CN110474608A - 一种基于变压器的宽带正交相位产生网络 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于变压器的宽带正交相位产生网络，第一单端网络和第二单端网络，第一单端网络包括第一变压器TF1，第二单端网络包括第二变压器TF2，第一变压器TF1的第一主级线圈和第一次级线圈之间跨接若干个电容，第二变压器TF2的第二主级线圈和第二次级线圈之间跨接若干个电容，第一主级线圈的同名端与第二主级线圈的同名端之间跨接一个电容，第一主级线圈的异名端与第二主级线圈的异名端之间跨接一个电容，第一次级线圈的同名端与第二次级线圈的异名端之间跨接一个电容，第一次级线圈的异名端与第二次级线圈的同名端之间跨接一个电容；本发明的优点在于：工作频带宽、网络面积小以及网络完全对称。

Description

一种基于变压器的宽带正交相位产生网络

技术领域

本发明涉及集成电路的技术领域，更具体涉及一种基于变压器的宽带正交相位产生网络。

背景技术

正交生成网络在射频或毫米波集成电路领域中应用十分广泛，例如IQ无线收发机中需要对单路射频信号转换为I和Q两路相互正交的信号，以及在相控阵收发系统中数字移相器电路中需要90度移相单元等。正交生成网络通常采用无源器件实现，其好处是电路结构简单。论文文献“Integrated Quadrature Couplers and TheirApplication in Image-Reject Receivers”，IEEE JOURNAL OF SOLD-STATE CIRCUITS,VOL.44,NO.5,MAY 2009,提供了基于变压器结构的正交生成网络，如图1和图2所示，图1为单端实现方式，包括一个变压器和6个电容。通常在系统应用中网络需要提供差分形式，图2为变压器结构的差分形式，与图1相比变压器需要复制为2倍，但片上变压器占据很大的面积。传统变压器结构所包含的无源器件个数较少，因此网络传输函数的极点数较少，工作频带较窄。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于如何增大正交生成网络的工作频带。

本发明通过以下技术手段实现解决上述技术问题的：一种基于变压器的宽带正交相位产生网络，包括第一单端网络和第二单端网络，所述第一单端网络包括第一变压器TF1，所述第二单端网络包括第二变压器TF2，所述第一变压器TF1的第一主级线圈和第一次级线圈之间跨接若干个电容，所述第二变压器TF2的第二主级线圈和第二次级线圈之间跨接若干个电容，所述第一主级线圈的同名端与第二主级线圈的同名端之间跨接一个电容，所述第一主级线圈的异名端与第二主级线圈的异名端之间跨接一个电容，所述第一次级线圈的同名端与第二次级线圈的异名端之间跨接一个电容，所述第一次级线圈的异名端与第二次级线圈的同名端之间跨接一个电容。

本发明的正交相位产生网络可以拆成两个单端网络，其核心为两个变压器TF1和TF2。每个变压器的主级和次级线圈之间都跨接电容，通过将线圈拆分并跨接电容以增加电容，与传统结构相比可以使网络极点个数增加，以达到增大带宽的目的。

所述第一变压器TF1的第一主级线圈和第一次级线圈都拆成n+1段，其中，n为大于2的正偶数，第一主级线圈包括n个端口，第一次级线圈包括n个端口，第一主级线圈的第1个端口至第个端口分别与第一次级线圈的第个端口至第n个端口通过跨接电容连接；第一主级线圈的第个端口至第n个端口分别与第一次级线圈的第1个端口至第个端口通过跨接电容连接；

所述第二变压器TF2的第二主级线圈和第二次级线圈都拆成n+1段，其中，n为大于2的正偶数，第二主级线圈包括n个端口，第二次级线圈包括n个端口，第二主级线圈的第1个端口至第个端口分别与第二次级线圈的第个端口至第n个端口通过跨接电容连接；第二主级线圈的第个端口至第n个端口分别与第二次级线圈的第1个端口至第个端口通过跨接电容连接；

所述第一主级线圈的同名端与第二主级线圈的同名端之间跨接一个电容C1，所述电容C1的两端作为I路输出端口VI；

所述第一主级线圈的异名端与第二主级线圈的异名端之间跨接一个电容C2，所述电容C2的两端作为Q路输出端口VQ；

所述第一次级线圈的同名端与第二次级线圈的异名端之间跨接一个电容C3，所述电容C3的两端作为输入端口VIN；

所述第一次级线圈的异名端与第二次级线圈的同名端之间跨接一个电容C4，所述电容C4的两端作为隔离端口ISO。

每个变压器的主级和次级线圈都拆成n+1段，每个线圈产生n个节点，将这n个节点定义为端口，主级线圈的n个端口与次级线圈的n个端口之间跨接电容，共计n个电容，正交生成网络总共包括2n个端口、n个内部端口电容，通过将线圈拆分并跨接电容以增加电容，与传统结构相比可以使网络极点个数增加，以达到增大带宽的目的。

优选的，所述第一单端网络分两层布置，其俯视图呈正八边形；第二单端网络分两层布置，其俯视图呈八边形；所述第一单端网络与所述第二单端网络嵌套叠加，其俯视图呈正八边形。

优选的，所述正交相位产生网络基于硅基CMOS工艺实现，所述正交相位产生网络包括上层、中间层和下层，第一主级线圈的同名端到第一主级线圈的中点之间的线圈布置在中间层，且其第1个端口至第个端口位于中间层；第一主级线圈的中点到第一主级线圈的异名端之间的线圈布置在上层，且其第个端口到第n个端口位于上层；第一次级线圈的同名端到第一次级线圈的中点之间的线圈布置在上层，且其第1个端口至第个端口位于上层；第一次级线圈的中点到第一次级线圈的异名端之间的线圈布置在中间层，且其第个端口到第n个端口位于中间层；

第二主级线圈的同名端到第二主级线圈的中点之间的线圈布置在上层，且其第1个端口至第个端口位于上层；第二主级线圈的中点到第二主级线圈的异名端之间的线圈布置在中间层，且其第个端口到第n个端口位于中间层；第二次级线圈的同名端到第二次级线圈的中点之间的线圈布置在上层，且其第1个端口至第个端口位于上层；第二次级线圈的中点到第二次级线圈的异名端之间的线圈布置在中间层，且其第个端口到第n个端口位于中间层；

其中，所述下层用于第一主级线圈、第一次级线圈、第二主级线圈以及第二次级线圈之间的电容走线排布。

将两个变压器TF1和TF2进行叠加嵌套，将变压器的一部分线圈布置与上层，另一部分布置与中间层，一方面嵌套方式相对于平铺方式可以减小网络面积，另一方面嵌套方式可以提高线圈之间的耦合系数，降低插损。嵌套后的网络类似一个具有4圈的变压器。

优选的，所述第一变压器TF1在上层和中间层的走线俯视图为正八边形。

优选的，所述第二变压器TF2在上层和中间层的走线俯视图为正八边形。

优选的，所述第一变压器TF1在上层和中间层的走线形成的正八边形与所述第二变压器TF2在上层和中间层的走线形成的正八边形叠加嵌套形成一个新的正八边形。

为了提高对称性，变压器的线圈的走线完全按照正八边形走线，且上层和下层金属尽量重合走线，一方面是能够减少面积，另一方面这样可以进一步提高变压器的耦合系数，进而减小网络插损。由于上层和中间层的金属特性不一致，为了使正交相位产生网络完全对称，采用第一变压器TF1的线圈的一半布置于上层，另一半布置于中间层，第二变压器TF2的线圈的一半布置于上层，另一半布置于中间层。

优选的，所述上层的厚度为2um～4um，所述中间层的厚度为0.5um～1.5um。

优选的，所述第一变压器TF1的第一主级线圈和第一次级线圈都拆成5段，所述第一变压器TF1的第一主级线圈和第一次级线圈都拆成5段，第一主级线圈包括端口1a、端口1b、端口4b以及端口4a，第一次级线圈包括端口5a、端口5b、端口8b以及端口8a，所述端口1a与端口8b之间、端口1b与端口8a之间、端口4b与端口5a之间以及端口4a与端口5b之间均跨接一个电容；

所述第二变压器TF2的第二主级线圈和第二次级线圈都拆成5段，第二主级线圈包括端口2a、端口2b、端口3b以及端口3a，第二次级线圈包括端口7a、端口7b、端口6b以及端口6a，所述端口2a与端口6b之间、端口2b与端口6a之间、端口3b与端口7a之间以及端口3a与端口7b之间均跨接一个电容。

优选的，所述第一主级线圈的端口1a和端口1b位于中间层；第一主级线圈的端口4b和端口4a位于上层；第一次级线圈的端口5a和端口5b位于上层；第一次级线圈的端口8b和端口8a位于中间层；

第二主级线圈的端口2a和端口2b位于上层；第二主级线圈的端口3b和端口3a位于中间层；第二次级线圈的端口7a和端口7b位于上层；第二次级线圈的端口6b和端口6a位于中间层。

本发明的优点在于：

(1)本发明通过将正交相位产生网络中每个单端网络的变压器的主级线圈和次级线圈之间跨接电容，同时变压器TF1和变压器TF2的之间也跨接电容，以增加电容，与传统结构相比可以使网络极点个数增加，以达到增大带宽的目的。

(2)本发明的正交相位产生网络的实现使差分结构，可以拆成两个单端网络，其核心为两个变压器TF1和TF2相互嵌套，通过将两个单端网络、叠加后，正交生成网络面积与一个4圈变压器面积相当，保证了片上布局的紧凑性，减少网络面积。，另一方面嵌套叠加的方式可以提高线圈之间的耦合系数，降低插损。

(3)本发明中的变压器线圈仅仅由上层和中间层两层金属构成，考虑到线圈的内部端口与电容的走线还需要增加一层金属，因此本发明中的网络部分仅需要3层金属即可，所需金属层较少。

(4)本发明的变压器的线圈的走线完全按照正八边形走线，且上层和下层金属尽量重合走线，一方面是能够减少面积，另一方面这样可以进一步提高变压器的耦合系数，进而减小网络插损。

(5)采用第一变压器TF1的线圈的一半布置于上层，另一半布置于中间层，第二变压器TF2的线圈的一半布置于上层，另一半布置于中间层，提高了正交相位产生网络的对称性。

附图说明

图1为现有技术中传统的基于变压器的正交相位产生网络的单端形式原理图；

图2为现有技术中传统的基于变压器的正交相位产生网络的差分形式原理图；

图3为本发明实施例所公开的一种基于变压器的宽带正交相位产生网络的原理图；

图4为本发明实施例所公开的一种基于变压器的宽带正交相位产生网络的电路板结构示意图；

图5为本发明实施例所公开的一种基于变压器的宽带正交相位产生网络中第一变压器组成的单端网络的电路板结构示意图；

图6为本发明实施例所公开的一种基于变压器的宽带正交相位产生网络中第一变压器组成的单端网络的电路板的中间层结构示意图；

图7为本发明实施例所公开的一种基于变压器的宽带正交相位产生网络中第一变压器组成的单端网络的电路板的上层结构示意图；

图8为本发明实施例所公开的一种基于变压器的宽带正交相位产生网络中第二变压器组成的单端网络的电路板结构示意图；

图9为本发明实施例所公开的一种基于变压器的宽带正交相位产生网络中第二变压器组成的单端网络的电路板的上层结构示意图；

图10为本发明实施例所公开的一种基于变压器的宽带正交相位产生网络中第二变压器组成的单端网络的电路板的中间层结构示意图；

图11为本发明实施例所公开的一种基于变压器的宽带正交相位产生网络与现有技术的传统结构的仿真结果对比图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

一种基于变压器的宽带正交相位产生网络，一种基于变压器的宽带正交相位产生网络，包括第一单端网络和第二单端网络，所述第一单端网络包括第一变压器TF1，所述第二单端网络包括第二变压器TF2，所述第一变压器TF1的第一主级线圈和第一次级线圈之间跨接若干个电容，所述第二变压器TF2的第二主级线圈和第二次级线圈之间跨接若干个电容，所述第一主级线圈的同名端与第二主级线圈的同名端之间跨接一个电容，所述第一主级线圈的异名端与第二主级线圈的异名端之间跨接一个电容，所述第一次级线圈的同名端与第二次级线圈的异名端之间跨接一个电容，所述第一次级线圈的异名端与第二次级线圈的同名端之间跨接一个电容。

其中，电容的具体跨接方式为：所述第一变压器TF1的第一主级线圈和第一次级线圈都拆成n+1段，其中，n为大于2的正偶数，第一主级线圈包括n个端口，第一次级线圈包括n个端口，第一主级线圈的第1个端口至第个端口分别与第一次级线圈的第个端口至第n个端口通过跨接电容连接；第一主级线圈的第个端口至第n个端口分别与第一次级线圈的第1个端口至第个端口通过跨接电容连接；

所述第二变压器TF2的第二主级线圈和第二次级线圈都拆成n+1段，其中，n为大于2的正偶数，第二主级线圈包括n个端口，第二次级线圈包括n个端口，第二主级线圈的第1个端口至第个端口分别与第二次级线圈的第个端口至第n个端口通过跨接电容连接；第二主级线圈的第个端口至第n个端口分别与第二次级线圈的第1个端口至第个端口通过跨接电容连接；

所述第一主级线圈的同名端与第二主级线圈的同名端之间跨接一个电容C1，所述电容C1的两端作为I路输出端口VI；

所述第一主级线圈的异名端与第二主级线圈的异名端之间跨接一个电容C2，所述电容C2的两端作为Q路输出端口VQ；

所述第一次级线圈的同名端与第二次级线圈的异名端之间跨接一个电容C3，所述电容C3的两端作为输入端口VIN；

所述第一次级线圈的异名端与第二次级线圈的同名端之间跨接一个电容C4，所述电容C4的两端作为隔离端口ISO。

所述第一单端网络分两层布置，其俯视图呈正八边形；第二单端网络分两层布置，其俯视图呈八边形；所述第一单端网络与所述第二单端网络嵌套叠加，其俯视图呈正八边形。，需要说明的是，这里提到的正八边形以及八边形是类似正八边形和八边形，并不是严格意义上的正八边形，只是为了网络之间走线尽量重叠以使网络面积减小而设计的走线形状，其他为了减小网络面积而设定的走线叠加形状都在本申请保护范围之内，例如四边形，六边形，异形结构等。其中，第一单端网络和第二单端网络具体的分层设置方式为：所述正交相位产生网络基于硅基CMOS工艺实现。工艺包括M1-M9共计9层金属，所述正交相位产生网络使用了包括上层、中间层和下层其中上层、中间层以及下层均为金属，本发明中，上层金属为M9层、中间层金属为M8层和下层金属为M7层，共计3层金属，其中变压器部分由2种金属M8和M9组成，其中M9为顶层金属，厚度为3um。M8为次顶层金属，厚度为1um。变压器的线宽为4um，中心间距为8um，最内圈的直径为26um，最外圈直径为82um(X轴方向)和66um(Y轴方向)。,

第一主级线圈的同名端到第一主级线圈的中点之间的线圈布置在中间层，且其第1个端口至第个端口位于中间层；第一主级线圈的中点到第一主级线圈的异名端之间的线圈布置在上层，且其第个端口到第n个端口位于上层；第一次级线圈的同名端到第一次级线圈的中点之间的线圈布置在上层，且其第1个端口至第个端口位于上层；第一次级线圈的中点到第一次级线圈的异名端之间的线圈布置在中间层，且其第个端口到第n个端口位于中间层；

第二主级线圈的同名端到第二主级线圈的中点之间的线圈布置在上层，且其第1个端口至第个端口位于上层；第二主级线圈的中点到第二主级线圈的异名端之间的线圈布置在中间层，且其第个端口到第n个端口位于中间层；第二次级线圈的同名端到第二次级线圈的中点之间的线圈布置在上层，且其第1个端口至第个端口位于上层；第二次级线圈的中点到第二次级线圈的异名端之间的线圈布置在中间层，且其第个端口到第n个端口位于中间层；

其中，所述下层用于第一主级线圈、第一次级线圈、第二主级线圈以及第二次级线圈之间的电容走线排布。

如图3所示，本发明提供的正交相位产生网络在一具体实施方式中，所述第一变压器TF1的第一主级线圈和第一次级线圈都拆成5段，图3中第一主级线圈为位于图中左上方的线圈，第一次级线圈为位于左下方的线圈，所述第一变压器TF1的第一主级线圈和第一次级线圈都拆成5段，第一主级线圈包括端口1a、端口1b、端口4b以及端口4a，第一次级线圈包括端口5a、端口5b、端口8b以及端口8a，所述端口1a与端口8b之间、端口1b与端口8a之间、端口4b与端口5a之间以及端口4a与端口5b之间均跨接一个电容；

所述第二变压器TF2的第二主级线圈和第二次级线圈都拆成5段，图3中第二主级线圈为位于图中右上方的线圈，第二次级线圈为位于右下方的线圈，第二主级线圈包括端口2a、端口2b、端口3b以及端口3a，第二次级线圈包括端口7a、端口7b、端口6b以及端口6a，所述端口2a与端口6b之间、端口2b与端口6a之间、端口3b与端口7a之间以及端口3a与端口7b之间均跨接一个电容。

所述第一主级线圈的同名端与第二主级线圈的同名端之间跨接一个电容C1，所述电容C1的两端作为I路输出端口VI；

所述第一主级线圈的异名端与第二主级线圈的异名端之间跨接一个电容C2，所述电容C2的两端作为Q路输出端口VQ；

所述第一次级线圈的同名端与第二次级线圈的异名端之间跨接一个电容C3，所述电容C3的两端作为输入端口VIN；

所述第一次级线圈的异名端与第二次级线圈的同名端之间跨接一个电容C4，所述电容C4的两端作为隔离端口ISO。图中，k1是第一单端网络的耦合系数和k2是第二单端网络的耦合系数。

如图4所示，是两个单端网络叠加在一起时的示意图，图中虚线箭头表示端口位于M8层，实线箭头表示端口位于M9层，黑色填充的矩形方块表示上层和中间层之间的连接结点，连接结点分别用t、u、v、w表示。所述第一主级线圈的端口1a和端口1b位于中间层；第一主级线圈的端口4b和端口4a位于上层；第一次级线圈的端口5a和端口5b位于上层；第一次级线圈的端口8b和端口8a位于中间层；

第二主级线圈的端口2a和端口2b位于上层；第二主级线圈的端口3b和端口3a位于中间层；第二次级线圈的端口7a和端口7b位于上层；第二次级线圈的端口6b和端口6a位于中间层。

正交相位产生网络可以拆成2个单端形式，分别由第一变压器TF1和端口电容C5-C8组成，以及第二变压器TF2和端口电容C9-C12组成，分别如图5-图10所示。其中第一变压器TF1的第一主级线圈从其同名端1开始，依次经过端口1a、端口1b、端口4b和端口4a，然后到达异名端4结束，其中第一主级线圈的同名端1途经端口1a、端口1b到达第一主级线圈的中心点这段走线按照图5示的正八边形走向布置在M8层，然后第一主级线圈的中心点经端口4b和端口4a达到异名端4这段走线布置在M9层。第一变压器TF1的第一次级线圈从其同名端5开始，依次经过端口5a、端口5b、端口8b和端口8a，然后到第一次级线圈的异名端8结束，其中，第一次级线圈的同名端5途经端口5a、端口5b到达第一次级线圈的中心点这段走线按照图示的正八边形走向布置在M9层，然后第一次级线圈的中心点经端口8b和端口8a达到异名端8这段走线布置在M8层。如图6和图7所示，分别是第一变压器TF1和端口电容C5-C8组成的单端网络中上层和中间层走线的示意图，图6和图7叠加形成图5所示的正八边形。

第一变压器TF1的端口电容C5分别连接端口5a和端口4b；端口电容C6分别连接端口1a和端口8b；端口电容C7分别连接端口8a和端口1b；端口电容C8分别连接端口4a和端口5b；

同理，如图7所示，第二变压器TF2的第二主级线圈从其同名端2开始，依次经过端口2a、端口2b、端口3b和端口3a，然后到达其异名端3结束。其中第二主级线圈的同名端2途经端口2a、端口2b到达第二主级线圈的中心点这段走线按照图示的正八边形走向布置在M9层，然后第二主级线圈的中心点经端口3b和端口3a达到异名端3这段走线布置在M8层。

第二变压器TF2的第二次级线圈从其异名端6开始，依次经过端口6a、端口6b、端口7b和端口7a，然后到达其同名端7结束。其中第二次级线圈的异名端6途经端口6a、端口6b到达第二次级线圈的中心点这段走线按照图示的正八边形走向布置在M9层，然后第二次级线圈的中心点经端口7b和端口7a达到其同名端7这段走线布置在M8层。如图8和图9所示，分别为第二变压器TF2和端口电容C9-C12组成的单端网络中上层和中间层走线的示意图，图8和图9上下叠加形成图7所示的正八边形，其中叠加方式是图8中连接结点V与W与图9中连接结点V与W对齐，然后连接结点上下的走线尽量重合。

第二变压器TF2的端口电容C9分别连接端口3a和端口7b；端口电容C10分别连接端口2a和端口6b；端口电容C11分别连接端口7a和端口3b；端口电容C12分别连接端口6a和端口2b。

需要说明的是，本发明的线圈的走线完全按照正八边形走线，且上层和下层金属尽量重合走线，一方面是能够减少面积，另一方面这样可以进一步提高变压器的耦合系数，进而减小网络插损。由于上层和中间层的金属特性不一致，为了使正交相位产生网络完全对称，采用第一变压器TF1的线圈的一半布置于上层，另一半布置于中间层，第二变压器TF2的线圈的一半布置于上层，另一半布置于中间层。如图4所示，所述第一变压器TF1在上层和中间层的走线俯视图为正八边形，所述第二变压器TF2在上层和中间层的走线俯视图为正八边形。所述第一变压器TF1在上层和中间层的走线形成的正八边形与所述第二变压器TF2在上层和中间层的走线形成的正八边形叠加嵌套形成一个新的正八边形，其中叠加嵌套是指在上述叠加方式已经叠加形成图5所述的正八边形的单端网络以及图8所示的正八边形的单端网络以后，将图8的正八边形移入图5所示的正八边形的区域内，并且走线尽量多的重合以保证走线面积小，最终形成图4所示的新的正八边形。

如图11所示，给出传统结构和本发明结构的仿真对比，可以看出本发明的正交生成网络的正交相位的波动较小，误差较小。如果以正交相位误差小于±3°为可以接受的工作频段范围，本发明的正交生成网络的工作频段范围从25GHz至50GHz，工作频段远远大于传统结构。

通过以上技术方案，本发明公开的一种基于变压器的宽带正交相位产生网络具有工作频带宽，网络面积小，对称性强的优点，它通过将正交相位产生网络中变压器的线圈拆分并在各个端口之间跨接电容以增加电容，与传统结构相比可以使网络极点个数增加，以达到增大带宽的目的，采用差分结构，可以拆成两个单端网络，其核心为两个变压器TF1和TF2相互嵌套，通过将两个单端网络、叠加后，正交生成网络面积与一个4圈变压器面积相当，保证了片上布局的紧凑性，减少网络面积，另一方面嵌套叠加的方式可以提高线圈之间的耦合系数，降低插损。

以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种基于变压器的宽带正交相位产生网络，其特征在于，包括第一单端网络和第二单端网络，所述第一单端网络包括第一变压器TF1，所述第二单端网络包括第二变压器TF2，所述第一变压器TF1的第一主级线圈和第一次级线圈之间跨接若干个电容，所述第二变压器TF2的第二主级线圈和第二次级线圈之间跨接若干个电容，所述第一主级线圈的同名端与第二主级线圈的同名端之间跨接一个电容，所述第一主级线圈的异名端与第二主级线圈的异名端之间跨接一个电容，所述第一次级线圈的同名端与第二次级线圈的异名端之间跨接一个电容，所述第一次级线圈的异名端与第二次级线圈的同名端之间跨接一个电容。

2.根据权利要求1所述的一种基于变压器的宽带正交相位产生网络，其特征在于，所述第一变压器TF1的第一主级线圈和第一次级线圈都拆成n+1段，其中，n为大于2的正偶数，第一主级线圈包括n个端口，第一次级线圈包括n个端口，第一主级线圈的第1个端口至第个端口分别与第一次级线圈的第个端口至第n个端口通过跨接电容连接；第一主级线圈的第个端口至第n个端口分别与第一次级线圈的第1个端口至第个端口通过跨接电容连接；

所述第二变压器TF2的第二主级线圈和第二次级线圈都拆成n+1段，其中，n为大于2的正偶数，第二主级线圈包括n个端口，第二次级线圈包括n个端口，第二主级线圈的第1个端口至第个端口分别与第二次级线圈的第个端口至第n个端口通过跨接电容连接；第二主级线圈的第个端口至第n个端口分别与第二次级线圈的第1个端口至第个端口通过跨接电容连接；

所述第一主级线圈的同名端与第二主级线圈的同名端之间跨接一个电容C1，所述电容C1的两端作为I路输出端口VI；

所述第一主级线圈的异名端与第二主级线圈的异名端之间跨接一个电容C2，所述电容C2的两端作为Q路输出端口VQ；

所述第一次级线圈的同名端与第二次级线圈的异名端之间跨接一个电容C3，所述电容C3的两端作为输入端口VIN；

所述第一次级线圈的异名端与第二次级线圈的同名端之间跨接一个电容C4，所述电容C4的两端作为隔离端口ISO。

3.根据权利要求1所述的一种基于变压器的宽带正交相位产生网络，其特征在于，所述第一单端网络分两层布置，其俯视图呈正八边形；第二单端网络分两层布置，其俯视图呈八边形；所述第一单端网络与所述第二单端网络嵌套叠加，其俯视图呈正八边形。

4.根据权利要求2所述的一种基于变压器的宽带正交相位产生网络，其特征在于，所述正交相位产生网络基于硅基CMOS工艺实现，所述正交相位产生网络包括上层、中间层和下层，第一主级线圈的同名端到第一主级线圈的中点之间的线圈布置在中间层，且其第1个端口至第个端口位于中间层；第一主级线圈的中点到第一主级线圈的异名端之间的线圈布置在上层，且其第个端口到第n个端口位于上层；第一次级线圈的同名端到第一次级线圈的中点之间的线圈布置在上层，且其第1个端口至第个端口位于上层；第一次级线圈的中点到第一次级线圈的异名端之间的线圈布置在中间层，且其第个端口到第n个端口位于中间层；

第二主级线圈的同名端到第二主级线圈的中点之间的线圈布置在上层，且其第1个端口至第个端口位于上层；第二主级线圈的中点到第二主级线圈的异名端之间的线圈布置在中间层，且其第个端口到第n个端口位于中间层；第二次级线圈的同名端到第二次级线圈的中点之间的线圈布置在上层，且其第1个端口至第个端口位于上层；第二次级线圈的中点到第二次级线圈的异名端之间的线圈布置在中间层，且其第个端口到第n个端口位于中间层；

其中，所述下层用于第一主级线圈、第一次级线圈、第二主级线圈以及第二次级线圈之间的电容走线排布。

5.根据权利要求4所述的一种基于变压器的宽带正交相位产生网络，其特征在于，所述第一变压器TF1在上层和中间层的走线俯视图为正八边形。

6.根据权利要求5所述的一种基于变压器的宽带正交相位产生网络，其特征在于，所述第二变压器TF2在上层和中间层的走线俯视图为正八边形。

7.根据权利要求6所述的一种基于变压器的宽带正交相位产生网络，其特征在于，所述第一变压器TF1在上层和中间层的走线形成的正八边形与所述第二变压器TF2在上层和中间层的走线形成的正八边形叠加嵌套形成一个新的正八边形。

8.根据权利要求4所述的一种基于变压器的宽带正交相位产生网络，其特征在于，所述上层的厚度为2um～4um，所述中间层的厚度为0.5um～1.5um。

9.根据权利要求4所述的一种基于变压器的宽带正交相位产生网络，其特征在于，所述第一变压器TF1的第一主级线圈和第一次级线圈都拆成5段，所述第一变压器TF1的第一主级线圈和第一次级线圈都拆成5段，第一主级线圈包括端口1a、端口1b、端口4b以及端口4a，第一次级线圈包括端口5a、端口5b、端口8b以及端口8a，所述端口1a与端口8b之间、端口1b与端口8a之间、端口4b与端口5a之间以及端口4a与端口5b之间均跨接一个电容；

所述第二变压器TF2的第二主级线圈和第二次级线圈都拆成5段，第二主级线圈包括端口2a、端口2b、端口3b以及端口3a，第二次级线圈包括端口7a、端口7b、端口6b以及端口6a，所述端口2a与端口6b之间、端口2b与端口6a之间、端口3b与端口7a之间以及端口3a与端口7b之间均跨接一个电容。

10.根据权利要求9所述的一种基于变压器的宽带正交相位产生网络，其特征在于，所述第一主级线圈的端口1a和端口1b位于中间层；第一主级线圈的端口4b和端口4a位于上层；第一次级线圈的端口5a和端口5b位于上层；第一次级线圈的端口8b和端口8a位于中间层；

第二主级线圈的端口2a和端口2b位于上层；第二主级线圈的端口3b和端口3a位于中间层；第二次级线圈的端口7a和端口7b位于上层；第二次级线圈的端口6b和端口6a位于中间层。