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一种去耦芯片


技术摘要:
本发明公开了一种去耦芯片,包括四个呈田字分布的金属开口谐振环,四个金属开口谐振环相互连接在一起,集成在一个芯片上,四个金属开口谐振环开口分别在去耦芯片的四个方向上。所述金属开口谐振环的内部还分别增加一节金属线,金属线与金属开口谐振环内侧端部之间通过P  全部
背景技术:
随着移动通信系统的快速发展,射频频谱资源日益短缺,如何提供更高质量、更快 速的通信服务成为第五代移动通信系统(5G)中的研究热点。在此背景下,已经提出许久的 多输入多输出(MIMO)通信技术成为了5G系统中的关键技术。 多输入多输出(MIMO)技术是指在发射端和接收端同时使用多个发射天线和接收 天线,使信号通过发射端和接收端的多个天线发射和接收。因此,多输入多输出技术能够在 不额外增加通信频带和发射功率的情况下,实现高速、大容量的数据传输,显著的提高系统 数据吞吐率和信道容量。在多输入多输出(MIMO)系统中,天线起着至关重要的作用,因为天 线的特征固有地包含在发射器和接收器之间的通信信道中。 MIMO技术是基于天线阵列而言的,随着对信道容量需求的不断增长,大规模MIMO 技术将会成为5G系统的核心,并且紧凑密集的阵列将促进这一进程。然而,无论是5G基站, 或是移动终端中,由于空间限制,随着天线数量的增加,天线单元之间的间距相对较小,造 成单元之间会形成强烈的互相耦合。在特定的空间内,天线单元数量越多,单元之间的耦合 更强,会导致: (1)空间相关性的增加; (2)辐射效率的降低; (3)单元增益的下降; (4)信噪比的恶化; (5)信道容量的减小。 综上所述,在有限的空间内,在MIMO系统中如何有效的减小天线单元之间的耦合, 提高单元之间的隔离度,并保证原天线的辐射性能,成为了业界研究的热点。
技术实现要素:
研究表明,当材料的等效介电常数和磁导率其中一个为负值而另一个为正值时, 电磁波在其特定频段内无法传播。 根据等效参数模型理论,将细金属线阵列和金属开口谐振环两种结构通过周期排 列的方式摆放在一起时,电磁场会激励感应电流在周期性金属结构上同时起作用,从而产 生负的介电常数以及负的磁导率。 本发明目的是:提供一种去耦芯片,应用在MIMO系统中有效的减小天线单元之间 的耦合,提高单元之间的隔离度,并保证原天线的辐射性能。 本发明的技术方案是: 一种去耦芯片,包括四个呈田字分布的金属开口谐振环,四个金属开口谐振环相互连 接在一起,集成在一个芯片上,四个金属开口谐振环开口分别在去耦芯片的四个方向上。 3 CN 111600130 A 说 明 书 2/3 页 优选的,所述金属开口谐振环的内部还分别增加一节金属线,金属线与金属开口 谐振环内侧端部之间通过PIN二极管连接,通过实现PIN二极管的通断,实现金属开口谐振 环工作频段的调谐。 优选的,所述PIN二极管处于关闭状态时,去耦芯片工作频段在820-960MHz,当PIN 二极管处于开启状态时,工作频段向低频偏移,此时工作频段变为700-820MHz。 优选的,所述田字分布的金属开口谐振环设计为多层,使得田字结构的等效介电 常数实部在  0.8  GHz~1GHz 内为负,而等效磁导率实部为正值。 优选的,所述去耦芯片利用低温共烧陶瓷技术、薄膜技术、硅片半导体技术、多层 电路板技术中的一种进行集成。 优选的,所述去耦芯片用于天线系统的单元天线之间的去耦。 优选的,所述金属开口谐振环的形状为多边形或圆形。 优选的,所述金属开口谐振环个数设计成四个以上。 优选的,去耦芯片替换设计成多层PCB形式,放置在天线之间进行去耦。 本发明的优点是: 本发明通过设计特殊结构的谐振环,并通过低温共烧陶瓷(LTCC)技术,集成芯片,该芯 片在一定的频带内产生单负特性,用于天线之间去耦。同时在芯片内部添加PIN二极管,可 以调节芯片的工作频段。 附图说明 下面结合附图及实施例对本发明作进一步描述: 图1为金属谐振环及其等效电路; 图2为实施例1的去耦芯片内部示意图; 图3为实施例2的去耦芯片内部示意图; 图4双天线加载去耦芯片的原理图; 图5为加载实施例1的去耦芯片前后的隔离度参数对比图; 图6为加载实施例2的去耦芯片前后的隔离度参数对比图。
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