[发明专利]基于基片集成波导技术的硅基芯片天线

说明书

本发明公开了基于基片集成波导技术的硅基芯片天线，包括矩形辐射贴片、介质基板、金属块和接地板；该介质基板为上下双面覆铜硅基板，该介质基板设有多个上下贯穿设置的过孔，该每个过孔内都适配装设有上述的金属块；该介质基板之上表面金属层构成矩形辐射贴片，该介质基板之下表面金属层构成接地板，该矩形金属块接触矩形辐射贴片和接地板；该矩形辐射贴片前侧边在竖直方向中心偏左位置连接微带线。它具有如下优点：在主频77GHz谐振性能良好，增益较高，效率较高，结构紧凑，方向性良好。

技术领域

本发明涉及波导天线技术领域，尤其涉及基于基片集成波导技术的硅基芯片天线。

背景技术

毫米波通信技术是一种高质量、恒定参数和技术成熟的无线传输通信技术，5G移动通信系统是一个广覆盖、高容量、多连接、低时延和高可靠性网络,将毫米波通信技术应用于5G通信系统,是一种业界普遍认同的愿景。

5G通信促使天线向着小型化、集成化、高频段、高效率等方向发展。天线集成的一个根本解决方案是将一个天线系统所需的所有东西集成到一个芯片上，这是硅基毫米波天线系统的优势之所在，它不仅集成电子器件，而且集成通向晶圆级实现的高效率的天线。

作为芯片设计的核心材料，硅材料以其优秀的集成度，低成本和高产量等优点受到了广大学者的青睐。然而，在现代通信网络的设计中，由于硅基的低电阻率导致天线辐射的电磁波进入衬底被损耗，且硅基的高介电常数使得天线能量被约束在狭小的衬底里面，而不向自由空间辐射，因此基于硅基工艺的片载天线效率通常很低。

随着研究不断深入，已有一系列的报道，证明在硅基材料上制作天线的可行性，使用的方法诸如：衬底减薄(Substrate Thinning)、离子注入(Proton Implantation)、微加工(Micromachining)和覆盖聚焦(Superstrate Focusing)等。但是这些方法，无一例外存在着制作困难，成本高的问题。

发明内容

本发明提供了结构简单、小型化且高效率、高增益，工作在77GHz毫米波的基于基片集成波导技术的硅基芯片天线，其克服了背景技术中所存在的不足。

本发明解决其技术问题的所采用的技术方案是：基于基片集成波导技术的毫米波硅基芯片天线，包括矩形辐射贴片、介质基板、金属块和接地板；该介质基板为上下双面覆铜硅基板，该介质基板设有多个上下贯穿设置的过孔，该每个过孔内都适配装设有上述的金属块；该介质基板之上表面金属层构成矩形辐射贴片，该介质基板之下表面金属层构成接地板，该矩形金属块接触矩形辐射贴片和接地板；该矩形辐射贴片前侧边在竖直方向中心偏左位置连接微带线。

一实施例之中：该矩形辐射贴片中心加载两条同心带开口的圆弧线缝隙。

一实施例之中：该两条圆弧线缝隙的开口宽度大小相等，且，朝向相反。

一实施例之中：该介质基板中设多个矩形过孔，该多个矩形过孔布置成两列和一排，该两列和一排配合构成开口朝前的U形。

一实施例之中：该两列左右对称布置且每列设有9个前后均匀间隔布置的矩形过孔，该排设有7个左右均匀间隔布置的矩形过孔，该排介于两列后端间。

一实施例之中：该过孔截面呈矩形，该金属块为矩形金属块。

一实施例之中：该矩形过孔延伸方向与介质基板表面垂直，且每个矩形过孔均贯穿介质基板。

一实施例之中：该介质基板外周缘和接地板外周缘对齐；该些矩形金属块完全被矩形辐射贴片覆盖。

本技术方案与背景技术相比，它具有如下优点：

本技术方案能产生如下技术效果：在主频77GHz谐振性能良好，增益较高，效率较高，结构紧凑，方向性良好。

附图说明