用性。

2、威尔金森功分器(wilkinson power divider,wpd)和吉赛尔(gysel)功分器的提出为设计不同性能的功分器提供了新的思路。解决不等功率划分的wpd包括多段传输线级联、耦合线 、桥接t型网络，这些设计均被制作在pcb板材上，具备良好的测试结果，不过最大的缺点是尺寸大以及工作频率低，很难与芯片级系统集成，此外还有一些通过采用集成无源器件技术来缩减电路尺寸的技术手段，但只能工作在单频。

3、由此可见，传统不等分功分器工作频段低、集成尺寸大、频段单一问题仍然未能得到解决。因此，提出了一种硅基片上毫米波双频不等分功分器。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提出了一种硅基片上毫米波双频不等分功分器。

2、本发明使用四段复合左右手传输线crlh代替传统不等分wpd中不实用的四段λ/4波长传输线。

3、所述的四段复合左右手传输线crlh分别为crlh b1、crlh a2、crlh a3、crlh a4，其中crlh b1、crlh a2串联，crlh a3、crlh a4串联，crlh b1的控制端与crlh a3的控制端连接后作为端口1，crlh a2的空控制端作为端口2，crlh a4的空控制端作为端口3；在crlhb1、crlh a2连接端和crlh a3、crlh a4连接端桥接电阻r。

4、所述的crlh a2、crlh a3、crlh a4结构相同，均由两个相同的单元级联组成，每个单元包括t型左手材料和右手材料，左手材料为两个串联电容ca连接端并联一个接地电感la，右手材料为连接在两个串联电容两端的微带线，该微带线特征阻抗za能根据需要调整。两个单元通过一侧微带线串联，另一侧两空置微带线分别作为crlh a结构的输入和输出。

5、所述的crlh b1由左右手材料级联组成，左手部分是两个相同的t型单元，每个单元分别带有两个串联电容cb和接地电感lb，右手部分采用两条慢波共面波导s-cpw结构的传输线；t型单元的两个电容串联，两个电容cb的连接端并联接地电感lb，两个t型单元通过一侧电容cb串联，另一侧两空置电容cb分别连接两条慢波共面波导s-cpw结构的传输线；两条慢波共面波导s-cpw结构的传输线的空置端作为crlh b1结构的输入和输出。

6、进一步的，所述的不等分功分器基于130nm sige bicmos工艺的紧凑型片上设计。

7、进一步的，所述的s-cpw传输线包括信号线、两端接地平面和位于信号线下方垂直放置的浮动金属条。

8、本发明具备以下优势：(1)尺寸小，引入复合左右手传输线(composite right-/left- handed, crlh) 和慢波共面波导(slow-wave coplanar waveguide,s-cpw)传输线代替威尔金森功分器中不实用的四分之一波长传输线来完成目标；(2) 工作频率比以往研究更高且具备双频特性，适用于变频前端片上收发系统。此外，具有良好的回波损耗和输出端口之间的隔离，填补了毫米波范围双频不等分功分器领域的空白。

1.硅基片上毫米波双频不等分功分器，其特征在于：使用四段复合左右手传输线crlh代替传统不等分wpd中不实用的四段λ/4波长传输线；

2.如权利要求1所述的硅基片上毫米波双频不等分功分器，其特征在于：所述的不等分功分器基于130nm sige bicmos工艺的紧凑型片上设计。

3.如权利要求1所述的硅基片上毫米波双频不等分功分器，其特征在于：所述的s-cpw传输线包括信号线、两端接地平面和位于信号线下方垂直放置的浮动金属条。