- 文献综述（或调研报告）：
（一）前言
耦合器是微波电路与系统、毫米波电路与系统中的重要组成部分，在混频器和放大器的平衡中使用广泛。耦合器种类繁多，不同的类型在工作原理上和结构特征上都有很大的差异。按照传输线的类型上来划分的话，有波导型、同轴线型、微带线和带状线型；按照耦合方式上来划分的话，有分支线耦合、口径耦合和平行线耦合等；按照输出方向来划分的话，有同向定向耦合器和反向定向耦合器等；按照输出相位来划分的话，有90度定向耦合器和180度定向耦合器。
随着无线通信系统中微波电路设计的小型化趋势，需要采用普适性较广的慢波结构设计方法，降低微波电路中电磁波传输的速度，利用具有一定特征阻抗和电长度的慢波结构传输线，大幅缩减微波电路的尺寸。因此，慢波结构对集成电路小型化设计具有重要意义，在其特有的传输线架构之中，电磁波的传播速度较慢，导致电磁波的波导波长变小。为了减小电路尺寸，国内外学者对慢波引导结构进行了广泛的研究，相当多的慢波耦合器结构被研究并提出，例如使用不连续微带线的慢波结构[1]、电容器负载[2]、电磁带隙单元格[6]、合成共面波导(CPW)[2]-[7]、Schiffman截面[8]、并联开路存根[8]、悬浮线结构[9]-[11]等，在下文中将简述其中部分设计的原理和结构。
（二）正文
随着国内外学者研究的不断深化，耦合器理论与实践研究日趋完善和成熟，类型不同的设计方式不断被提出，不同的慢波结构被改进应用。由于研究的侧重点根据应用场景的不同稍有区别，这些方法的设计难易程度和优势也不尽相同。
文献[1]提出了基于硅锗基BiCOMS技术的一种低损耗Lange耦合器和一种环形混合耦合器。其中，Lange耦合器采用薄膜微带(TFMS)传输线实现，其波导杂化在线路末端(BEOL)技术中得以完全实现，以尽量减少或消除有损硅衬底的影响，其基本结构图见图3.1。而环形混合耦合器则由有限地共面波导(FGCPW)来实现，其在3lambda;/4臂中采用相位逆变器的设计思路，相位逆变器能够简单地交换传输线中的地面和信号轨迹，提供180度的相移，将3lambda;/4臂的长度减小到lambda;/4，其基本结构图见图3.2。
图3.1 展开的Lange耦合器的基本结构图
图3.2 带有相位逆变器的环形混合耦合器的基本结构图
文献[2]-[7]中提出了基于传统共面波导（CPW）结构的小型分支耦合器。其中，文献[2]采用了低地电容负载共面波导（LG-CPW）技术，它能够实现比微带线或传统共面波导（CPW）结构所能获得的阻抗更高的阻抗。在不影响线路电长度的情况下，高阻电容负载的传输线通常用于减少线路的物理长度。文献[2]通过使用集总电容器或开路存根来实现电容加载，从而在毫米波频率下，克服了集总电容可能难以获得所需的精确负载电容的困难，并能打破制造设计规则对阻抗范围的限制。其三维结构图见图3.3。
图3.3 采用低地电容负载共面波导（LG-CPW）技术设计的分支耦合器三维图
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