CN117497989B - 功率分配器及一种电子设备 - Google Patents

Abstract

本申请提出一种功率分配器及一种电子设备，功率分配器包括：第一功率分配模块、第二功率分配模块、第一信号传输线以及第二信号传输线；其中，第一功率分配模块连接有第一信号传输线，第二功率分配模块连接有第二信号传输线；第一信号传输线与第二信号传输线交叉产生第一线路交叉点，第一信号传输线与第二信号传输线由带状线实现；第一信号传输线、第二信号传输线至少包括：第一金属层、第三金属层，以及设置于第一金属层与第三金属层之间的第二金属层；至少部分第三金属层构成第一信号传输线，至少部分第一金属层构成第二信号传输线，第三金属层及第一金属层在第二金属层上的正投影的重叠部分构成第一线路交叉点；第二金属层接地。

Description

功率分配器及一种电子设备

技术领域

本申请涉及集成电路技术领域，尤其涉及一种功率分配器及一种电子设备。

背景技术

随着无线通信系统的快速发展，射频电路在无线通信领域中的应用逐渐增加。功率分配器作为射频系统的重要模块，其相关技术也得到了广泛而深入的研究。随着通信系统进入多通道的发展趋势，对多路功率分配器的需求逐渐增加，同时，为了实现各通道之间能够独立运行，对于功率分配器也提出来隔离度高的要求。但是，目前的功率分配器隔离度较低，无法满足多通道通信系统的工作。

发明内容

本申请提供一种功率分配器及一种电子设备，以解决现有集成电路技术中功率分配器隔离度较低的技术问题。

第一方面，提供一种功率分配器，所述功率分配器包括：第一功率分配模块、第二功率分配模块、第一信号传输线以及第二信号传输线；其中，所述第一功率分配模块连接有第一信号传输线，所述第二功率分配模块连接有第二信号传输线；所述第一信号传输线与所述第二信号传输线交叉产生第一线路交叉点，所述第一信号传输线与所述第二信号传输线由带状线实现；所述第一信号传输线、所述第二信号传输线至少包括：第一金属层、第三金属层，以及设置于所述第一金属层与所述第三金属层之间的第二金属层；至少部分所述第三金属层构成所述第一信号传输线，至少部分所述第一金属层构成所述第二信号传输线，所述第三金属层及所述第一金属层在所述第二金属层上的正投影的重叠部分构成所述第一线路交叉点；所述第二金属层接地。

结合第一方面，在一种可能的实现方式中，至少部分所述第二金属层构成所述第一信号传输线，所述第一金属层与所述第三金属层接地。

结合第一方面，在一种可能的实现方式中，所述第一信号传输线包括第一信号输入线与第一信号输出线，所述第一功率分配模块还包括至少一个一分二功率分配器，所述第一信号输入线与所述至少一个一分二功率分配器的输入端连接，所述第一信号输出线所述至少一个一分二功率分配器的输出端连接。

结合第一方面，在一种可能的实现方式中，所述至少一个一分二功率分配器中的任意一个一分二功率分配器包括：第一电感L1、第二电感L2、第三电感L3、第一电容C1、第二电容C2以及第一电阻R1；所述第一电感L1的第一端与所述第一电容C1的第一端、所述第一信号输入线连接，所述第一电容C1的第二端接地，所述第一电感L1的第二端与所述第二电感L2的第一端、所述第三电感L3的第一端连接，所述第二电感L2的第二端与所述第二电容C2的第一端、所述第一信号输出线连接，所述第三电感L3的第二端与所述第一电阻R1的第一端、第一信号输出线连接，所述第二电容C2的第二端与所述第一电阻R1的第二端连接。

结合第一方面，在一种可能的实现方式中，所述第二电感L2、所述第三电感L3为片上螺旋电感。

结合第一方面，在一种可能的实现方式中，所述第一信号传输线还包括第一回地电感，所述第一回地电感的第一端接地，所述第一回地电感的第二端与所述第一信号输入线连接。

结合第一方面，在一种可能的实现方式中，所述第一信号传输线还包括第二回地电感与第一补偿线，所述第二回地电感的第一端接地，所述第二回地电感的第二端与所述第一补偿线的第一端连接，所述第一补偿线的第二端与所述第一信号输入线连接。

结合第一方面，在一种可能的实现方式中, 所述第二信号传输线包括第二信号输入线与第二信号输出线，所述第二功率分配模块还包括至少一个一分二功率分配器，所述第二信号输入线与所述至少一个一分二功率分配器的输入端连接，所述第二信号输出线与所述至少一个一分二功率分配器的输出端连接。

结合第一方面，在一种可能的实现方式中, 所述第一信号传输线与所述第二信号传输线对齐设置。

第二方面，提供一种电子设备，所述电子设备包括第一方面所述的功率分配器，所述功率分配器包括：第一功率分配模块、第二功率分配模块、第一信号传输线以及第二信号传输线；其中，所述第一功率分配模块连接有第一信号传输线，所述第二功率分配模块连接有第二信号传输线；所述第一信号传输线与所述第二信号传输线交叉产生第一线路交叉点，所述第一信号传输线与所述第二信号传输线由带状线实现；所述第一信号传输线、所述第二信号传输线至少包括：第一金属层、第三金属层，以及设置于所述第一金属层与所述第三金属层之间的第二金属层；至少部分所述第三金属层构成所述第一信号传输线，至少部分所述第一金属层构成所述第二信号传输线，所述第三金属层及所述第一金属层在所述第二金属层上的正投影的重叠部分构成所述第一线路交叉点；所述第二金属层接地。

结合第二方面，在一种可能的实现方式中，至少部分所述第二金属层构成所述第一信号传输线，所述第一金属层与所述第三金属层接地。

结合第二方面，在一种可能的实现方式中，所述第一信号传输线包括第一信号输入线与第一信号输出线，所述第一功率分配模块还包括至少一个一分二功率分配器，所述第一信号输入线与所述至少一个一分二功率分配器的输入端连接，所述第一信号输出线所述至少一个一分二功率分配器的输出端连接。

结合第二方面，在一种可能的实现方式中，所述至少一个一分二功率分配器中的任意一个一分二功率分配器包括：第一电感L1、第二电感L2、第三电感L3、第一电容C1、第二电容C2以及第一电阻R1；所述第一电感L1的第一端与所述第一电容C1的第一端、所述第一信号输入线连接，所述第一电容C1的第二端接地，所述第一电感L1的第二端与所述第二电感L2的第一端、所述第三电感L3的第一端连接，所述第二电感L2的第二端与所述第二电容C2的第一端、所述第一信号输出线连接，所述第三电感L3的第二端与所述第一电阻R1的第一端、第一信号输出线连接，所述第二电容C2的第二端与所述第一电阻R1的第二端连接。

结合第二方面，在一种可能的实现方式中，所述第二电感L2、所述第三电感L3为片上螺旋电感。

结合第二方面，在一种可能的实现方式中，所述第一信号传输线还包括第一回地电感，所述第一回地电感的第一端接地，所述第一回地电感的第二端与所述第一信号输入线连接。

结合第二方面，在一种可能的实现方式中，所述第一信号传输线还包括第二回地电感与第一补偿线，所述第二回地电感的第一端接地，所述第二回地电感的第二端与所述第一补偿线的第一端连接，所述第一补偿线的第二端与所述第一信号输入线连接。

结合第二方面，在一种可能的实现方式中, 所述第二信号传输线包括第二信号输入线与第二信号输出线，所述第二功率分配模块还包括至少一个一分二功率分配器，所述第二信号输入线与所述至少一个一分二功率分配器的输入端连接，所述第二信号输出线与所述至少一个一分二功率分配器的输出端连接。

结合第二方面，在一种可能的实现方式中, 所述第一信号传输线与所述第二信号传输线对齐设置。

本申请可以实现如下有益效果：本申请提出一种功率分配器，所述功率分配器包括：第一功率分配模块、第二功率分配模块、第一信号传输线以及第二信号传输线；其中，所述第一功率分配模块连接有第一信号传输线，所述第二功率分配模块连接有第二信号传输线；所述第一信号传输线与所述第二信号传输线交叉产生第一线路交叉点，所述第一信号传输线与所述第二信号传输线由带状线实现；所述第一信号传输线、所述第二信号传输线至少包括：第一金属层、第三金属层，以及设置于所述第一金属层与所述第三金属层之间的第二金属层；至少部分所述第三金属层构成所述第一信号传输线，至少部分所述第一金属层构成所述第二信号传输线，所述第三金属层及所述第一金属层在所述第二金属层上的正投影的重叠部分构成所述第一线路交叉点；所述第二金属层接地。

本申请通过至少部分所述第三金属层构成所述第一信号传输线，至少部分所述第一金属层构成所述第二信号传输线，所述第三金属层及所述第一金属层在所述第二金属层上的正投影的重叠部分构成所述第一线路交叉点；所述第二金属层接地；能够在传输线路交叉的地方有效的以第二金属层实现信号隔离，提升功率分配器的信号隔离度。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。

图1为本申请实施例提供的一种功率分配器的结构示意图；

图2为本申请实施例提供的一种功率分配器的信号传输线的位置关系示意图；

图3为本申请实施例提供的一种功率分配器的信号传输线的位置关系示意图；

图4为本申请实施例提供的一种功率分配器的结构示意图；

图5为本申请实施例提供的一种功率分配器的结构示意图；

图6为本申请实施例提供的一种功率分配器的结构示意图；

图7为本申请实施例提供的一种功率分配器的结构示意图；

图8为本申请实施例提供的一种功率分配器的电路示意图；

图9为本申请实施例提供的一种功率分配器的电路示意图；

图10为本申请实施例提供的一种功率分配器的输入端口反射系数仿真结果图；

图11为本申请实施例提供的一种功率分配器的输出端口反射系数仿真结果图；

图12为本申请实施例提供的一种功率分配器的插入损耗仿真结果图；

图13为本申请实施例提供的一种功率分配器的输出端口之间隔离度的仿真结果图；

图14为本申请实施例提供的一种功率分配器的输出端口之间的相位差图示意图。

附图标记：

10-功率分配器、101-第一功率分配模块、102-第二功率分配模块、103-第一信号传输线、104-第二信号传输线、105-第一线路交叉点、106-第一金属层、107-第二金属层、108-第三金属层；

10111-一分二功率分配器；

1031-第一信号输入线、1032-第一信号输出线、1033-第一回地电感、1034-第一补偿线、1035-第二回地电感；

1041-第二信号输入线、1042-第二信号输出线、1043-第三回地电感、1044-第二补偿线、1045-第四回地电感。

具体实施方式

为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请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申请一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本申请实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本申请的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本申请的范围，而是仅仅表示本申请的选定实施例。基于本申请中的实施例，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，都属于本申请保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。同时，在本申请的描述中，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

在本申请的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该申请产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。

在本申请的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

下面结合附图，对本申请的一些实施方式作详细说明。在不冲突的情况下，下述的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

如图1所示，本申请提出一种功率分配器10，所述功率分配器10包括：第一功率分配模块101、第二功率分配模块102、第一信号传输线103以及第二信号传输线104；其中，所述第一功率分配模块101连接有第一信号传输线103，所述第二功率分配模块102连接有第二信号传输线104；所述第一信号传输线103与所述第二信号传输线104交叉产生第一线路交叉点105，所述第一信号传输线103与所述第二信号传输线104由带状线实现；所述第一信号传输线103、所述第二信号传输线104至少包括：第一金属层106、第三金属层108，以及设置于所述第一金属层106与所述第三金属层108之间的第二金属层107；至少部分所述第三金属层108构成所述第一信号传输线103，至少部分所述第一金属层106构成所述第二信号传输线104，所述第三金属层108及所述第一金属层106在所述第二金属层107上的正投影的重叠部分构成所述第一线路交叉点105；所述第二金属层107接地。

其中，功率分配器10包括第一功率分配模块101、第二功率分配模块102；第一功率分配模块101连接有第一信号传输线103，第二功率分配模块102连接有第二信号传输线104。

具体的，功率分配器10整体结构成对称设置，也即，第一功率分配模块101与第二功率分配模块102对称设置，第一信号传输线103与第二信号传输线104对称设置。第一信号传输线103、第二信号传输线104用于接收与输出信号。功率分配器10整体结构成对称设置能够有效的提升第一信号传输线103与第二信号传输线104的布局紧凑性，降低功率分配器10的整体面积。

其中，所述第一信号传输线103与所述第二信号传输线104交叉产生第一线路交叉点105，所述第一信号传输线103与所述第二信号传输线104由带状线实现。

具体的，此处需要说明的是，第一信号传输线103与第二信号传输线104交叉并不是指第一信号传输线103与第二信号传输线104连通，而是指在第一线路交叉点105处，第一信号传输线103搭叠在第二信号传输线104上或第二信号传输线104搭叠在第一信号传输线103上。

其中，所述第一信号传输线103、所述第二信号传输线104至少包括：第一金属层106、第三金属层108，以及设置于所述第一金属层106与所述第三金属层108之间的第二金属层107；至少部分所述第三金属层108构成所述第一信号传输线103，至少部分所述第一金属层106构成所述第二信号传输线104，所述第三金属层108及所述第一金属层106在所述第二金属层107上的正投影的重叠部分构成所述第一线路交叉点105；所述第二金属层107接地。

具体的，功率分配器10通过多层金属层实现第一信号传输线103与第二信号传输线104的布局。

在一个实施例中，如图2所示，图2为本申请实施例提供的一种功率分配器的信号传输线的位置关系示意图。具体的，图2所示为第一信号传输线103与第二信号传输线104产生交叉时的示意图。

具体的，第一金属层106、第二金属层107、第三金属层108为材质不同的金属层。在实际应用中，第一金属层106、第二金属层107、第三金属层108均可以根据生产工艺的不同选用不同的材质。

其中，至少部分第三金属层108构成第一信号传输线103。至少部分第一金属层106构成第二信号传输线104。

具体的，在第一线路交叉点105处，第一信号传输线103叠于第二信号传输线104上，第一信号传输线103通过第三金属层108构成，第二信号传输线104通过第一金属层106构成，所述第二金属层107为信号参考端； 或，在第一线路交叉点105处，第二信号传输线104叠于第一信号传输线103上，第一信号传输线103通过第一金属层106构成，第二信号传输线104通过第三金属层108构成，第二金属层107为信号参考端。

在本实施例中，在第一金属层106与第三金属层108之间设置有第二金属层107。第二金属层107接地，为所有信号的参考零点，能够有效的隔离第一金属层106与第三金属层108构成的信号传输线，使得信号传输线传输的信号不会相互干扰，大幅度提高功率分配器10的隔离度。

在一个实施例中，如图3所示，图3为本申请实施例提供的一种功率分配器的信号传输线的位置关系示意图。具体的，图3所示为第一信号传输线103与第二信号传输线104未产生交叉时的示意图。在本实施例中，至少部分所述第二金属层107构成所述第一信号传输线103，所述第一金属层106与所述第三金属层108接地。至少部分所述第二金属层107构成所述第二信号传输线104，所述第一金属层106与所述第三金属层108接地。

在本实施例中，在第二金属层107构成信号传输线时，第一金属层106与第三金属层108接地。通过第一金属层106与第三金属层108能够有效的对第二金属层107构成的信号传输线进行隔离，降低信号传输线传输时信号的被干扰程度，大幅度提高功率分配器10的隔离度。

在一个实施例中，如图4所示，图4为本申请实施例提供的一种功率分配器的结构示意图。所述第一信号传输线103包括第一信号输入线1031与第一信号输出线1032，所述第一功率分配模块101还包括至少一个一分二功率分配器，所述第一信号输入线1031与所述至少一个一分二功率分配器的输入端连接，所述第一信号输出线1032与所述至少一个一分二功率分配器的输出端连接。所述第二信号传输线104包括第二信号输入线1041与第二信号输出线1042，所述第二功率分配模块102还包括至少一个一分二功率分配器，所述第二信号输入线1041与所述至少一个一分二功率分配器的输入端连接，所述第二信号输出线1042与所述至少一个一分二功率分配器的输出端连接。

其中，输入功率分配器10的信号通过第一信号传输线103输入到第一功率分配模块101，第一功率分配模块101对输入的信号进行分配，并通过第一信号传输线103将分配后的信号输出。输入功率分配器10的信号通过第二信号传输线104输入到第二功率分配模块102，第二功率分配模块102对输入的信号进行分配，并通过第二信号传输线104将分配后的信号输出。

具体的，输入功率分配器10的信号通过第一信号输入线1031输入到至少一个一分二功率分配器，至少一个一分二功率分配器对输入的信号进行平均分配，并通过第一信号输出线1032将分配后的信号输出。输入功率分配器10的信号通过第二信号输入线1041输入到至少一个一分二功率分配器，至少一个一分二功率分配器对输入的信号进行平均分配，并通过第二信号输出线1042将分配后的信号输出。

具体的，至少一个一分二功率分配器可以是一个多级功率分配器，以至少一个一分二功率分配器具有两级功率分配功能为例进行说明。至少一个一分二功率分配器包括一级功率分配器以及二级功率分配器，一级功率分配器的输入端为至少一个一分二功率分配器的输入端，一级功率分配器的输出端与二级功率分配器的输入端连接，二级功率分配器的输出端为至少一个一分二功率分配器的输出端。输入至少一个一分二功率分配器的信号，通过一级功率分配器进行第一次信号分配，第一次信号分配后的信号通过二级功率分配器进行第二次信号分配。具体的，通过层层递进的方式，将输入信号分为多路子信号。

具体的，一级功率分配器以及二级功率分配器均由一分二功率分配器10111构成。

具体的，输入功率分配器10的信号可以是射频信号。

在一个实施例中，如图5所示，图5为本申请实施例提供的一种功率分配器的结构示意图。所述第一信号传输线103还包括第一回地电感1033，所述第一回地电感1033的第一端接地，所述第一回地电感1033的第二端与所述第一信号输入线1031连接。所述第一信号传输线103还包括第二回地电感1035与第一补偿线1034，所述第二回地电感1035的第一端接地，所述第二回地电感1035的第二端与所述第一补偿线1034的第一端连接，所述第一补偿线1034的第二端与所述第一信号输入线1031连接。

具体的，如图6所示，图6为本申请实施例提供的一种功率分配器的结构示意图。至少一个一分二功率分配器中包含多个一分二功率分配器10111时，第一回地电感1033与第一信号输入线1031的连接处为第二信号输入端口，第二回地电感1035与第一信号输入线1031的连接处为第一信号输入端口。由于第一信号输入端口与第二信号输入端口处于同一水平位置，与第一回地电感1033连接的一分二功率分配器10111、与第二回地电感1035连接的一分二功率分配器10111未处于同一水平线，因此，第二信号输入端口与一分二功率分配器10111之间的第一信号输入线1031长于第一信号输入端口与一分二功率分配器10111之间的第一信号输入线1031，为了保证第一信号输入端口与一分二功率分配器10111之间的信号输入线长度等于第二信号输入端口与一分二功率分配器10111之间的信号输入线，本实施例中，在第二回地电感1035与一分二功率分配器10111之间设置了第一补偿线1034，避免因第一信号输入端口与第二信号输入端口连接的一分二功率分配器10111位置不同导致的输出信号存在相位差与幅度差。

在本实施例中，在功率分配器10的信号输入端加入回地电感，能够使得输入端口实现较优匹配。

在一个实施例中，如图5所示，图5为本申请实施例提供的一种功率分配器的结构示意图。所述第二信号传输线104还包括第三回地电感1043，所述第三回地电感1043的第一端接地，所述第三回地电感1043的第二端与所述第二信号输入线1041连接。所述第二信号传输线104还包括第四回地电感1045与第二补偿线1044，所述第四回地电感1045的第一端接地，所述第四回地电感1045的第二端与所述第二补偿线1044的第一端连接，所述第二补偿线1044的第二端与所述第二信号输入线1041连接。

具体的，如图7所示，图7为本申请实施例提供的一种功率分配器的结构示意图。至少一个一分二功率分配器中包含多个一分二功率分配器10111时，第三回地电感1043与第二信号输入线1041的连接处为第三信号输入端口，第四回地电感1045与第二信号输入线1041的连接处为第四信号输入端口。由于第三信号输入端口与第四信号输入端口处于同一水平位置，与第三回地电感1043连接的一分二功率分配器10111、与第四回地电感1045连接的一分二功率分配器10111未处于同一水平线，因此，第三信号输入端口与一分二功率分配器10111之间的第二信号输入线1041长于第四信号输入端口与一分二功率分配器10111之间的第二信号输入线1041，为了保证第三信号输入端口与一分二功率分配器10111之间的信号输入线长度等于第四信号输入端口与一分二功率分配器10111之间的信号输入线，本实施例中，在第四回地电感1045与一分二功率分配器10111之间设置了第二补偿线1044，避免因第三信号输入端口与第四信号输入端口连接的一分二功率分配器10111位置不同导致的输出信号存在相位差与幅度差。

在本实施例中，在功率分配器10的信号输入端加入回地电感，能够使得输入端口实现较优匹配。

在一个实施例中，图8为本申请实施例提供的一种功率分配器的电路示意图。具体的，图8为一分二功率分配器10111的电路示意图。所述至少一个一分二功率分配器中的任意一个一分二功率分配器10111包括：第一电感L1、第二电感L2、第三电感L3、第一电容C1、第二电容C2以及第一电阻R1；所述第一电感L1的第一端与所述第一电容C1的第一端、所述第一信号输入线1031连接，所述第一电容C1的第二端接地，所述第一电感L1的第二端与所述第二电感L2的第一端、所述第三电感L3的第一端连接，所述第二电感L2的第二端与所述第二电容C2的第一端、所述第一信号输出线1032连接，所述第三电感L3的第二端与所述第一电阻R1的第一端、第一信号输出线1032连接，所述第二电容C2的第二端与所述第一电阻R1的第二端连接。所述第二电感L2、所述第三电感L3为片上螺旋电感。

在本实施例中，第二电感L2、第三电感L3为片上螺旋电感，通过片上螺旋电感替换1/4波长传输线，能够有效的减小电路面积，进而减少功率分配器10的面积；同时输出端口间采用串联RC结构，也即第二电容C2与第一电阻R1串联形式，采用第二电容C2与片上螺旋电感第二电感L2、第三电感L3间产生的互感进行耦合，提高输出端口隔离度。

在一个实施例中，所述第一信号传输线103与所述第二信号传输线104对齐设置。

第一信号传输线103与所述第二信号传输线104对齐设置能够有效的提升第一信号传输线103与第二信号传输线104的布局紧凑性，降低功率分配器10的整体面积。

本申请提出一种功率分配器10，所述功率分配器10包括：第一功率分配模块101、第二功率分配模块102、第一信号传输线103以及第二信号传输线104；其中，所述第一功率分配模块101连接有所述第一信号传输线103，所述第二功率分配模块102连接有所述第二信号传输线104；所述第一信号传输线103与所述第二信号传输线104交叉产生第一线路交叉点105，所述第一信号传输线103与所述第二信号传输线104由带状线实现；所述第一信号传输线103、所述第二信号传输线104至少包括：第一金属层106、第三金属层108，以及设置于所述第一金属层106与所述第三金属层108之间的第二金属层107；至少部分所述第三金属层108构成所述第一信号传输线103，至少部分所述第一金属层106构成所述第二信号传输线104，所述第三金属层108及所述第一金属层106在所述第二金属层107上的正投影的重叠部分构成所述第一线路交叉点105；所述第二金属层107接地。本申请通过至少部分所述第三金属层108构成所述第一信号传输线103，至少部分所述第一金属层106构成所述第二信号传输线104，所述第三金属层108及所述第一金属层106在所述第二金属层107上的正投影的重叠部分构成所述第一线路交叉点105；所述第二金属层107接地；能够在传输线路交叉的地方有效的以第二金属层107实现信号隔离，提升功率分配器10的信号隔离度。

接下来，以20GHz十六路功率分配器对本方案进行说明。

在一个实施例中，如图9所示，图9为本申请实施例提供的一种功率分配器的电路示意图。端口1~端口4为四个信号输入端口、端口5~端口20为十六个信号输出端口、L11~L44为输入端回地电感、PD1~PD12为十二个相同结构的一分二功率分配器、01~28为多条信号传输线。

其中，端口1为第一信号输入端口、端口2为第二信号输入端口、端口3为第三信号输入端口、端口4为第四信号输入端口。

其中，L22为第一回地电感1033、L11为第二回地电感1035、L33为第三回地电感1043、L44为第四回地电感1045；PD1~PD12为一分二功率分配器10111。

其中，信号传输线01、02、05、06、07、08、13、14、17、18、21、22、25、26为第一信号传输线103。信号传输线03、04、09、10、11、12、15、16、19、20、23、24、27、28为第二信号传输线104。

具体的，本实施例中功率分配器为上下对称，左右输出传输线对称布局；第一信号输入端口与第二信号输入端口位于同一水平位置，第三信号输入端口与第四信号输入端口位于同一水平位置。 功率分配器同一侧的输出端口位于同一竖直线上。通过对称布局，能够有效的提升布线紧凑性，降低功率分配器的面积。具体的，通过对称布局功率分配器的长宽分别可以降低到3546㎛与1348㎛。

由于功率分配器为上下对称结构，因此只对从第一信号输入端口与第二信号输入端口输入的信号进行描述。信号从第一信号输入端口与第二信号输入端口分别输入，第一信号输入端口与第二信号输入端口处于同一水平线上；由于一分二功率分配器PD1与一分二功率分配器PD2的位置布局，导致第一信号输入端口距离一分二功率分配器PD1更近，从而导致信号到达一分二功率分配器PD1与一分二功率分配器PD2时产生相位与幅度不一致问题，因此在一分二功率分配器PD1与第一信号输入端口之间插入一段由带状线实现的补偿线，通过曲线布局使得信号传输线01与信号传输线02具有相同长度，从而产生相同的相移；进入一分二功率分配器PD1与一分二功率分配器PD2的信号被等分分配，并通过信号传输线05~08分别进入一分二功率分配器PD5、PD6、PD11以及PD12，进入一分二功率分配器PD5的信号被等分后经过信号传输线13与信号传输线17输出；进入一分二功率分配器PD6的信号被等分后经过信号传输线14与信号传输线18输出。

具体的，不交叉处的信号传输线采用图3所示的布线方式实现，交叉位置处的信号传输线采用图2所示的布线方式实现，大大提高端口之间的隔离度。

在一个实施例中，对20GHz十六路功率分配器进行了验证。如图10-图11所示，图10为本申请实施例提供的一种功率分配器的输入端口反射系数仿真结果图，图11为本申请实施例提供的一种功率分配器的输出端口反射系数仿真结果图，图10-图11表明实施例中的十六路功率分配器通过合理的设计在输入与输出端都达到较好的匹配。如图12所示，图12为本申请实施例提供的一种功率分配器的插入损耗仿真结果图，图12表明实施例中的十六路功率分配器采用两级级联后每一路的插入损耗都在3~3.5dB之间，包括功率分配器结构损耗以及多条传输线损耗，每个输出信号之间幅度差较小。如图13所示，图13为本申请实施例提供的一种功率分配器的输出端口之间隔离度的仿真结果图；图13表明通过合理设计一分二功率分配器以及输出端口信号传输线使得每个输出端口间都存在较好的隔离度。如图14所示，图14为本申请实施例提供的一种功率分配器的输出端口之间的相位差图示意图，图14表明实施例中的十六路功率分配器通过添加输入端口补偿线使得每个输出端口的输出信号相位差在1度以内。

在一个实施例中，本申请还提出一种电子设备，所述电子设备包括图1-图14所述的功率分配器10。

以上所述仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

对于本领域技术人员而言，显然本申请不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本申请的精神或基本特征的情况下，能够以其它的具体形式实现本申请。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的。

Claims (10)

1.一种功率分配器（10），其特征在于，所述功率分配器（10）包括：第一功率分配模块（101）、第二功率分配模块（102）、第一信号传输线（103）以及第二信号传输线（104）；

其中，所述第一功率分配模块（101）连接有所述第一信号传输线（103），所述第二功率分配模块（102）连接有所述第二信号传输线（104）；所述第一信号传输线（103）与所述第二信号传输线（104）交叉产生第一线路交叉点（105），所述第一信号传输线（103）与所述第二信号传输线（104）由带状线实现；

所述第一信号传输线（103）、所述第二信号传输线（104）至少包括：第一金属层（106）、第三金属层（108），以及设置于所述第一金属层（106）与所述第三金属层（108）之间的第二金属层（107）；至少部分所述第三金属层（108）构成所述第一信号传输线（103），至少部分所述第一金属层（106）构成所述第二信号传输线（104），所述第三金属层（108）及所述第一金属层（106）在所述第二金属层（107）上的正投影的重叠部分构成所述第一线路交叉点（105）；所述第二金属层（107）接地。

2.根据权利要求1所述的功率分配器（10），其特征在于，至少部分所述第二金属层（107）构成所述第一信号传输线（103），所述第一金属层（106）与所述第三金属层（108）接地。

3.根据权利要求1所述的功率分配器（10），其特征在于，所述第一信号传输线（103）包括第一信号输入线（1031）与第一信号输出线（1032），所述第一功率分配模块（101）还包括至少一个一分二功率分配器，所述第一信号输入线（1031）与所述至少一个一分二功率分配器的输入端连接，所述第一信号输出线（1032）与所述至少一个一分二功率分配器的输出端连接。

4.根据权利要求3所述的功率分配器（10），其特征在于，所述至少一个一分二功率分配器中的任意一个一分二功率分配器（10111）包括：第一电感L1、第二电感L2、第三电感L3、第一电容C1、第二电容C2以及第一电阻R1；

所述第一电感L1的第一端与所述第一电容C1的第一端、所述第一信号输入线（1031）连接，所述第一电容C1的第二端接地，所述第一电感L1的第二端与所述第二电感L2的第一端、所述第三电感L3的第一端连接，所述第二电感L2的第二端与所述第二电容C2的第一端、所述第一信号输出线（1032）连接，所述第三电感L3的第二端与所述第一电阻R1的第一端、第一信号输出线（1032）连接，所述第二电容C2的第二端与所述第一电阻R1的第二端连接。

5.根据权利要求4所述的功率分配器（10），其特征在于，所述第二电感L2、所述第三电感L3为片上螺旋电感。

6.根据权利要求3所述的功率分配器（10），其特征在于，所述第一信号传输线（103）还包括第一回地电感（1033），所述第一回地电感（1033）的第一端接地，所述第一回地电感（1033）的第二端与所述第一信号输入线（1031）连接。

7.根据权利要求3所述的功率分配器（10），其特征在于，所述第一信号传输线（103）还包括第二回地电感（1035）与第一补偿线（1034），所述第二回地电感（1035）的第一端接地，所述第二回地电感（1035）的第二端与所述第一补偿线（1034）的第一端连接，所述第一补偿线（1034）的第二端与所述第一信号输入线（1031）连接。

8.根据权利要求1所述的功率分配器（10），其特征在于，所述第二信号传输线（104）包括第二信号输入线（1041）与第二信号输出线（1042），所述第二功率分配模块（102）还包括至少一个一分二功率分配器，所述第二信号输入线（1041）与所述至少一个一分二功率分配器的输入端连接，所述第二信号输出线（1042）与所述至少一个一分二功率分配器的输出端连接。

9.根据权利要求1所述的功率分配器（10），其特征在于，所述第一信号传输线（103）与所述第二信号传输线（104）对齐设置。

10.一种电子设备，其特征在于，所述电子设备包括权利要求1-9中任一项所述的功率分配器（10）。