一种移相器及其制作方法、移相器电路和相关产品与流程

本技术实施例涉及通信，尤其涉及一种移相器及其制作方法、移相器电路和相关产品。

背景技术：

1、移相器是一种应用广泛的射频微波器件，用于调节射频信号的相位，广泛应用于各类通信系统中。例如，常用的移相器包括反射式移相器，反射式移相器能够通过反射信号的方式，以使得信号的相位产生偏移。例如，在一些移相器中，可以利用微机电系统(micro-electro-mechanical system，mems)开关的开合，改变传输的信号的移相状态，实现信号的相位调整。mems开关的性能影响着移相器传输信号的相移量、插入损耗等诸多性能参数，受到材料和制作工艺等因素的制约，mems开关的性能难以进一步提高，阻碍了移相器的调制能力的提高。

2、为此，如何提高移相器的调制能力，是目前亟需解决的问题。

技术实现思路

1、本技术实施例提供一种移相器及其制作方法、移相器电路和相关产品，主要目的在于提高移相器的调制能力。

2、为达到上述目的，本技术实施例采用如下技术方案：

3、第一方面，本技术实施例提供一种移相器，该移相器包括耦合线组、第一固定电极、第二固定电极、第一可动电极和第二可动电极。耦合线组包括第一耦合线和第二耦合线，第一耦合线和第二耦合线宽边耦合(broadside coupled)。第一固定电极作为第一耦合线的一部分、且位于第一耦合线的端部，第二固定电极作为第二耦合线的一部分、且位于第二耦合线的端部。第一固定电极和第二固定电极分别位于耦合线组的两端。第一可动电极与第一固定电极层叠设置且具有间隔，第二可动电极与第二固定电极层叠设置且具有间隔。

4、上述实施例所提供的移相器，由第一固定电极与第一可动电极层叠设置且具有间隔，第二固定电极与第二可动电极层叠设置且具有间隔，能够分别实现电容式开关。电容式开关例如是mems开关。而第一固定电极与第一耦合线的端部共用，例如，该端部可以是与第一耦合线的输入输出端相对的另一端。第二固定电极与第二耦合线端部共用，例如，该端部可以是与第二耦合线的输入输出端相对的另一端，且固定电极分别在耦合线组的相对两端，不仅有利于实现移相器的对称设计，还能够使耦合线组的延伸结构与mems开关的固定电极(包括第一固定电极和第二固定电极)实现共用。由此，通过调节mems开关的开合状态，改变mems开关的电容值，即改变耦合线组所形成的耦合电桥的后端的电容大小，从而能够切换移相器传输信号的移相状态。其中，耦合电桥的后端与耦合线的输入输出端相对，可以是指第一耦合线与第一固定电极共用的一端，还可以指第二耦合线用于与第二固定电极共用的一端。由此，无需单独在耦合线的后端设置独立的mems开关，能够有效减少耦合线的长度，继而减少mems开关高频应用的寄生电容，藉此提高移相器的调制能力。

5、在一种可能的实现方式中，在第一偏置电压的作用下，第一可动电极的形状变化，和/或，第一可动电极向第一固定电极移动。第一可动电极和第一固定电极的间隔减小。在第二偏置电压的作用下，第二可动电极的形状变化，和/或，第二可动电极向第二固定电极移动。第二可动电极和第二固定电极的间隔减小。在本实现方式中，在偏置电压的作用下，可动电极与固定电极的间隔发生变化，从而可动电极与固定电极形成的mems开关的电容相应变化，从而使移相器具有不同的移相状态，实现信号的相移。

6、在一种可能的实现方式中，第一耦合线设置在同一平面。在本实现方式中，移相器可以采用层叠结构，第一固定电极与第一耦合线未被复用的其余部位可以同层设置，则能够减少层叠结构的层数，有助于简化移相器的结构复杂度，便于提高移相器的集成度，利于移相器的小型化。并且，层叠结构可以分层制作，整个第一耦合线设置在同一平面，还能够降低移相器的制作成本，提高移相器的制作效率，利于移相器的批量制作。

7、在一种可能的实现方式中，第二耦合线设置在同一平面。在本实现方式中，第二固定电极与第二耦合线未被复用的其余部位可以同层设置，有助于简化移相器的结构复杂度，便于提高移相器的集成度，利于移相器的小型化，还利于移相器的批量制作。

8、在一种可能的实现方式中，第一可动电极和/或第二可动电极位于第一耦合线所在平面和第二耦合线所在平面之间。在本实现方式中，将第一可动电极和/或第二可动电极设置在第一耦合线所在平面和第二耦合线所在平面之间，使可动电极尽量不占用耦合电桥外层的结构，能够提高移相器的集成度，利于移相器的小型化。

9、在一种可能的实现方式中，第一可动电极位于第一耦合线所在平面远离第二耦合线所在平面一侧，和/或，第二可动电极位于第二耦合线所在平面远离第一耦合线所在平面一侧。在本实现方式中，将第一可动电极和/或第二可动电极设置为耦合电桥外层的结构，能够对移相器的结构进行分散设置，不仅能降低移相器的制作难度，利于移相器的批量制作，还能够减少电路结构之间的电学干扰。

10、在一种可能的实现方式中，移相器还包括第一枝节和第二枝节。第一枝节与第一耦合线的另一端电连接。第二枝节与第二耦合线的另一端电连接。第一枝节与第二枝节位于耦合线组的相对两端。在本实现方式中，第一枝节和第二枝节可以作为移相器的匹配枝节，通过分别设置在第一耦合线和第二耦合线的另一端，利用匹配枝节调节移相器的输入和输出阻抗，改善阻抗匹配，降低移相器的插损，从而提高移相器的信号传输效率。

11、在一种可能的实现方式中，第一枝节包括电连接的第一子枝节和第二子枝节，第一子枝节与第一耦合线电连接。第二枝节包括电连接的第三子枝节和第四子枝节，第三子枝节与第二耦合线电连接。沿垂直于从第一子枝节到第二子枝节的方向，第二子枝节的尺寸大于第一子枝节的尺寸。沿垂直于从第三子枝节到第四子枝节的方向，第四子枝节的尺寸大于第三子枝节的尺寸。在本实现方式中，对移相器的匹配枝节(包括第一枝节和第二枝节)的尺寸进行设计，从匹配枝节与耦合线组连接的一端到匹配枝节的末端，匹配枝节的宽度先小后大，通过改变匹配枝节的电抗特性，使移相器的输入和输出阻抗更好地与传输线或负载匹配，从而进一步降低移相器的插损，提高移相器的信号传输效率，还有助于扩展信号带宽，提高移相器的稳定性。

12、在一种可能的实现方式中，第一枝节与第一耦合线同层设置。第二枝节包括电连接的第三子枝节和第五子枝节，第五子枝节与第二耦合线电连接。第三子枝节与第一耦合线同层设置，第五子枝节与第一耦合线所在平面相交。在本实现方式中，将第二枝节中的第三子枝节与第一耦合线同层设置，有利于将移相器更多的电路结构设置在第一耦合线所在的平面，则能够在移相器的叠层结构分层制作的情况下，将大部分电路结构同步制作在一层，从而在一个制作流程中完成大部分电路的图案化制作，以此提高移相器的制作效率。

13、在一种可能的实现方式中，第一枝节与第一耦合线同层设置，第二枝节与第二耦合线同层设置。在本实现方式中，将第一枝节和第二枝节分别与耦合线组中的不同耦合线设置为同层，从而降低提高移相器的集成度，利于移相器的小型化。

14、在一种可能的实现方式中，移相器还包括第三枝节和第四枝节。第三枝节与第一固定电极电连接，第四枝节与第二固定电极电连接。在本实现方式中，设置第三枝节和第四枝节作为移相器的移相枝节，第三枝节和第四枝节能够对移相器的相位进行补偿，或者说对移相器的移相量进行调节，使移相器在传输信号中心频率附近的一定带宽内满足所需的相移量，继而提高移相器的移相精度，保证移相器的性能。

15、在一种可能的实现方式中，移相器还包括第三固定电极、第四固定电极、第五固定电极和第六固定电极。第三固定电极与第一可动电极电连接，第三固定电极与第四固定电极层叠设置且具有间隔。第五固定电极与第二可动电极电连接，第五固定电极与第六固定电极层叠设置且具有间隔。由于第一可动电极与第一固定电极实现mems开关，第二可动电极与第二固定电极实现mems开关，mems开关为电容开关，在本实现方式中，通过设置层叠的第三固定电极与第四固定电极、层叠的第五固定电极与第六固定电极，在移相器中实现为电容，该电容与mems开关的电容之间存在匹配，以此降低移相器的外围匹配与寄生参数，继而提高移相器的性能。

16、在一种可能的实现方式中，第三固定电极与第一可动电极同层设置。或，第四固定电极与第一耦合线同层设置。或，第五固定电极与第二可动电极同层设置。或，第六固定电极与第二耦合线同层设置。在本实现方式中，第四固定电极和第六固定电极可以分别为与第一耦合线和第二耦合线同层的电路，第三固定电极和第四固定电极也可以分别与相应的可动电极同层设置，从而使层叠的第三固定电极与第四固定电极、层叠的第五固定电极与第六固定电极实现的电容为mems开关的共形电容，进一步提高该电容与mems开关的电容之间的匹配性，降低移相器的外围匹配与寄生参数，提高移相器的性能。

17、在一种可能的实现方式中，移相器还包括第一电极线和第二电极线。第一电极线位于第一可动电极所在平面的一侧且与第一可动电极电连接。第二电极线位于第二可动电极所在平面的一侧且与第二可动电极电连接。第一电极线和第二电极线与移相器的参考地电压端电连接。在本实现方式中，利用第一电极线和第二电极线，将第一可动电极和第二可动电极与移相器的参考地电压端电连接，实现mems开关一侧电极的接地，而第一电极线和第二电极线分别位于第一可动电极所在平面和第二可动电极所在平面的一侧，则能够通过对移相器的层叠结构打孔的方式，实现mems开关的接地，有助于减少移相器的尺寸，提高移相器的集成度。

18、在一种可能的实现方式中，移相器还包括第一基板、第二基板和第三基板。第一耦合线和第一固定电极内嵌在第一基板中，第二基板设置在第一耦合线远离第一基板一侧，第一可动电极或第二可动电极设置在第二基板内，第三基板设置在第二基板远离第一基板一侧，第二耦合线和第二固定电极内嵌在第三基板中。在本实现方式中，将移相器设置为层叠结构，将移相器的耦合线组等结构设置在层叠的不同基板中，有助于提高移相器的集成度，利于移相器的小型化，还利于移相器的批量制作。

19、在一种可能的实现方式中，移相器还包括第四基板。第一耦合线、第一固定电极、第一可动电极、第二可动电极、第二耦合线和第二固定电极设置在第四基板内。第一耦合线和第一固定电极同层。第一可动电极或第二可动电极设置在第一耦合线所在平面一侧。第二耦合线和第二固定电极同层，第二固定电极设置在第二可动电极远离第一耦合线所在平面一侧。在本实现方式中，将耦合线、电极等功能结构设置在同层或不同层，且功能结构设置在融合的同一个第四基板中。由此，既能够便于按照不同功能结构设置的位置，分层制作得到移相器，又能够利用基板为融合制作的特性，提高移相器结构的一体性和集成度。

20、在一种可能的实现方式中，在不同状态下第一可动电极与第一固定电极的间距不同，第一可动电极与第一固定电极的最大间距与最小间距的比值小于20。和/或，在不同状态下第二可动电极与第二固定电极的间距不同，第二可动电极与第二固定电极的最大间距与最小间距的比值小于20。在本实现方式中，由于利用第一可动电极与第一固定电极、第二可动电极与第二固定电极分别实现为mems开关，通过调节mems开关的开合状态，能够直接改变耦合线组所形成的耦合电桥的后端的电容大小，切换移相器传输信号的移相状态，实现移相调制，无需将mems开关与其他电容并联共同调节信号的移相状态，以此，mems开关能够以较小的电容比实现移相调制，mems开关的两个极板(例如第一可动电极与第一固定电极)之间的最大间距与最小间距的比值也可以设置在较小的范围内，从而能够降低mems开关的制作难度，减少mems开关的尺寸。

21、在一种可能的实现方式中，第一固定电极或第二固定电极的宽度的取值在0.1mm～0.3mm的范围内。和/或，第一固定电极或第二固定电极的厚度的取值在5μm～15μm的范围内。和/或，第一固定电极或第二固定电极的长度在0.3mm～0.6mm的范围内。其中，第一固定电极或第二固定电极的长度为沿走线方向的尺寸。在本实现方式中，通过对第一固定电极或第二固定电极的长度、宽度、厚度进行设置相应的范围，有利于实现对应的等效容感，继而保证移相器的信号传输效率。

22、第二方面，本技术实施例提供一种移相器电路，该移相器电路包括第一电容、第二电容、第三电容、第四电容、第一电感、第二电感、第三电感、第四电感、第一输入输出端、第二输入输出端和参考地电压端。第一输入输出端与第一电感的一端、第四电感的一端电连接。第二输入输出端与第二电感的一端、第四电感的另一端电连接。第一电容的一端与参考地电压端电连接，另一端与第一电感的另一端和第三电感的一端电连接。第二电容的一端与参考地电压端电连接，另一端与第二电感的另一端、第三电感的另一端电连接。第三电容的一端与参考地电压端电连接，另一端与第一输入输出端、第一电感的一端和第四电感的一端电连接。第四电容的一端与参考地电压端电连接，另一端与第二输入输出端、第二电感的一端、第四电感的另一端电连接。

23、上述实施例所提供的移相器电路，利用第一电感、第二电感、第三电感、第四电感、第三电容、第四电容作为耦合电桥，将信号从第一输入输出端和第二输入输出端输入，信号经过移相的调制处理后，从第一输入输出端和第二输入输出端输出，实现信号的调制和传输。其中，第一电容和第二电容作为电容式开关，以电容式开关的开合，改变耦合线组所形成的耦合电桥的后端的电容大小，并决定信号是否与参考地电压端相连接，改变移相器的相位，起到信号调制的作用。

24、在一种可能的实现方式中，移相器电路还包括第一传输线、第二传输线、第七电容和第八电容。第一电容的另一端与第一传输线的一端电连接，第一传输线的另一端与第七电容的一端电连接，第七电容的另一端与参考地电压端电连接。第二电容的另一端与第二传输线的一端电连接，第二传输线的另一端与第八电容的一端电连接，第八电容的另一端与参考地电压端电连接。在本实现方式中，利用第一传输线和第二传输线，连接在耦合电桥的后端，能够对移相器电路传输信号的不同移相状态的相位差进行调节，从而调节移相器电路传输信号的相移量。第七电容和第八电容可以作为mems开关的共形电容，对mems开关进行匹配，起到降低外围匹配和寄生参数的作用。

25、第三方面，本技术实施例提供一种射频前端模组，该射频前端模组包括上述任一项实施例中的移相器或上述任一项实施例中的移相器电路。

26、第四方面，本技术实施例提供一种通信设备，该通信设备包括上述任一项实施例中的射频前端模组。

27、第五方面，本技术实施例提供一种移相器的制作方法，该方法包括：形成第一耦合线和第一固定电极。第一固定电极与第一耦合线的一端连接。形成第一可动电极和第二可动电极，第一可动电极与第一固定电极层叠设置且具有间隔。形成第二耦合线和第二固定电极，第二固定电极与第二耦合线的一端连接。第一耦合线和第二耦合线宽边耦合为耦合线组。第一固定电极和第二固定电极分别位于耦合线组的两端。第二可动电极与第二固定电极层叠设置且具有间隔。由此，通过移相器的结构的分步制作，能够提高移相器的制作效率。

28、在一种可能的实现方式中，移相器的制作方法还包括：在形成第一耦合线和第一固定电极的步骤之前，提供第一基板，第一基板的表面设置有第一凹槽。形成第一耦合线和第一固定电极的步骤包括：在第一凹槽内形成第一耦合线和第一固定电极。在形成第一可动电极和第二可动电极的步骤之前，提供第二基板。形成第一可动电极和第二可动电极的步骤包括：在第二基板内形成第一可动电极和第二可动电极。在形成第二耦合线和第二固定电极的步骤之前，提供第三基板，第三基板的表面设置有第二凹槽。形成第二耦合线和第二固定电极的步骤包括：在第二凹槽内形成第二耦合线和第二固定电极。键合第一基板和第二基板，键合第二基板和第三基板。由此，分层制作移相器的叠层结构，并通过键合的方式实现组装，能够进一步提高移相器的制作效率。

29、第二方面至第五方面中任一种设计方式所带来的技术效果，如无特殊说明，可参见第一方面中不同设计方式所带来的技术效果，此处不再赘述。