本公开涉及真延时移相器结构和集成电路装置。示例性真延时移相器结构包括：布置在所述结构的第一层上的信号传导线；第一可切换接地面，包括布置在所述结构的第二层上的第一导电平面；第二可切换接地面，包括布置在所述结构的第三层上的第二导电平面，其中所述第一层、第二层和第三层是所述结构的分离层；耦合在所述第一可切换接地面和第一接地元件之间的第一开关，所述第一接地元件布置在所述第二层上；和耦合在所述第二可切换接地面和第二接地元件之间的第二开关，所述第二接地元件布置在所述第三层上。在所述第三层上。在所述第三层上。
【技术实现步骤摘要】
真延时移相器结构和集成电路装置
[0001]相关应用的交叉引用
[0002]本申请要求于2021年1月15日提交的题为“低损耗真延时移相器”的美国临时专利申请第63/137918号的优先权和利益，其全部内容以引用方式并入，如下文充分说明和适用于所有适用目的。
[0003]本公开一般涉及电子学，更具体地说，涉及低损耗真延时(TDD)移相器(例如，在相控阵系统中)。
技术介绍
[0004]移相器通常用于高频系统，尤其是毫米波段，用于信号调整和/或波束形成。利用移相器的一些示例系统和/或设备可包括无线通信系统，例如长期演进(LTE)和第五代(5G)，其在约3千赫兹(kHz)到300千兆赫兹 (GHz)的射频(RF)范围内以电磁波的形式发送和接收信号。例如，无线通信系统可利用相控阵天线系统(其也可被称为电可控阵列(ESA))进行无线发射和接收。相控阵天线系统可包括天线单元阵列(例如，约64、 128、256、1024或更多)。相控阵天线系统的方向性可以通过调整不同天线单元发送或接收的信号之间的相对相位来实现。这些天线元件可以将发射或接收的辐射定向到所需的空间方向。
[0005]利用TTD线或移相器可以实现相移。TTD线可以将所有频率分量延迟相同的时间，而移相器可以将某些频率分量延迟更长的时间，从而导致光束斜视问题。因此，在一些场景中，可能希望利用TTD线来提供相移而不是相移器。因此，提供基于TTD的移相器的技术改进可能是可取的。
技术实现思路
[0006]根据本公开的一个方面，提供了一种真延时移相器结构，该真延时移相器结构包括：布置在所述结构的第一层上的信号传导线；第一可切换接地面，包括布置在所述结构的第二层上的第一导电平面；第二可切换接地面，包括布置在所述结构的第三层上的第二导电平面，其中所述第一层、第二层和第三层是所述结构的分离层；耦合在所述第一可切换接地面和第一接地元件之间的第一开关，所述第一接地元件布置在所述第二层上；和耦合在所述第二可切换接地面和第二接地元件之间的第二开关，所述第二接地元件布置在所述第三层上。
[0007]在一个实施例中，所述第一可切换接地面位于所述信号传导线和所述第二可切换接地面之间；和所述第一可切换接地面的第一导电平面包括：耦合到所述第一开关的第一细长导电段；第二细长导电段；和多个细长导电段彼此间隔，其中所述多个细长导电段彼此间隔中的每个的相对端分别连接到所述第一细长导电段或所述第二细长导电段中的不同的一个。
[0008]在一个实施例中，所述信号传导线的信号传播轴与所述第一可切换接地面的多个
细长导电段的信号传播轴不平行。
[0009]在一个实施例中，所述第二可切换接地面的第二导电平面包括带孔的导电材料层。
[0010]在一个实施例中，所述真延时移相器结构还包括：一个或多个导电层在所述第一可切换接地面和所述第二可切换接地面之间。
[0011]在一个实施例中，所述第一开关处于关闭状态以将所述第一导电平面切换到接地状态，同时所述第二开关处于打开状态以将所述第二导电平面切换到浮动状态。
[0012]在一个实施例中，所述第一开关处于打开状态以将所述第一导电平面切换到浮动状态，同时所述第二开关处于关闭状态以将所述第二导电平面切换到接地状态。
[0013]在一个实施例中，耦合在所述第一可切换接地面和所述第一接地元件之间的第一开关与耦合在所述第二可切换接地面和所述第二接地元件之间的第二开关具有不同的尺寸。
[0014]在一个实施例中，所述第二可切换接地面与所述信号传导线之间的距离大于与所述第一可切换接地面之间的距离；耦合在所述第二可切换接地面和所述第二接地元件之间的第二开关包括场效应晶体管(FET)；和所述真延时移相器结构还包括耦合在FET的漏极和源极之间的电容器。
[0015]根据本公开的另一个方面，提供了一种集成电路装置，该集成电路装置包括：第一金属层，包括第一信号传导线；第二金属层，包括在相应接地状态和相应浮动状态之间可切换的第一接地面，其中所述第二金属层垂直于所述第一金属层下方；第三金属层，包括在相应接地状态和相应浮动状态之间可切换的第二接地面，其中所述第三金属层垂直于所述第二金属层下方；和多个开关，用于选择性地将所述第一接地面或所述第二接地面中的一个切换至相应接地状态，并将所述第一接地面或所述第二接地面中的另一个切换至相应浮动状态。
[0016]在一个实施例中，所述第一接地面包括：至少耦合到所述多个开关中的第一开关的第一细长导电段；第二细长导电段；和多个细长导电段彼此间隔，其中所述多个细长导电段中的每一个的第一端连接到所述第一细长导电段，并且所述多个细长导电段中的每一个的第二端连接到所述第二细长导电段。
[0017]在一个实施例中，所述第一信号传导线的信号传播轴与所述第一接地面的多个细长导电段的信号传播轴不平行。
[0018]在一个实施例中，所述第二金属层还包括第一接地元件，其中所述多个开关中的第一开关耦合在所述第一接地面和所述第一接地元件之间；和所述第三金属层还包括第二接地元件，以及其中所述多个开关中的第二开关耦合在所述第二接地面和所述第二接地元件之间。
[0019]在一个实施例中，所述集成电路装置为多位移相器装置，包括：第一移相器，其中所述第一信号传导线、所述第一接地面、所述第二接地面和所述多个开关是所述第一移相器的一部分；和第二移相器，包括：不同长度的第二信号传导线和第三信号传导线；和一个或多个开关，用于选择所述第二信号传导线或所述第三信号传导线。
[0020]在一个实施例中，所述第一移相器与比所述第二移相器更短的传输时间延迟相关联。
[0021]在一个实施例中，所述第一移相器响应于所述第一控制位；和所述第二移相器响应于与所述第一控制位分离的第二控制位。
附图说明
[0022]为了更全面地理解本公开及其特征和优点，结合附图参考以下描述，其中相同的附图标记代表相同的部分，其中：
[0023]图1是说明具有可切换传输线的示例性真延时(TTD)移相器的示意图；
[0024]图2A是根据本公开的一些实施例的具有可切换接地面的示例性TTD 移相器结构的截面图；
[0025]图2B图示了根据本公开的一些实施例的具有在参考模式下操作的可切换接地面的示例性TTD移相器结构的等效模型；
[0026]图2C图示了根据本公开的一些实施例的具有以延迟模式操作的可切换接地面的示例性TTD移相器结构的等效模型；
[0027]图3A是根据本公开的一些实施例的具有可切换接地面的示例性TTD 移相器结构的透视图；
[0028]图3B图示了根据本公开的一些实施例的可切换慢波接地面的一部分的放大图；
[0029]图3C图示了根据本公开的一些实施例的可切换参考接地面的一部分的展开图；
[0030]图4是根据本公开的一些实施例的具有可切换接地面的示例性TTD移相器结构的俯视图；
[0031]图5是根据本公开的一本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种真延时移相器结构，其特征在于，包括：布置在所述结构的第一层上的信号传导线；第一可切换接地面，包括布置在所述结构的第二层上的第一导电平面；第二可切换接地面，包括布置在所述结构的第三层上的第二导电平面，其中所述第一层、第二层和第三层是所述结构的分离层；耦合在所述第一可切换接地面和第一接地元件之间的第一开关，所述第一接地元件布置在所述第二层上；和耦合在所述第二可切换接地面和第二接地元件之间的第二开关，所述第二接地元件布置在所述第三层上。2.根据权利要求1所述的真延时移相器结构，其特征在于：所述第一可切换接地面位于所述信号传导线和所述第二可切换接地面之间；和所述第一可切换接地面的第一导电平面包括：耦合到所述第一开关的第一细长导电段；第二细长导电段；和彼此间隔开的多个细长导电段，其中所述多个细长导电段中的每个的相对端分别连接到所述第一细长导电段或所述第二细长导电段中的不同的一个。3.根据权利要求2所述的真延时移相器结构，其特征在于，所述信号传导线的信号传播轴与所述第一可切换接地面的多个细长导电段的信号传播轴不平行。4.根据权利要求1所述的真延时移相器结构，其特征在于，所述第二可切换接地面的第二导电平面包括带孔的导电材料层。5.根据权利要求1所述的真延时移相器结构，其特征在于，还包括：一个或多个导电层，在所述第一可切换接地面和所述第二可切换接地面之间。6.根据权利要求1所述的真延时移相器结构，其特征在于，所述第一开关处于关闭状态以将所述第一导电平面切换到接地状态，同时所述第二开关处于打开状态以将所述第二导电平面切换到浮动状态。7.根据权利要求1所述的真延时移相器结构，其特征在于，所述第一开关处于打开状态以将所述第一导电平面切换到浮动状态，同时所述第二开关处于关闭状态以将所述第二导电平面切换到接地状态。8.根据权利要求1所述的真延时移相器结构，其特征在于，耦合在所述第一可切换接地面和所述第一接地元件之间的第一开关与耦合在所述第二可切换接地面和所述第二接地元件之间的第二开关具有不同的尺寸。9.根据权利要求1所述的真延时移相器结构，其特征在于：所述第二可切换接地面与所述信号传导线间隔开的距离大于与所述第一可切换接地面的距离；耦合在所述第二可切换接地面和所述第二接...
【专利技术属性】
技术研发人员：HC，
申请(专利权)人：美国亚德诺半导体公司，
类型：新型
国别省市：
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