[發(fā)明專利]具有可編程基板的可編程天線

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201310095268.3
• 申請(qǐng)日: 2013-03-22
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN103326107A
• 公開(kāi)（公告）日: 2013-09-25
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 尼古勞斯·G·亞歷克索普洛斯;艾爾弗雷德·格勞·貝索利;赫里索烏拉·基里亞齊多
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 美國(guó)博通公司
• 主分類號(hào): H01Q1/22
• 分類號(hào): H01Q1/22;H01Q1/38;H01Q23/00
• 代理公司: 北京康信知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限責(zé)任公司 11240
• 代理人: 田喜慶

交叉引用相關(guān)專利

本申請(qǐng)要求2012年8月30日向美國(guó)專利局提交的美國(guó)專利申請(qǐng)US13/600,098和2012年3月22日向美國(guó)專利局提交的美國(guó)專利申請(qǐng)US61/614,066的優(yōu)先權(quán)，其全部?jī)?nèi)容結(jié)合于此作為參考。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明主要涉及電磁，并且更具體而言涉及電磁電路。

背景技術(shù)

已知人工磁導(dǎo)體（AMC）在AMC的表面上通過(guò)一組頻率抑制表面波電流。同樣，AMC可用作天線的接地面或者用作頻率選擇表面帶隙。

AMC可以通過(guò)基板的一個(gè)層上的給定尺寸和給定間隔的金屬方塊來(lái)實(shí)現(xiàn)。接地面處于基板的另一層上。每個(gè)金屬方塊與接地面耦接，從而使得金屬方塊、連接、接地面以及基板的組合形成產(chǎn)生電阻器-電感器-電容器（RLC）電路，該電路在一組頻率內(nèi)在和金屬方塊相同的層上產(chǎn)生AMC。

同樣已知的是，集成電路（IC）基板由純化合物（比如，硅、鍺、砷化鎵等）組成以形成半導(dǎo)體。基板的導(dǎo)電率可以通過(guò)向純化合物中添加雜質(zhì)（即，摻雜劑）來(lái)改變。對(duì)于晶體硅基板而言，可加入硼或磷摻雜劑來(lái)改變基板的導(dǎo)電率。

發(fā)明內(nèi)容

根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，提供了一種電路，包括：印刷電感器；印刷天線以及基板，在第一區(qū)域內(nèi)支撐所述印刷電感器并且在第二區(qū)域內(nèi)支撐所述印刷天線，其中，所述第一區(qū)域具有高的磁導(dǎo)率而所述第二區(qū)域具有高的介電常數(shù)。

所述基板包括：基板材料；非磁性金屬介電內(nèi)含物，嵌入在所述第一區(qū)域中的所述基板材料內(nèi)；以及高介電常數(shù)金屬介電內(nèi)含物，嵌入在所述第二區(qū)域中的所述基板材料內(nèi)。

所述電路進(jìn)一步包括：第一可變阻抗電路，調(diào)諧所述第一區(qū)域的磁導(dǎo)率；以及第二可變阻抗電路，調(diào)諧所述第二區(qū)域的介電常數(shù)。

所述電路進(jìn)一步包括：投影人工磁鏡（PAMM），在半導(dǎo)體基板的表面上方一定距離處產(chǎn)生作為電磁特性的人工磁導(dǎo)體（AMC）。

所述PAMM進(jìn)一步包括：多個(gè)人工磁鏡（AMM）單元，其中，所述多個(gè)AMM單元中的一個(gè)AMM單元包括：導(dǎo)電元件，形成集總的電阻器-電感器-電容器（RLC）電路；以及阻抗元件，耦接至所述導(dǎo)電元件，其中，所述阻抗元件的阻抗和所述RLC電路的阻抗確定了有助于AMC的給定頻率范圍內(nèi)的AMM單元的電磁性能。

所述電路進(jìn)一步包括：電容器，被支撐在所述基板的第三區(qū)域中，其中，隨著所述第三區(qū)域的介電常數(shù)變化，所述電容器的電容發(fā)生變化，從而提供射頻（RF）變抗器。

所述電路進(jìn)一步包括以下中的一個(gè)：雙工器，被支撐在所述基板的第三區(qū)域中，其中，所述第三區(qū)域具有高介電常數(shù)和高磁導(dǎo)率中的至少一個(gè)；天線共用器，被支撐在所述基板的第三區(qū)域中，其中，所述第三區(qū)域具有高介電常數(shù)和高磁導(dǎo)率中的至少一個(gè)；功率放大器的負(fù)載線，被支撐在所述基板的第三區(qū)域中，其中，所述第三區(qū)域具有高介電常數(shù)和高磁導(dǎo)率中的至少一個(gè)；以及移相器，被支撐在所述基板的第三區(qū)域中，其中，所述第三區(qū)域具有高介電常數(shù)和高磁導(dǎo)率中的至少一個(gè)。

所述電路進(jìn)一步包括：多個(gè)金屬介電單元，其中，所述多個(gè)金屬介電單元中的一個(gè)單元包括：導(dǎo)電元件，形成集總的電阻器-電感器-電容器（RLC）電路；以及阻抗元件，耦接至所述導(dǎo)電元件，其中，所述阻抗元件的阻抗和所述RLC電路的阻抗確定了給定頻率范圍內(nèi)的所述單元的電磁性能；其中，所述多個(gè)金屬介電單元中的至少一些被調(diào)諧為經(jīng)由不同的路徑通過(guò)所述多個(gè)金屬介電單元控制電磁信號(hào)，以有效地提供射頻（RF）開(kāi)關(guān)。

根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供了一種天線電路，包括：可編程頻率選擇表面；高阻抗表面，具有與所述可編程頻率選擇表面大致平行并且與所述可編程頻率選擇表面相距一定距離的表面；以及天線源，輻射電磁信號(hào)，其中，所述電磁信號(hào)從所述高阻抗表面反射并且輻射通過(guò)所述可編程頻率選擇表面，其中，所述可編程頻率選擇表面的電磁特性被調(diào)諧用于天線電路的期望的性能。

所述可編程頻率選擇表面包括：半導(dǎo)體材料；以及基板內(nèi)含物，嵌入在所述半導(dǎo)體材料內(nèi)，以提供有助于所述電磁特性的介電常數(shù)、磁導(dǎo)率以及導(dǎo)電率特性。

所述可編程頻率選擇表面包括：一個(gè)或多個(gè)可變阻抗電路，調(diào)諧所述介電常數(shù)、磁導(dǎo)率以及導(dǎo)電率特性。

所述天線電路進(jìn)一步包括：介電覆蓋層，具有與所述可編程頻率選擇表面的另一個(gè)表面并置的一個(gè)表面。

所述天線源包括：偶極天線。

所述高阻抗表面包括：基板，具有與所述可編程頻率選擇表面大致平行并且與所述可編程頻率選擇表面相距一定距離的表面；以及接地面，具有與所述基板的另一個(gè)表面并置的一個(gè)表面。