高精度朗格耦合器的制作方法

本公开涉及微波，尤其涉及一种高精度朗格耦合器。

背景技术：

1、在微波毫米波集成电路系统中，90度定向耦合器起着十分重要的作用，朗格耦合器为90度定向耦合器的一种，它在具有较宽工作带宽的同时还具有较高的耦合度，这是其他耦合器所不具备的性能，但传统朗格耦合器的长宽比很大，导致占用面积大，难以适应集成电路版图设计的协调性，而且传统朗格耦合器的直通端和耦合端之间的距离较远，不利于与后级电路级联。因此研究具有较小的长宽比、宽工作带宽、高耦合的朗格耦合器在实际的工程应用中具有巨大的意义。

技术实现思路

1、本公开提供了一种高精度朗格耦合器的电路结构及其工作方法。

2、根据本公开的第一方面，提供了一种高精度朗格耦合器的电路结构。该电路结构包括：

3、输入端口、输出直通端口、输出耦合端口、隔离端口；其中，输入端口置于输出直通端口、输出耦合端口、隔离端口的对侧；

4、输入端口p1通过金属延长线分别连接第一金属线与第二金属线，并分别通过第一金属线、第二金属线连接第二电感一端；第二电感另一端连接输出直通端口p4并与第二电容一端连接，第二电容另一端接地；

5、输出耦合端口p2分别通过第三金属线、第四金属线连接隔离端口p3；输出耦合端口p2还依次通过第一电感、第一电容接地。

6、在第一方面的一些可实现方式中，金属延长线包括依次连接的第一延长线(1)、第二延长线(2)、第三延长线(3)、第四延长线(4)；

7、第一金属线包括依次连接的第一折叠线(23)、第二折叠线(19)、第三折叠线(20)、第五折叠线(5)、第六折叠线(6)；

8、第二金属线包括依次连接的第四折叠线(22)、第五折叠线(5)、第六折叠线(6)；

9、第三金属线包括依次连接的第七折叠线(7)、第八折叠线(8)、第九折叠线(9)、第十折叠线(10)、第十一折叠线(11)、第十二折叠线(12)；

10、第四金属线包括依次连接的第七折叠线(7)、第十三折叠线(13)、第十一折叠线(11)、第十二折叠线(12)。

11、在第一方面的一些可实现方式中，第一延长线(1)、第二延长线(2)、第二折叠线(19)、第七折叠线(7)、第八折叠线(8)、第十折叠线(10)位于基板底层；

12、其他延长线和其他折叠线位于基板顶层。

13、在第一方面的一些可实现方式中，第三延长线(3)通过金属过孔(21)与第二延长线(2)连接；

14、第一折叠线(23)通过金属过孔(16)与第二折叠线(19)连接；

15、第二折叠线(19)通过金属过孔(14)与第三折叠线(20)连接；

16、第八折叠线(8)通过金属过孔(15)与第九折叠线(9)连接；

17、第九折叠线(9)通过金属过孔(18)与第十折叠线(10)连接；

18、第十折叠线(10)通过金属过孔(17)与第十一折叠线(11)连接；

19、第七折叠线(7)通过金属过孔(24)与第十三折叠线(13)连接。

20、在第一方面的一些可实现方式中，第四折叠线(22)的一端与第四延长线(4)的一端相距45μm，另一端通过第五折叠线(5)连接第六折叠线(6)；第四延长线(4)的一端还连接第一金属线；

21、第五折叠线(5)与第六折叠线(6)的连接点为第五折叠线(5)的中点；

22、第十折叠线(10)与第十一折叠线(11)的连接点和第十二折叠线(12)的一端相距13μm；第十二折叠线(12)的另一端连接隔离端口p3。

23、在第一方面的一些可实现方式中，第二延长线(2)、第三延长线(3)用于将输入端口置于输出直通端口和输出耦合端口的对侧；

24、第一电感、第一电容用于调节输出耦合端口的相位偏移量；

25、第二电感、第二电容用于调节输出直通端口的相位偏移量。

26、在第一方面的一些可实现方式中，第三折叠线～第五折叠线组成耦合器的长指，长指的物理长度大于最低工作频率的四分之一波长对应的物理长度；

27、第九折叠线(9)为耦合器的短指，短指的物理长度大于最高工作频率的四分之一波长对应的物理长度；

28、耦合器版图的长宽比为1.86:1。

29、根据本公开的第二方面，提供了一种高精度朗格耦合器的工作方法。该工作方法包括：

30、获取耦合器的正交偏差；根据正交偏差计算第一电感、第一电容，以及第二电感、第二电容所需调节的参数；

31、根据所需调节的参数调节第一电感、第一电容以调节输出耦合端口的相位偏移量，调节第二电感、第二电容以调节输出直通端口的相位偏移量，使耦合器输出耦合端口、输出直通端口在工作频段内保持90度的相位差。

32、在本公开中，通过对传统朗格耦合器进行折叠，并将输入端口置于输出直通端口、输出耦合端口、隔离端口的对侧，降低了耦合器版图的长宽比，有利于与后级电路级联；根据耦合器的正交偏差，计算第一电感、第一电容以及第二电感、第二电容所需调节的参数，根据所需调节的参数调节第一电感、第一电容以调节输出耦合端口的相位偏移量，调节第二电感、第二电容以调节输出直通端口的相位偏移量，从而使输出耦合端口、输出直通端口在工作频段内保持90度的相位差，进而提高了正交性能，以此方式，该耦合器还具有较宽的工作带宽。

33、应当理解，
技术实现要素：
部分中所描述的内容并非旨在限定本公开的实施例的关键或重要特征，亦非用于限制本公开的范围。本公开的其它特征将通过以下的描述变得容易理解。

技术特征：

1.一种高精度朗格耦合器，其特征在于，该耦合器包括：

2.根据权利要求1所述的耦合器，其特征在于，

3.根据权利要求1所述的耦合器，其特征在于，

4.根据权利要求1所述的耦合器，其特征在于，

5.根据权利要求1所述的耦合器，其特征在于，

6.根据权利要求1所述的耦合器，其特征在于，

7.根据权利要求1所述的耦合器，其特征在于，

8.一种应用于如权利要求1-7中任一项所述的高精度朗格耦合器的工作方法，其特征在于，所述方法包括：

技术总结
本公开的实施例提供了一种高精度朗格耦合器；应用于微波技术领域。所述结构包括输入端口、输出直通端口、输出耦合端口、隔离端口；其中，输入端口置于输出直通端口、输出耦合端口、隔离端口的对侧，输入端口P1通过金属延长线分别连接第一金属线与第二金属线，并分别通过第一金属线、第二金属线连接第二电感一端，第二电感另一端连接输出直通端口P4并与第二电容一端连接，第二电容另一端接地，输出耦合端口P2分别通过第三金属线、第四金属线连接隔离端口P3，输出耦合端口P2还依次通过第一电感、第一电容接地。该耦合器具有较宽的工作带宽，更优的正交性能，较低的版图长宽比，易于与后级电路级联。

技术研发人员：季晓燕,陈明辉,韩正祥
受保护的技术使用者：河北均微电子有限责任公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15