一种片上可重构传输线及通信系统技术方案

本申请实施例公开了一种片上可重构传输线及通信系统，其中，片上可重构传输线单元，包括顶部金属层、中间金属层和接地屏蔽层，所述中间金属层包括第一中间金属片和第二中间金属片，所述顶部金属层和接地屏蔽层之间形成屏蔽腔；所述顶部金属层包括信号线、第一接地平面和第二接地平面，所述信号线两侧分别通过第一开关电容和第二开关电容与所述接地屏蔽层相连，所述第一接地平面通过第一中间金属片以及过孔与所述接地屏蔽层相连，所述第二接地平面通过第二中间金属片以及过孔与所述接地屏蔽层相连。采用本申请实施例所提供的技术方案，可以提高可重构传输线的集成度，实现小型化；且提高可重构传输线的分辨率。

A reconfigurable transmission line and communication system on chip

【技术实现步骤摘要】
一种片上可重构传输线及通信系统
本申请涉及通信
，特别是涉及一种片上可重构传输线及通信系统。
技术介绍
随着具有多功能和支持多标准的无线通信系统的发展，可重构电路在系统中的应用越来越广。其中，具有高分辨率和小型化特性的片上可重构传输线可以在不牺牲系统芯片整体面积的情况下实现高精度移相、阻抗变换、谐振频率变换等功能，具有广阔的应用前景。图1为现有技术中一种片上可重构传输线的结构示意图，如图1所示，该方案采用了可重构的接地电容和信号回流路径，可在不改变特征阻抗的情况下实现相移功能。低相移模式下，开关C-bit断开而L-bit打开，传输线处于低线感和低线容情形。高相移模式下，开关C-bit打开而L-bit断开，此时传输线线感和线容同时变高，实现高信号延时以提高相移。但是，该技术方案在不同开关条件下的插入损耗变化较大，在实际应用中还需要使用变增益放大器以补偿不同状态下的损耗变化。同时，该技术方案还面临着尺寸较大、无法进一步提高分辨率、以及插入损耗较大的问题。图2为现有技术中另一种片上可重构传输线的结构示意图，如图2所示，该方案采用共面波导CPW结合数控的地平面、电容器、和电阻，在不改变插入损耗的情况下实现移相功能。在高相移模式下，开关C控制电容接地，同时近端接地平面控制开关L关断；低相移模式下，开关L控制信号线近端的接地平面接地，同时控制开关S开启作为接地电阻实现与高相移模式一致的路径损耗。但是，该技术方案同样无法实现高分辨率的可重构传输线，同时具有较大的插入损耗和较大的电路尺寸。专利技术内容本申请实施例中提供了一种片上可重构传输线及通信系统，以利于解决现有技术中存在的问题。第一方面，本申请实施例提供了一种片上可重构传输线，包括片上可重构传输线单元，所述片上可重构传输线单元包括顶部金属层、中间金属层和接地屏蔽层，所述中间金属层包括第一中间金属片和第二中间金属片，所述第一中间金属片和所述第二中间金属片之间存在空隙，使得所述顶部金属层和接地屏蔽层之间形成屏蔽腔；所述顶部金属层包括信号线、第一接地平面和第二接地平面，所述第一接地平面和所述第二接地平面位于所述信号线的两侧，所述信号线两侧分别通过第一开关电容和第二开关电容与所述接地屏蔽层相连，所述第一接地平面通过第一中间金属片以及过孔与所述接地屏蔽层相连，所述第二接地平面通过第二中间金属片以及过孔与所述接地屏蔽层相连。优选地，所述信号线的两侧设有附加枝节，所述附加枝节用于连接所述第一开关电容和所述第二开关电容。优选地，所述接地屏蔽层由多个金属线构成，所述多个金属线沿所述信号线的延伸方向排列。优选地，所述金属线的线宽和/或线距为50nm。优选地，所述第一开关电容包括第一开关和第一电容器，所述第一开关用于控制所述第一电容器的开启或断开；所述第二开关电容包括第二开关和第二电容器，所述第二开关用于控制所述第二电容器的开启或断开。优选地，所述第一电容器和/或所述第二电容器为具有低电磁泄露的电容器。优选地，所述片上可重构传输线单元的数量为n个，其中，第k个和第k+1个片上可重构传输线单元的信号线、第一接地平面、第二接地平面分别沿信号传输的方向相连，1≤k＜n。第二方面，本申请实施例提供了一种通信系统，所述通信系统包括上述第一方面任一项所述的片上可重构传输线。本申请实施所提供的技术方案具有以下优点：1、提高可重构传输线的集成度，实现小型化；2、提高可重构传输线的分辨率。3、在顶部金属层和接地屏蔽层之间形成屏蔽腔，降低信号泄露带来的损耗。附图说明为了更清楚地说明本申请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地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为现有技术中一种片上可重构传输线的结构示意图；图2为现有技术中另一种片上可重构传输线的结构示意图；图3为本申请实施例提供的一种片上可重构传输线单元的结构示意图；图4为本申请实施例提供的一种片上可重构传输线的结构示意图；图5为本申请实施例提供的一种片上可重构传输线的显微照片示意图图6为本申请实施例提供的一种片上可重构传输线的测试结果示意图；图中的符号表示为：100-片上可重构传输线单元，110-顶部金属层，111-信号线，112-第一接地平面，113-第二接地平面，114-附加枝节，120-中间金属层，121-第一中间金属片，122-第二中间金属片，130-接地屏蔽层，131-金属线，140-过孔，C1-第一电容器，C2-第二电容器，200-片上可重构传输线。具体实施方式为了使本
的人员更好地理解本申请中的技术方案，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本申请保护的范围。针对现有技术中片上可重构传输线分辨率低、电路尺寸较大的问题，本申请实施例提供了一种新型的片上可重构传输线。图3为本申请实施例提供的一种片上可重构传输线单元的结构示意图，如图3所示，本申请实施例提供的片上可重构传输线单元包括顶部金属层110、中间金属层120和接地屏蔽层130，其中，所述中间金属层120包括第一中间金属片121和第二中间金属片122，所述第一中间金属片121和所述第二中间金属片122之间存在空隙，使得所述顶部金属层110和接地屏蔽层130之间形成屏蔽腔，该屏蔽腔可以降低信号泄露带来的损耗。为了便于说明，在图3所示的实施例中建立平面直角坐标系，该坐标系所在的平面与接地屏蔽层130所在的平面平行，其中，X轴垂直于信号传输方向，Y轴平行于信号传输方向。具体地，所述顶部金属层110包括信号线111、第一接地平面112和第二接地平面113，所述第一接地平面112和所述第二接地平面113位于所述信号线111的两侧(沿X轴方向)，所述第一接地平面112通过第一中间金属片121以及过孔140与所述接地屏蔽层130相连，换句话讲，所述第一接地平面112、第一中间金属片121以及接地屏蔽层130之间通过过孔140相连，由图3可以看到，所述第一中间金属片121的位置与所述第一接地平面112相匹配。相似地，所述第二接地平面113通过第二中间金属片122以及过孔140与所述接地屏蔽层130相连，换句话讲，所述第二接地平面113、第二中间金属片122以及接地屏蔽层130之间通过过孔140相连，由图3可以看到，所述第二中间金属片122的位置与所述第二接地平面113相匹配。另外，所述信号线111两侧分别通过第一开关电容和第二开关电容与所述接地屏蔽层130相连。可重构功能通过控制开关电容的开启与关断实现。该结构可以提高可重构传输线的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种片上可重构传输线，其特征在于，包括片上可重构传输线单元，所述片上可重构传输线单元包括顶部金属层、中间金属层和接地屏蔽层，所述中间金属层包括第一中间金属片和第二中间金属片，所述第一中间金属片和所述第二中间金属片之间存在空隙，使得所述顶部金属层和接地屏蔽层之间形成屏蔽腔；/n所述顶部金属层包括信号线、第一接地平面和第二接地平面，所述第一接地平面和所述第二接地平面位于所述信号线的两侧，所述信号线两侧分别通过第一开关电容和第二开关电容与所述接地屏蔽层相连，所述第一接地平面通过第一中间金属片以及过孔与所述接地屏蔽层相连，所述第二接地平面通过第二中间金属片以及过孔与所述接地屏蔽层相连。/n

【技术特征摘要】
1.一种片上可重构传输线，其特征在于，包括片上可重构传输线单元，所述片上可重构传输线单元包括顶部金属层、中间金属层和接地屏蔽层，所述中间金属层包括第一中间金属片和第二中间金属片，所述第一中间金属片和所述第二中间金属片之间存在空隙，使得所述顶部金属层和接地屏蔽层之间形成屏蔽腔；
所述顶部金属层包括信号线、第一接地平面和第二接地平面，所述第一接地平面和所述第二接地平面位于所述信号线的两侧，所述信号线两侧分别通过第一开关电容和第二开关电容与所述接地屏蔽层相连，所述第一接地平面通过第一中间金属片以及过孔与所述接地屏蔽层相连，所述第二接地平面通过第二中间金属片以及过孔与所述接地屏蔽层相连。


2.根据权利要求1所述的片上可重构传输线，其特征在于，所述信号线的两侧设有附加枝节，所述附加枝节用于连接所述第一开关电容和所述第二开关电容。


3.根据权利要求1所述的片上可重构传输线，其特征在于，所述接地屏蔽层由多个金属线构成，所述多个金属线沿所述信号...

【专利技术属性】
技术研发人员：邓至贤，皮畅庭，钱慧珍，罗讯，
申请(专利权)人：电子科技大学，
类型：发明
国别省市：四川;51