[发明专利]一种太赫兹片上嵌入多路耦合器的功率合成天线

摘要

本发明公开一种太赫兹片上嵌入多路耦合器的功率合成天线，其特征在于，自底向上依次包括地平面、耦合线圈、等长交叉双环天线；该功率合成天线使用标准CMOS工艺，所述地平面上开有环形的地平面开槽，地平面开槽将地平面分割成地平面A和圆形的地平面B，圆形的地平面B位于环形的地平面开槽的中心；所述耦合线圈为带有缺口的环形线圈，缺口处引出两条线接外部工作电路，用于四路差分信号输出；所述耦合线圈包括耦合线圈A、耦合线圈B、耦合线圈C和耦合线圈D；所述等长交叉双环天线包括相互交叉的环A和环B；该太赫兹片上嵌入变压器的功率合成天线，可以作为太赫兹源使用，有利于缩小太赫兹设备的尺寸，降低制作成本。

主权项

1.一种太赫兹片上嵌入多路耦合器的功率合成天线，其特征在于，自底向上依次包括地平面、耦合线圈、等长交叉双环天线；该功率合成天线使用标准CMOS工艺，该工艺包含至少四层金属；地平面使用最底层金属(1)；耦合线圈使用第二层金属(2)；等长交叉的双环天线的结构使用最顶层金属层(4)，受到加工工艺的限制，连接部分需要使用到第三层金属层(3)，并且使用过孔进行连接；所述地平面上开有环形的地平面开槽(7)，地平面开槽(7)将地平面分割成地平面A(6)和圆形的地平面B(8)，圆形的地平面B(8)位于环形的地平面开槽(7)的中心；地平面A(6)在环绕地平面开槽(7)的一周，均匀分布伸入地平面开槽(7)内部的凸起A(33)、凸起B(34)、凸起C(35)和凸起D(36)，上述凸起用于信号注入端接地，在天线和地平面A(6)之间形成回路；地平面B(8)用于耦合线圈接地面使用；所述耦合线圈为带有缺口的环形线圈，缺口处引出两条线接外部工作电路，用于进行四路差分信号输出；所述耦合线圈包括耦合线圈A(13)、耦合线圈B(14)、耦合线圈C(15)和耦合线圈D(16)；耦合线圈按照相差物理角度90度、和伸入地平面开槽(7)的凸起相差45度分布在等长交叉双环天线的一周，且位于等长交叉双环天线下方；所述耦合线圈A(13)的接地线通过过孔A(9)连接地平面B(8)；耦合线圈B(14)的接地线通过过孔B(10)连接地平面B(8)；耦合线圈C(15)的接地线通过过孔C(11)连接地平面B(8)；耦合线圈D(16)的接地线通过过孔D(12)连接地平面B(8)；所述等长交叉双环天线包括相互交叉的环A(23)和环B(24)；环A(23)和环B(24)的主体部分位于最顶层金属层(4)，环A(23)和环B(24)的两个交叉点处呈180度分布，由于受到工艺的限制，该交叉处分别设有辅助连接A(17)和辅助连接B(18)，且辅助连接A(17)和辅助连接B(18)均位于第三层金属层(3)，其中辅助连接B(18)通过过孔G(21)和过孔H(22)同环A(23)的主体部分相连；辅助连接A(17)通过过孔E(19)和过孔F(20)同环B(24)的主体部分相连；环A和环B的周长相等，为基波信号的波长；所述凸起A(33)上设有信号注入正极性端A(25)、信号注入负极性端A(29)，且信号注入正极性端A(25)接环A(23)，用于注入相位为270度的基波信号；信号注入负极性端A(29)接环B(24)，用于注入信号为90度的基波信号，信号注入正极性端A(25)和信号注入负极性端A(29)形成一对差分信号注入端口；所述凸起B(34)上设有信号注入正极性端B(26)、信号注入负极性端B(30)，且信号注入正极性端B(26)接环A(23)，用于注入相位为0度的基波信号；信号注入负极性端B(30)接环B(24)，用于注入信号为180度的基波信号，信号注入正极性端B(26)和信号注入负极性端B(30)形成一对差分信号注入端口；所述凸起C(35)上设有信号注入正极性端C(27)、信号注入负极性端C(31)，且信号注入正极性端C(27)接环A(23)，用于注入相位为90度的基波信号；信号注入负极性端C(31)接环B(24)，用于注入信号为270度的基波信号，信号注入正极性端C(27)和信号注入负极性端C(31)形成一对差分信号注入端口；所述凸起D(36)上设有信号注入正极性端D(28)、信号注入负极性端D(32)，且信号注入正极性端D(28)接环A(23)，用于注入相位为180度的基波信号；信号注入负极性端D(32)接环B(24)，用于注入信号为0度的基波信号，信号注入正极性端D(28)和信号注入负极性端D(32)形成一对差分信号注入端口。