[发明专利]一种加载希尔伯特曲线型人工磁导体的八木-宇田天线

说明书

本发明公开了一种加载希尔伯特曲线型人工磁导体的八木‑宇田天线，包括由下到上的硅衬底层、SiO₂层、SiN层，所述的SiO₂层包含六层金属层，从下到上依次是M1到M6金属层，八木宇田天线的主单元位于所述M6金属层，周期加载的希尔伯特曲线型人工磁导体位于所述M1金属层。本发明设计的天线，可以减少所述硅衬底对天线辐射的影响，进而提高天线的辐射效率与增益。

技术领域

本发明涉及人工磁导体，具体是涉及一种增强片上天线辐射效率与增益的希尔伯特曲线型人工磁导体，特别是指加载希尔伯特曲线型人工磁导体的八木-宇田天线。

背景技术

随着无线通信市场的迅速成长，毫米波技术得到广泛的应用；基于CMOS工艺的片上集成天线，具有体积小、易于与射频前端电路集成等优点。然而基于CMOS 工艺的片上天线，由于硅衬底具有较高的介电常数和电导率，严重影响了片上天线的辐射能量，导致天线的增益和辐射效率较低，无法满足短距离无线通信的技术指标要求。

发明内容

本发明实施例所要解决的技术问题在于，提供一种能提高天线的辐射效率与增益的加载希尔伯特曲线型人工磁导体的八木-宇田天线。

为实现上述目的，本发明的技术方案是一种加载希尔伯特曲线型人工磁导体的八木-宇田天线，包括由下到上的硅衬底层、SiO₂层、SiN层，所述SiO₂层包含六层金属层，从下到上依次是M1到M6金属层，八木宇田天线的主单元位于M6金属层，加载的希尔伯特曲线型人工磁导体位于M1金属层，所述希尔伯特曲线型人工磁导体由呈周期阵列方式分布的多个希尔伯特曲线型人工磁导体单元组成。

进一步设置是所述的八木-宇田天线的主单元包括位于M6金属层的激励器与一个引向器，以及位于M1金属层的反射器。

进一步设置是所述的希尔伯特曲线型人工磁导体单元由基于希尔伯特三阶曲线建模的金属曲线条构成，每段所述金属曲线条的宽度相同。

所述的希尔伯特曲线型人工磁导体结构可以通过调整单元的大小、排列方式、单元之间的间距来增强天线的辐射性能。

进一步设置是所述的希尔伯特曲线型人工磁导体由多个阵列单元组成，位于所述八木-宇田天线激励器的正下方。

进一步设置是所述八木-宇田天线的激励器由两个单臂构成。

本发明还提供一种希尔伯特曲线型人工磁导体，希尔伯特曲线型人工磁导体由呈周期阵列方式排列的多个希尔伯特曲线型人工磁导体单元组成，所述的希尔伯特曲线型人工磁导体单元由基于希尔伯特三阶曲线建模的金属曲线条构成，每段所述金属曲线条的宽度相同。

本发明的有益效果：

（1）本发明提出的一种希尔伯特曲线型人工磁导体结构，该结构基于CMOS工艺，在片上天线与硅衬底间起到电隔离的作用，并在特定频段内具有抑制表面波的特性，进而提高片上天线的辐射效率与增益。

（2）所选用的八木-宇田天线具有高指向辐射场型的特性，适合于CMOS片上集成天线的设计，可以有效提高天线的功率增益。

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的介绍，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，根据这些附图获得其它的附图仍属于本发明的范畴。

图1是本发明实施例片上天线金属层示意图；

图2是本发明实施例希尔伯特曲线型人工磁导体单元的结构图；

图3是本发明实施例基于3×14个人工磁导体单元的E波段片上天线的俯视图；