一种基于时空电导率调制的集成CMOS环形器
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核心问题
在国内，全双工天线接口的研究相对薄弱，这限制了射频集成电路在高性能通信系统中的应用。特别是在新一代移动通信网络服务中，需要高效的环形器来实现信号的隔离与传输，而现有技术往往难以满足高隔离带宽、低插入损耗以及高频工作的需求。
解决方案
本发明提出了一种基于时空电导率调制的集成CMOS环形器，通过非互易相移元件回转器嵌入到3λ/4传输线环中，并引入三个彼此相距λ/4的端口（发射端口TX、接收端口RX和天线端口ANT）来实现。回转器模块包含对称的开关和λ/4传输线，其中开关由MOS管构成，传输线由Π型C–L–C结构组合而成。四路正交时钟信号由基于CML逻辑设计的时钟产生电路生成，以实现时空电导率的调制。该设计实现了良好的隔离带宽和插入损耗，同时支持更高的工作频率，且电路结构简洁。
竞争优势
本发明所述的环形器在性能上具有显著优势，不仅实现了高隔离带宽和低插入损耗，还支持更高的工作频率，满足了新一代移动通信网络服务对高性能环形器的迫切需求。此外，其电路结构相对简单，有利于降低成本和提高集成度，为射频集成电路的进一步发展提供了有力支持。该成果在技术上具有创新性，有望打破国内在全双工天线接口研究方面的瓶颈，推动相关领域的科技进步。
成果公开日期
20241220
所属产业领域
制造业
转化现有基础
1、成果由北京理工大学单独持有；2、本成果已授权专利
转化合作需求
技术许可、合作开发、技术服务和咨询、技术转让等
转化意向范围
可国（境）内外转让
转化预期效益
会同成果完成团队与意向方共同研讨合作方案
项目名称
北京理工大学产业开发研究院
项目课题来源
北京市科学技术委员会;中关村科技园区管理委员会
摘要
本发明涉及一种高度集成的基于时空电导率调制的CMOS环形器，目的在于弥补国内对于全双工天线接口的研究相对薄弱的问题，属于射频集成电路领域。本发明所述的环形器是一个三端口器件，是通过非互易相移元件回转器嵌入到3λ/4传输线环中，再引入三个彼此相距λ/4的端口来实现的。三个端口分别为发射端口TX，接收端口RX和天线端口ANT。其中端口TX和ANT以及端口RX和ANT之间均通过λ/4的接地共面波导传输线进行连接，回转器对称地放置在端口TX和RX之间，并且在两个端口之间均接入了λ/8的传输线。回转器模块包括两组完全对称的开关和λ/4传输线。其中每一组开关均包括八个由MOS管来构成的单刀单掷开关，λ/4传输线由5个Π型C–L–C结构组合而成。回转器模块中的四路正交时钟信号是由基于CML逻辑设计的占空比为25％的时钟产生电路生成。本发明所述的环形器，可以实现良好的隔离带宽和插入损耗，同时可以实现更高的工作频率并且电路结构相对简单。
