一种射频芯片小天线制造技术

本发明专利技术公开了一种射频芯片小天线，包括两片平板状的相互平行的金属片、馈线、接地线；所述两片金属片上均设置有可短接点，分别用于连接馈线和接地线。本发明专利技术的射频芯片小天线集成了新型人工电磁材料，因此具有丰富的色散特性，可形成多种辐射模式，即可免去繁琐的阻抗匹配网络，并可通过调整馈线的馈入耦合方式、接地线接入方式、金属微结构的拓扑结构、金属化通孔的位置、以及馈线与接地线与上下两层金属片的可短接点位置来进行调谐，为多频点的阻抗匹配带来了极大的便利；同时，本发明专利技术的小天线采取芯片模式，可充分利用辐射面积，逼近Ｃｈｕ？Ｌｉｍｉｔ的天线尺寸极限原理，且双芯片的构造也对局限电磁波、减少外界对天线工作的影响带来技术优势。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及无线射频器件
，尤其涉及一种新型的射频芯片小天线。
技术介绍
随着半导体工艺的高度发展，对当今的电子系统集成度提出了越来越高的要求，器件的小型化成为了整个产业非常关注的技术问题。然而，不同于ic芯片遵循"摩尔定律"的发展，作为电子系统的另外重要组成 一 射频模块，却面临着器件小型化的高难度技术挑战。射频模块主要包括了混频、功放、滤波、射频信号传输、匹配网络与天线等主要器件。其中，天线作为最终射频信号的辐射单元和接收器件，其工作特性将直接影响整个电子系统的工作性能。然而天线的尺寸、带宽、增益等重要指标却受到了基本物理原理的限制(固定尺寸下的增益极限、带宽极限等)。这些指标极限的基本原理使得天线的小型化技术难度远远超过了其它器件，而由于射频器件的电磁场分析的复杂性，逼近这些极限值都成为了巨大的技术挑战。 同时，随着现代电子系统的复杂化，多模服务的需求在无线通信、无线接入、卫星通信、无线数据网络等系统中变得越来越重要。而多模服务的需求进一步增大了小型化天线多模设计的复杂度。除去小型化的技术挑战，天线的多模阻抗匹配也成为了天线技术的瓶颈。另一方面，多输入多输出系统(MIM0)在无线通信、无线数据服务领域的高速发展更进一步苛刻地要求了天线尺寸的小型化并同时保证良好的隔离度、辐射性能以及抗干扰能力。然而，传统的终端通信天线主要基于电单极子或偶极子的辐射原理进行设计，比如最常用的平面反F天线(PIFA)。传统天线的辐射工作频率直接和天线的尺寸正相关，带宽和天线的面积正相关，使得天线的设计通常需要半波长的物理长度。在一些更为复杂的电子系统中，天线需要多模工作，就需要在馈入天线前额外的阻抗匹配网络设计。但阻抗匹配网络额外的增加了电子系统的馈线设计、增大了射频系统的面积同时匹配网络还引入了不少的能量损耗，很难满足低功耗的系统设计要求。因此，小型化、多模式的新型天线技术成为了当代电子集成系统的一个重要技术瓶颈。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是提供一种新型的射频芯片小天线，突破传统天线设计的框架，省去阻抗匹配网络的复杂设计，保证其小型化和多模化。 为解决上述技术问题，本专利技术是通过以下技术方案实现的 —种射频芯片小天线，包括两片平板状的相互平行的金属片、馈线、接地线；所述两片金属片上均设置有可短接点，分别用于连接馈线和接地线。 其中，所述两片金属片上均镂刻有一个金属微结构或者由至少两个金属微结构组合而成的组阵结构。 其中，所述两片金属片中，其中之一金属片上镂刻的金属微结构或者组阵结构不同于另一金属片上镂刻的金属微结构或者组阵结构。3 其中，在每片金属片上的金属微结构内部，嵌入镂刻有新的金属微结构。 其中，所述金属微结构的外部形状为敞开式的圆形或者多边形。 其中，所述两片金属片上所镂刻的金属微结构为互补式开口谐振环结构、互补式螺旋线结构、开口螺旋环结构、双开口螺旋环结构、互补式弯折线结构、开口螺旋环与弯折线混合结构、开口螺旋环与双开口螺旋环混合结构中的任一种。 其中，所述两片金属片上均设有金属化通孔，且所述两片金属片通过该金属化通孔短接。 其中，所述两片金属片之间还包括实际填空介质，所述两片金属片分别位于该实际填空介质的上下两层。 其中，所述实际填空介质为空气、陶瓷、或者介质基板。 其中，所述馈线采用电感馈入方式或者电容馈入方式，所述接地线采用电感接地方式或者电容接地方式。 本专利技术具有以下有益效果 本专利技术的射频芯片小天线的设计突破了传统天线的设计框架，集成了新型人工电磁材料，因此其辐射具有非常丰富的色散特性，可以形成多种辐射模式，即可免去繁琐的阻抗匹配网络，并可以通过调整馈线的馈入耦合方式、接地线接入方式、上下两层金属片上金属微结构的拓扑结构、上下两层金属片上金属化通孔的位置、以及馈线与接地线与上下两层金属片的可短接点位置来进行调谐，这种丰富的色散特性为多频点的阻抗匹配带来了极大的便利。同时，本专利技术的小天线采取芯片模式，因此可以充分利用辐射面积，逼近ChuLimit的天线尺寸极限原理，且双芯片的构造也对局限电磁波、减少外界对天线工作的影响带来技术优势。 综上所述，本专利技术的射频芯片小天线具有尺寸小、加工简单、成本低廉、天线辐射面积利用率高、容易进行多模天线匹配设计以及抗干扰能力强等优点。从应用领域划分，射频芯片小天线可以通过相应的接口在以下无线设备环境中应用 1)无线局域网(802. 11a/b/g/n/y)。可以应用到的设备包括无线路由器，室内移动终端无线接收器，如电脑，Personal digital assistant (PDA)，无线接入设备AP等。 2)蜂窝网通信。可以应用到的设备包括Personal Digital Cellular(PDC)，Global Systems for Mobile Communications (GSM)，IS_95(Code Division MultipleAccess, CDMA)， IS-2000(CDMA2000)， Generalized Packet Relay Service (GPRS)， WideCodeDivision Multiple Access(WCDMA)， Time Division-Synchronous CodeDivisionMultiple Access(TD-SCDMA)， Universal MobileTelecommunications System(UMTS)，High Speed OFDM Packet Access(HS0PA)， High-Speed Uplink Packet Access(HSUPA)，High_SpeedDownlink Packet Access(HSDPA) ， Worldwide InteroperabilityforMicrowave Access (WiMax) ， UMTS Long Term Evolution(LTE)以及多输入输出系统(MIM0)。从以上应用可以看到，IHT芯片小天线可以广泛地应用到各类蜂窝网通信终端中，其中包括各类第二代、第三代以及第四代的无线终端。所设计的小型天线不但可以应用在蜂窝网通信中的各类移动接收终端中，而且稍加改动也可以应用在发射端，如针对于第二代、第三代以及第四代无线通信系统的基站天线等。 3) Global Positioning System (GPS)全球定位系统终端天线。 4)超短距离通信(Ultra-wideband, UWB， 13m以内)。可以应用的设备包括使用UWB技术的所有无线电子设备。 5)蓝牙无线设备(IEEE802. 15. 1)。可以应用的设备包括IEEE802. 15. 1协议定义 下的所有无线电子设备。 6)ZigBee(IEEE802. 15. 4)协议内的无线通信设备，如工业监控、传感器网络、家庭 网络、安全系统、车载电子系统、伺服执行机构等。由于IEEE802. 15.4定义的无线通信设备 均为功率受限设备，因此要求低功耗。本专利技术提出的小型天线在大大縮小硬件尺寸的同时 也节省了硬件的功耗，因此这里提出的小天线将非常适合IEEE802. 15. 4协议下的任何无 线电子设备。 7)无有线基础设本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种射频芯片小天线，其特征在于，包括两片平板状的相互平行的金属片、馈线、接地线；所述两片金属片上均设置有可短接点，分别用于连接馈线和接地线。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：刘波，
申请(专利权)人：东莞市启汉电子科技有限公司，
类型：发明
国别省市：44[中国|广东]