[發明專利]一種等效介電常數能夠調節的傳輸線

有效

• 申請號: 201110430717.6
• 申請日: 2011-12-21
• 公開（公告）號: CN102544665A
• 公開（公告）日: 2012-07-04
• 發明（設計）人: 曾大杰;余庭;張耀輝
• 申請（專利權）人: 中國科學院蘇州納米技術與納米仿生研究所
• 主分類號: H01P3/00
• 分類號: H01P3/00;H01P3/02
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及通信系統中，電磁信號傳輸領域，尤其涉及傳輸線的設計。

背景技術

隨著工藝的進步，器件特征尺度能夠進一步縮小，性能逐漸增加。同時，越來越多的毫米波電路也能夠實現。在毫米波下，傳輸線的尺度很小，此外傳輸線具有非常好的地回路，能夠很方便的進行建模，因此傳輸線被廣泛的用在阻抗匹配和相移器上面。

如圖1a所示，傳統的傳輸線是由信號線110和地線120兩部分組成的。一段長的傳輸線可以等效為很多短的傳輸線級聯而成，在不考慮金屬的損耗和介質損耗的情況下，每一小段的傳輸線，即當長度小于二十分之一波長的時候，它的等效電路可以近似為L、C的并聯電路單元130，如圖1b所示，傳輸線的等效電路即為多個并聯電路單元130級聯而成，則傳輸線的速度????????????????????????????????????????????????。

所以，電磁波在傳輸線中的傳播速度，是取決于傳輸線所在的介質的等效介電常數。其中c是光速，是介質的等效介電常數。當傳輸線所處的介質固定時，它的等效介電常數就固定，那么它的傳播速度固定，則波長也固定了，要改變波長，就只能改變等效介電常數，然而改變等效介電常數就需要改變介質材料，實質上是要改變材料的介電常數，則要更換介質材料或選用特殊的介質材料，這樣不僅操作程序上非常麻煩，而且成本也很高，并且對于移相器或振蕩器的實現也非常困難。

發明內容

為了克服背景技術的不足，本發明提供了一種等效介電常數能夠調節的傳輸線。

本發明提供的等效介電常數能夠調節的傳輸線包括信號線和地線，其中，信號線為一根線，傳輸的信號是單端信號，傳輸線還包括變容管，所述變容管的兩端分別與信號線和地線連接，同時所述變容管與外界信號控制端Vctrl連接，變容管的電容隨所述外界信號控制端Vctrl輸出的外界信號的變化而變化。

其中，所述變容管的一端連接所述信號線，另一端通過電容C與所述地線連接；或者所述變容管的一端連接所述地線，另一端通過電容C與所述信號線連接。

其中，外界信號為數字信號或者模擬信號。

其中，所述外界信號控制端Vctrl可以為一個，所有所述的變容管受同一個外界信號控制端Vctrl控制；或者所述外界信號控制端Vctrl由與所述變容管個數相同的外界信號控制端Vctrl控制，不同的外界信號控制端Vctrl可以對變容管實現細調。

本發明的目的還在于提供另一種等效介電常數能夠調節的傳輸線，包括若干根信號線，分布在金屬層上，傳輸的信號是差分信號，所述傳輸線還包括變容管、外界信號控制端Vctrl，所述變容管的個數不小于二；所述信號線通過變容管與所述外界信號控制端Vctrl連接，所述外界信號控制端Vctrl控制變容管的電容值大小。

其中，所述第一信號線與所述變容管的一端連接，與第一信號線上連接變容管的個數相同的變容管的一端與第二信號線連接，同時第一信號線上和第二信號線上的變容管的另一端全部連接在一起，并共同連接到外界信號控制端Vctrl，所述變容管的電容C隨外界信號控制端Vctrl輸出的外界信號的變化而變化。

其中，所述傳輸線還包括地線，所述地線和信號線分布在同一個金屬層上；其中，所述外界信號為數字信號或者模擬信號。

其中，所述傳輸線還包括地線，所述地線和信號線分布在不同的金屬層上；其中，所述外界信號為數字信號或者模擬信號。

本發明公開了一種等效介電常數能夠調節的傳輸線，當傳輸線處在相同的介質中，傳輸線的等效介電常數能夠提高，波長能夠減小，也就是慢波效應，這樣能夠減少傳輸線的波長導致減少芯片的面積。其次,本發明對應的傳輸線的等效介電常數不是固定不變的，是可以根據外面的控制信號的大小而變化的，這樣它的傳播速度和波長是在不斷變化，則可以很容易地實現移相器、振蕩器等微波器件。

附圖說明

圖1a為現有的傳輸線的結構圖。

圖1b為現有的傳輸線的等效電路圖。

圖2a為本發明實施例1的傳輸線的結構圖。

圖2b為本發明實施例1的傳輸線的等效電路圖。

圖3a為本發明實施例2的傳輸線的結構圖。

圖3b為本發明實施例2的傳輸線的等效電路圖。

圖4a為本發明實施例3的傳輸線的結構圖。

圖4b為本發明實施例3的傳輸線的等效電路圖。

圖5a為本發明實施例4的傳輸線的結構圖。

圖5b為本發明實施例4的傳輸線的等效電路圖。