CN109474296A - 应用于5g毫米波基站的四通道相控阵收发机 - Google Patents

Abstract

本发明属于集成电路技术领域，具体为一种应用于5G毫米波基站的带有相位控制的四通道相控阵收发机。该四通道相控阵收发机单片集成了四通道发射机与四通道接收机，主要包括了发射天线、带有相位控制的功率放大器、发射通路中的混频器、接收天线、带有相位控制的低噪声放大器和接收通路中的混频器。通过利用低噪声放大器与功率放大器的级间匹配网络实现相移，因此，避免了传统无源移相器的高额的面积开销与***损耗；同时该相控阵收发机单片集成了四通道发射机与四通道接收机，大大减小了整个收发机芯片的面积。因此该四通道相控阵收发机相比于传统的收发机架构，具有面积小、链路增益高的优点。

Description

应用于5G毫米波基站的四通道相控阵收发机

技术领域

本发明属于集成电路技术领域，具体涉及一种应用于5G毫米波基站的带有相位控制的四通道相控阵收发机。

背景技术

自20世纪80年代无线蜂窝移动电话问世以来，经过30多年的发展，已经进入到4G时代。***无线移动通信技术目前已十分成熟，其可以满足大部分条件下移动通信、多媒体信息访问的需求。但是随着技术的发展，***无线移动通信技术已经无法满足人们日益旺盛的信息需求。

根据国家工信部数据：面向2020年及未来，移动数据流量将出现***式增长。预计2010年到2020年全球移动数据流量增长将超过200倍，2010年到2030年将增长近2万倍；中国的移动数据流量增速高于全球平均水平，预计2010年到2020年将增长300倍以上，2010年到2030年将增长超4万倍。发达城市及热点地区的移动数据流量增速更快，2010年到2020年上海的增长率可达600倍，北京热点区域的增长率可达1000倍。

根据Shannon定理，提速最根本的方法就是增加带宽，特别是成百上千倍的提速必须依赖更大的带宽。提高频率利用率虽然可行，但潜力有限，在传统的宏基站大覆盖的情况下提速是非常困难的， 20%的频谱利用率的提升都很难达成。而在5G时代的千倍提速要求面前，这种内部挖潜的方法是行不通的，只有通过大幅度的加大带宽才有可能；然而，大幅度增加带宽则必须使用更高的频段。考虑到目前无线电频谱资源已非常紧张，适合无线移动网络的频率已基本分割完毕，这就需要寻求更多的无线通信频段，即解决微波频段稀缺这一制约通信***速率提升的主要瓶颈问题，毫米波通信技术的发展为弥补与解决微波频段稀缺的问题提供了有效的途径。

与传统的微波通信对比，有很多突出的优点：

1、天线尺寸小，面天线的波束宽度正比于天线的工作波长，反比于天线的口径。当天线的口径一定时，波长越短，波束越窄。因此，小天线能获得较高的空间分辨率，且增益高；

2、可用频带宽，信息容量大，任何一个毫米波窗口，可利用的宽带都等于或大于目前已利用的射频频谱之总和，毫米波信息容量约比微波大10倍，可用于多路通信和电视图像传输，而且传输速率高。还有保密性和抗干扰性能好等优点。

同时，基于毫米波通信的微基站等技术也将在5G通信***中得到广泛应用。通过将基站微型化，服务范围做窄，实现单个用户可获得资源量和传输速度的最大化。此外，基站微型化将使基站设置密度加大，避免了基站之间的频谱互扰，降低了基站的辐射功率，减轻了手机的远近效应，从而手机的辐射功率也会降低，在相同能量的情况下待机时间会增加。微基站可以安放在传统的铁塔和楼顶，也可以安放在路灯杆、广告灯箱、楼宇内部的天花板等位置。丰富的应用场景将刺激通信设备行业以及相关芯片、板材行业的蓬勃发展。综合以上说明，毫米波技术符合新一代无线通信的需要。在毫米波通信***中，微基站将作为通信***的重要组成部分，应用于各个场景中。因此，毫米波基站在5G通信中显得尤为重要，而接收机和发射机又是通信基站中最为重要的两个部分。

发明内容

有鉴于此，本发明提出了一种应用于5G毫米波基站的带有相位控制的四通道相控阵收发机。

本发明提供的应用于5G毫米波基站的带有相位控制的四通道相控阵收发机，包括单片集成的四通道发射机与四通道接收机，具体包括发射天线、带有相位控制的功率放大器、发射通路中的混频器、接收天线、带有相位控制的低噪声放大器和接收通路中的混频器。

其中，四通道发射机单个通道包含发射天线、带有相位控制的功率放大器以及发射通路中的混频器；经过调制的中频信号与LO信号通过混频器进行混频，从而把中频信号搬运至适合于射频传输的高频段，混频器输出信号经过带有相位控制的功率放大器进行幅度放大与相位调制，最后经发射天线发射；四通道接收机单个通道包含接收天线、带有相位控制的低噪声放大器以及接收通路中的混频器；接收天线接收的射频信号经过带有相位控制的低噪声放大器进行幅度放大与相位调制，并通过混频器与LO信号进行混频从而得到所需的中频信号。

优选地，所述的四通道发射机，其中所述发射通路中的混频器，用于将本地振荡信号与包含调制信息的中频信号进行混频从而得到更适合于通信传输的射频信号；所述发射通路中的混频器输出的射频信号经过所述带有相位控制的功率放大器，将射频信号进行幅度放大与相位调制；所述带有相位控制的功率放大器的输出信号通过所述发射天线将芯辐射到空间中。

优选地，所述的四通道接收机，其中所述接收天线，用于接收空间中所需接收的射频信号；所述接收天线的接收信号输入至所述带有相位控制的低噪声放大器，用于在将所述接收天线所接收到的信号进行幅度放大与相位调制，并抑制其噪声；所述带有相位控制的低噪声放大器的输出信号经过所述接收通路中的混频器与本地振荡信号进行混频从而得到所需中频信号。

优选地，所述的带有相位控制的低噪声放大器与接收天线通过接收天线的天线匹配网络进行阻抗匹配，该匹配网络由变压器实现。

优选地，所述的带有相位控制的低噪声放大器，该低噪声放大器总共拥有四级，相位控制通过一个带有相位控制的低噪声放大器级间的宽带匹配网络实现，其由初级与次级线圈电感可调的变压器实现，其电感通过可变电容与晶体管调节，该变压器同时实现级间阻抗匹配、直流偏置、以及相位调谐的作用。

优选地，所述的带有相位控制的功率放大器与发射天线通过发射天线的天线匹配网络进行阻抗匹配，该匹配网络由变压器实现。

优选地，所述的带有相位控制的功率放大器，该功率放大器总共拥有四级，相位控制通过一个带有相位控制的功率放大器级间的宽带匹配网络实现，其由初级与次级线圈电感可调的变压器实现，其电感通过可变电容与晶体管调节，该变压器同时实现级间阻抗匹配、直流偏置、以及相位调谐的作用。

优选地，所述的发射天线与接收天线的天线匹配网络包括第一电容阵列、第二电容阵列、NMOS晶体管、两个控制NMOS晶体管以及变压器。

优选地，所述的发射天线与接收天线的天线匹配网络中，根据所述的变压器的初级线圈与次级线圈的寄生参数与匝数比值，可以得到与第一电容阵列匹配的第二电容阵列，第一电容阵列与第二电容阵列中各支路的电容值根据设计需要可以不相同，第一电容阵列与第二电容阵列中相对应的支路由相同的控制信号位控制，也可以分别由不同的控制信号控制。

优选地，所述的所述的发射天线与接收天线的天线匹配网络可以为片上集成电路，第一电容阵列与第二电容阵列中的开关和电容可以分别用晶体管实现。同时为了降低工艺误差，使电容值更加精确，每一支路中的电容可以包含位于所在支路中的开关两侧对称的两个相等的电容。

优选地，所述的相位控制的功率放大器与低噪声放大器级间的宽带匹配网络包括第一电容阵列、第二电容阵列、差分NMOS晶体管、两个控制NMOS晶体管以及变压器。

优选地，所述的相位控制的功率放大器与低噪声放大器级间的宽带匹配网络中，根据所述的变压器的初级线圈与次级线圈的寄生参数与匝数比值，可以得到与第一电容阵列匹配的第二电容阵列，第一电容阵列与第二电容阵列中各支路的电容值根据设计需要可以不相同，第一电容阵列与第二电容阵列中相对应的支路由相同的控制信号位控制，也可以分别由不同的控制信号控制。

优选地，所述的相位控制的功率放大器与低噪声放大器级间的宽带匹配网络可以为片上集成电路，第一电容阵列与第二电容阵列中的开关和电容可以分别用晶体管实现。同时为了降低工艺误差，使电容值更加精确，每一支路中的电容可以包含位于所在支路中的开关两侧对称的两个相等的电容。

根据上述实施例的应用于5G毫米波基站的带有相位控制的四通道相控阵收发机，通过利用低噪声放大器与功率放大器的级间匹配网络实现相移，因此，避免了传统无源移相器的高额的面积开销与***损耗；同时该相控阵收发机单片集成了四通道发射机与四通道接收机，大大减小了整个收发机芯片的面积。因此该四通道相控阵收发机相比于传统的收发机架构，具有面积小、链路增益高的优点。

附图说明

图1为应用于5G毫米波基站的带有相位控制的四通道相控阵收发机的示意性框图。

图2为四通道接收机的示意性框图。

图3为四通道发射机的示意性框图。

图4为天线匹配网络示意图。

图5为宽带匹配网络示意图。

具体实施方式

以下将参照附图更详细地描述本发明。在各个附图中，相同的元件采用类似的附图标记来表示。为了清楚起见，附图中的各个部分没有按比例绘制。此外，在图中可能未示出某些公知的部分。

在下文中描述了本发明的许多特定的细节，例如器件的结构、材料、尺寸、处理工艺和技术，以便更清楚地理解本发明。但正如本领域的技术人员能够理解的那样，可以不按照这些特定的细节来实现本发明。

图1示出应用于5G毫米波基站的带有相位控制的四通道相控阵收发机示意性框图。

如图1所示，该四通道相控阵收发机001单片集成了四个发射通道与四个接收通道，主要包括了发射天线、带有相位控制的功率放大器、发射通路中的混频器、接收天线、带有相位控制的低噪声放大器和接收通路中的混频器。

其中，四通道发射机单个通道包含发射天线，带有相位控制的功率放大器以及发射通路中的混频器，经过调制的中频信号与LO信号通过混频器进行混频从而把中频信号搬运至适合于射频传输的高频段，混频器输出信号经过带有相位控制的功率放大器进行幅度放大与相位调制，最后经发射天线发射。四通道接收机单个通道包含接收天线，带有相位控制的低噪声放大器以及接收通路中的混频器，接收天线接收的射频信号经过带有相位控制的低噪声放大器进行幅度放大与相位调制，并通过混频器与LO信号进行混频从而得到所需的中频信号。

图2示出四通道接收机中的单个接收通道示意图。

如图2所示，四通道接收机中的单个接收通道100包括接收天线、天线匹配网络101、宽带匹配网络102以及两个接收通路中的混频器。接收天线接收到的信号输入至带有相位控制的低噪声放大器中的输入匹配网络101中，输入匹配网络101由变压器实现，其同时完成阻抗匹配/单端-差分变换以及直流偏置的作用，天线输出信号输入至变压器101主级线圈的一端，主级线圈的另一端接地以构成一个变压器结构的巴伦；次级线圈两个输出端接差分NMOS晶体管的栅极，由于次级线圈上为差分信号，因此次级线圈中心抽头处为“虚地”，在此处加上差分NMOS晶体管的栅极偏置电压；合理选择变压器的尺寸与耦合系数，即可实现接收天线与差分NMOS晶体管栅极之间的阻抗匹配。差分NMOS晶体管的漏极输出端通过宽带匹配网络102与下一级差分NMOS晶体管的栅极相连。宽带匹配网络102为一个初级与次级线圈电感可调的变压器，其电感通过四个可变电容调节，其同时实现阻抗匹配、直流偏置、以及相位调谐的作用，该变压器主级两端接差分NMOS晶体管的漏极，主级中心抽头为虚地点，在此提供差分NMOS晶体管的漏极直流偏置；次级线圈接下一级差分NMOS晶体管的栅极，主级中心抽头为虚地点，在此提供下一级差分NMOS晶体管的栅极直流偏置。

该宽带匹配网络总共有四级，最后一级实现了差分NMOS晶体管的漏极与接收通路中的混频器的射频输入端的宽带匹配。

图3示出四通道发射机中的单个发射通道示意性框图。

如图3所示，四通道发射机中的单个发射通道100包括发射天线、天线匹配网络、宽带匹配网络以及两个发射通路中的混频器。搭载了调制信息的中频信号通过发射通路中的混频器与LO信号混频，从而将其搬运至适用于远距离传输的射频频段，混频器的输出通过一个宽带匹配网络与带有相位控制的功率放大器的第一级差分NMOS晶体管的栅极相连。宽带匹配网络为一个初级与次级线圈电感可调的变压器，其电感通过可变电容与晶体管调节，其同时实现阻抗匹配、直流偏置、以及相位调谐的作用，该变压器主级两端接混频器的输出，主级中心抽头为虚地点，在此提供混频器的直流偏置；次级线圈接相移功率放大器的第一级差分NMOS晶体管的栅极，次级中心抽头为虚地点，在此提供下一级差分NMOS晶体管的栅极直流偏置。该带有相位控制的功率放大器总共有四级，级间匹配均使用初级与次级线圈电感可调的变压器实现，由于带有相位控制的功率放大器的晶体管尺寸随着输出功率的增加会逐渐增大，因此四级级间匹配网络的尺寸各不相同。带有相位控制的功率放大器的输出端与发射天线通过输出匹配网络进行匹配，输出匹配网络由变压器实现，其同时完成阻抗匹配/单端-差分变换以及直流偏置的作用，带有相位控制的功率放大器输出信号输入至变压器主级线圈，主级线圈中心抽头处为“虚地”，在此处加上差分NMOS晶体管的漏极偏置电压；次级线圈两个输出端一端接地，另一端接芯片输出Pad；合理选择变压器的尺寸与耦合系数，即可实现发射天线与差分NMOS晶体管栅极之间的阻抗匹配。

图4示出四通道相控阵收发机的天线匹配网络的示意图。

如图4所示，天线匹配网络包括第一电容阵列221、第二电容阵列222、NMOS晶体管。

M02、两个控制NMOS晶体管以及变压器223。变压器223包括初级线圈和次级线圈，初级线圈和次级线圈分别具有中心抽头，由于对于差分信号，变压器线圈中心抽头处为虚地点，因此中心抽头与电源电压VDD相连接不会影响变压器的射频传输特性；次级线圈的中心抽头与偏置电压Vbias相连接；初级线圈的两端分别与晶体管M02的漏端和地相连接，另外两端分别与两个控制NMOS晶体管的漏极相连接，控制NMOS晶体管的栅极接控制信号，源极接地。次级线圈的两端与第二电容阵列的两端相连并用于接入负载，所述负载可以为下一级宽带匹配网络。第一电容阵列221的两端与初级线圈的两端相连，第二电容阵列222的两端与次级线圈的两端相连，其中，第一电容阵列与第二电容阵列分别包括多个并联的支路，每条支路中包括串联的电容和开关。第一电容阵列221与第二电容阵列222中的支路数目可以分别为n+1个，每个支路中开关的导通与关断由控制信号b[n:0]中的对应位控制，使得第一电容阵列221与第二电容阵列222的电容值受控制信号b[n:0]控制。根据初级线圈与次级线圈的寄生参数与匝数比值，可以得到与第一电容阵列匹配的第二电容阵列，第一电容阵列与第二电容阵列中各支路的电容值根据设计需要可以不相同，第一电容阵列与第二电容阵列中相对应的支路由相同的控制信号位控制，也可以分别由不同的控制信号控制。

天线匹配网络可以为片上集成电路，第一电容阵列与第二电容阵列中的开关和电容可以分别用晶体管实现。同时为了降低工艺误差，使电容值更加精确，每一支路中的电容可以包含位于所在支路中的开关两侧对称的两个相等的电容。

图5示出四通道相控阵收发机的宽带匹配网络的示意图。

如图5所示，宽带匹配网络包括第一电容阵列221、第二电容阵列222、差分NMOS晶体管M01和M02、两个控制NMOS晶体管以及变压器223。变压器223包括初级线圈和次级线圈，初级线圈和次级线圈分别具有中心抽头，初级线圈的中心抽头与电源电压VDD相连接，次级线圈的中心抽头与偏置电压Vbias相连接，初级线圈的两端分别与晶体管M00和M01的漏端相连接，另外两端分别与两个控制NMOS晶体管的漏极相连接，控制NMOS晶体管的栅极接控制信号，源极接地。次级线圈的两端与第二电容阵列的两端相连并用于接入负载，所述负载可以为下一级宽带匹配网络。第一电容阵列221的两端与初级线圈的两端相连，第二电容阵列222的两端与次级线圈的两端相连，其中，第一电容阵列与第二电容阵列分别包括多个并联的支路，每条支路中包括串联的电容和开关。第一电容阵列221与第二电容阵列222中的支路数目可以分别为n+1个，每个支路中开关的导通与关断由控制信号b[n:0]中的对应控制位控制，使得第一电容阵列221与第二电容阵列222的电容受控制信号b[n:0]控制。根据初级线圈与次级线圈的寄生参数与匝数比值，可以得到与第一电容阵列匹配的第二电容阵列，第一电容阵列与第二电容阵列中各支路的电容根据设计需要可以不相同，第一电容阵列与第二电容阵列中相对应的支路由相同的控制信号位控制，也可以分别由不同的控制信号控制。

宽带匹配网络可以为片上集成电路，第一电容阵列与第二电容阵列中的开关和电容可以分别用晶体管实现。同时为了降低工艺误差，使电容值更加精确，每一支路中的电容可以包含位于所在支路中的开关两侧对称的两个相等的电容。

需要说明的是，在上述各实施例的描述中，晶体管M00、M01以及晶体管M02为MOSFET，具有源极、漏极和栅极，作为替代的实施例，晶体管M00、M01以及晶体管M02均可以为BJT，具有分别于MOSFET的源极、漏极和栅极对应的集电极、发射极以及基极。

应当说明的是，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。

依照本发明的实施例如上文所述，这些实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该发明仅为所述的具体实施例。显然，根据以上描述，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本发明的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地利用本发明以及在本发明基础上的修改使用。本发明仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。

Claims (12)

1.一种应用于5G毫米波基站的四通道相控阵收发机，其特征在于，包括单片集成的四通道发射机与四通道接收机，其中：

四通道发射机单个通道包含发射天线、带有相位控制的功率放大器以及发射通路中的混频器；所述混频器用于将本地振荡信号与包含调制信息的中频信号进行混频，从而得到更适合于通信传输的射频信号；混频器输出的射频信号经过所述带有相位控制的功率放大器，将射频信号进行幅度放大与相位调制；所述带有相位控制的功率放大器的输出信号通过所述发射天线辐射到空间中；

四通道接收机单个通道包含接收天线、带有相位控制的低噪声放大器以及接收通路中的混频器；所述接收天线用于接收空间中所需接收的射频信号；接收天线的接收信号输入至所述带有相位控制的低噪声放大器；低噪声放大器用于对所述接收天线所接收到的信号进行幅度放大与相位调制，并抑制其噪声；所述带有相位控制的低噪声放大器的输出信号经过所述接收通路中的混频器与本地振荡信号进行混频从而得到所需中频信号。

2.根据权利要求1所述的应用于5G毫米波基站的四通道相控阵收发机，其特征在于，所述的带有相位控制的低噪声放大器与接收天线通过接收天线的天线匹配网络进行阻抗匹配，该匹配网络由变压器实现；所述的带有相位控制的功率放大器与发射天线通过发射天线的天线匹配网络进行阻抗匹配，该匹配网络由变压器实现。

3.根据权利要求2所述的应用于5G毫米波基站的四通道相控阵收发机，其特征在于，所述的带有相位控制的低噪声放大器，总共有四级，其相位控制通过一个带有相位控制的低噪声放大器级间的宽带匹配网络实现，该宽带匹配网络由初级与次级线圈电感可调的变压器实现，其电感通过可变电容与晶体管调节，该变压器同时实现级间阻抗匹配、直流偏置、以及相位调谐的作用。

4.根据权利要求2所述的应用于5G毫米波基站的四通道相控阵收发机，其特征在于，所述的带有相位控制的功率放大器，总共有四级，其相位控制通过一个带有相位控制的功率放大器级间的宽带匹配网络实现，该宽带匹配网络由初级与次级线圈电感可调的变压器实现，其电感通过可变电容与晶体管调节，该变压器同时实现级间阻抗匹配、直流偏置、以及相位调谐的作用。

5.根据权利要求2所述的应用于5G毫米波基站的四通道相控阵收发机，其特征在于，所述的发射天线及接收天线的天线匹配网络包括第一电容阵列、第二电容阵列、NMOS晶体管、两个控制NMOS晶体管以及变压器。

6.根据权利要求5所述的应用于5G毫米波基站的四通道相控阵收发机，其特征在于，所述的发射天线及接收天线的天线匹配网络中，根据所述的变压器的初级线圈与次级线圈的寄生参数与匝数比值，得到与第一电容阵列匹配的第二电容阵列，第一电容阵列与第二电容阵列中各支路的电容值根据设计需要不相同，第一电容阵列与第二电容阵列中相对应的支路由相同的控制信号位控制，或者分别由不同的控制信号控制。

7.根据权利要求6所述的应用于5G毫米波基站的四通道相控阵收发机，其特征在于，所述的发射天线与接收天线的天线匹配网络为片上集成电路，第一电容阵列与第二电容阵列中的开关和电容分别用晶体管实现；每一支路中的电容包含位于所在支路中的开关两侧对称的两个相等的电容。

8.根据权利要求3所述的应用于5G毫米波基站的四通道相控阵收发机，其特征在于，所述的相位控制的功率放大器与低噪声放大器级间的宽带匹配网络包括第一电容阵列、第二电容阵列、差分NMOS晶体管、两个控制NMOS晶体管以及变压器。

9.根据权利要求8所述的应用于5G毫米波基站的四通道相控阵收发机，其特征在于，根据所述相位控制的功率放大器与低噪声放大器级间的宽带匹配网络中，所述的变压器的初级线圈与次级线圈的寄生参数与匝数比值，得到与第一电容阵列匹配的第二电容阵列，第一电容阵列与第二电容阵列中各支路的电容值根据设计需要可以不相同，第一电容阵列与第二电容阵列中相对应的支路由相同的控制信号位控制，或者分别由不同的控制信号控制。

10.根据权利要求9所述的应用于5G毫米波基站的四通道相控阵收发机，其特征在于，所述的相位控制的功率放大器与低噪声放大器级间的宽带匹配网络为片上集成电路，第一电容阵列与第二电容阵列中的开关和电容分别用晶体管实现；每一支路中的电容包含位于所在支路中的开关两侧对称的两个相等的电容。

11.根据权利要求2-10之一所述的应用于5G毫米波基站的四通道相控阵收发机，其特征在于，所述的天线匹配网络包括第一电容阵列、第二电容阵列、NMOS晶体管M02、两个控制NMOS晶体管以及变压器（223）；变压器（223）包括初级线圈和次级线圈，初级线圈和次级线圈分别具有中心抽头；次级线圈的中心抽头与偏置电压Vbias相连接；初级线圈的两端分别与晶体管M02的漏端和地相连接，另外两端分别与两个控制NMOS晶体管的漏极相连接，控制NMOS晶体管的栅极接控制信号，源极接地；次级线圈的两端与第二电容阵列的两端相连并用于接入负载，所述负载为下一级宽带匹配网络；第一电容阵列的两端与初级线圈的两端相连，第二电容阵列的两端与次级线圈的两端相连，其中，第一电容阵列与第二电容阵列分别包括多个并联的支路，每条支路中包括串联的电容和开关；第一电容阵列与第二电容阵列中的支路数目分别为n+1个，每个支路中开关的导通与关断由控制信号b[n:0]中的对应位控制，使得第一电容阵列与第二电容阵列的电容值受控制信号b[n:0]控制；根据初级线圈与次级线圈的寄生参数与匝数比值，得到与第一电容阵列匹配的第二电容阵列，第一电容阵列与第二电容阵列中各支路的电容值根据设计需要可以不相同，第一电容阵列与第二电容阵列中相对应的支路由相同的控制信号位控制，或者分别由不同的控制信号控制。

12.根据权利要求3-10之一所述的应用于5G毫米波基站的四通道相控阵收发机，其特征在于，所述的四通道相控阵收发机的宽带匹配网络包括第三电容阵列、第四电容阵列、差分NMOS晶体管M01和M02、两个控制NMOS晶体管以及变压器（223）；变压器（223）包括初级线圈和次级线圈，初级线圈和次级线圈分别具有中心抽头，初级线圈的中心抽头与电源电压VDD相连接，次级线圈的中心抽头与偏置电压Vbias相连接，初级线圈的两端分别与晶体管M00和M01的漏端相连接，另外两端分别与两个控制NMOS晶体管的漏极相连接，控制NMOS晶体管的栅极接控制信号，源极接地；次级线圈的两端与第四电容阵列的两端相连并用于接入负载，所述负载可以为下一级宽带匹配网络；第三电容阵列的两端与初级线圈的两端相连，第四电容阵列的两端与次级线圈的两端相连，其中，第三电容阵列与第四电容阵列分别包括多个并联的支路，每条支路中包括串联的电容和开关；第三电容阵列与第四电容阵列中的支路数目分别为n+1个，每个支路中开关的导通与关断由控制信号b[n:0]中的对应控制位控制，使得第三电容阵列与第四电容阵列的电容受控制信号b[n:0]控制；根据初级线圈与次级线圈的寄生参数与匝数比值，得到与第三电容阵列匹配的第四电容阵列，第三电容阵列与第四电容阵列中各支路的电容根据设计需要可以不相同，第三电容阵列与第四电容阵列中相对应的支路由相同的控制信号位控制，或者分别由不同的控制信号控制。