[发明专利]可调谐人造电介质无效
申请号: | 200680027546.X | 申请日: | 2006-07-25 |
公开(公告)号: | CN101258612A | 公开(公告)日: | 2008-09-03 |
发明(设计)人: | 毛-淳·弗兰克·昌;黄大全;威廉·汉特 | 申请(专利权)人: | 加利福尼亚大学董事会 |
主分类号: | H01L31/119 | 分类号: | H01L31/119;H03B5/32 |
代理公司: | 北京集佳知识产权代理有限公司 | 代理人: | 杨林森;李春晖 |
地址: | 美国加利*** | 国省代码: | 美国;US |
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摘要: | |||
搜索关键词: | 调谐 人造 电介质 | ||
相关申请的交叉引用
本申请要求于2005年8月4日提交的、名称为“On-Chip TunableArtificial Dielectrics Based VCO”的临时申请60/705,870、于2005年8月4日提交的、名称为“On-chip Tunable Artificial Dielectrics”的临时申请60/705,871和于2006年4月21日提交的、名称为“On-Chip TunableArtificial Dielectrics”的临时申请60/794,012的权益,其全部内容通过引用而被整体并入在此。。
政府权利
本发明是在美国海军所颁发的许可号为N66001-04-1-8934的政府支持下做出的。政府享有本发明中的某些权利。
技术领域
本公开涉及可调谐电路、器件和方法。特别地,其涉及可调谐人造电介质。
背景技术
人造电介质是本领域内已知的,并且是例如通过将小的可极化颗粒分布在均匀的背景材料中而制作的,并代表天然电介质的宏观模拟。可极化颗粒既可以是金属颗粒,也可以是电介质颗粒。可以参考例如R.E.Collin所著、位于新泽西的IEEE出版社于1990年出版的“Field Theory of GuidedWaves”第2版第749~786页或W.E.Kock所著、1948年Bell System技术周刊第27卷第58~82页的“Metallic Delay Lenses”。该两篇论文的全部内容通过引用而整体结合于此。
已知的人造电介质材料是例如分立或浮动的金属球、盘、条或棒等。当将这些材料嵌入电磁场时,这些材料的人造颗粒被所施加的场极化,其正电荷和负电荷彼此移开。这样每个颗粒充当一个偶极子,从而促成总电荷移位,并由此促成有效介电常数。
图1示出了多个浮动金属片1,其中各金属片的正电荷和负电荷2、3在所施加的场E的影响下彼此移开。电磁场所极化的偶极子充当人造电介质。
在例如W.Andress和D.Ham所著的、2004年超大规模集成电路研讨会技术论文摘要第50~53页的“Standing Wave Oscillators Utilizing Wave-Adaptive Tapered Transmission Lines”中,示出了一种基于人造电介质概念的器件,文中公开了基于人造电介质的驻波振荡器。
进而,波长或频率可调谐性对于射频(RF)、微波和毫米波组件和电路很重要。它可以用来对诸如传输线、谐振回路(resonant tank)、天线、延迟线、滤波器、感应器、转换器、平衡-不平衡转换器、双工器这样的组件和诸如放大器、混和器、滤波器、VCO、PLL这样的电路和其它利用波长或频率调谐或滤波的电路的工作频率进行调谐。
发明内容
本公开以一种新颖而独创的方式来处理以上所述的两个概念。
根据第一方面,公开了一种器件,包括:多个人造电介质元件;与多个人造电介质元件耦合的金属结构;和多个可变电容器件,每个可变电容器件具有第一端和第二端,第一端与多个人造电介质元件中的相应人造电介质元件连接;其中每个第二端适于连接至控制信号,控制信号控制可变电容器件的电容的变化。
根据第二方面,公开了一种电压控制的振荡器,包括:引导输入波的金属结构;与金属结构连接的多个人造电介质元件,输入波使人造电介质元件中的金属颗粒极化;和多个可变电容器件,其每个都具有与相应的人造电介质元件连接的第一端和适于与控制信号连接的第二端,多个可变电容器件的第二端形成电压控制的振荡器的控制输入以控制输入波的频率。
根据第三方面,公开了一种对信号进行调谐的方法,包括:将金属结构与多个人造电介质元件耦合,所述金属结构适于引导待被调谐的所述信号;提供多个可变电容器件,每个可变电容器件具有第一端和第二端,第一端与多个人造电介质元件的相应人造电介质元件连接;将每个第二端连接至至少一个控制信号;和通过至少一个控制信号来改变可变电容器件的电容,从而对信号进行调谐。
根据第四方面,公开了一种器件,包括:第一多个和第二多个人造电介质元件;与所述第一多个人造电介质元件耦合的第一金属结构;与所述第二多个人造电介质元件耦合的第二金属结构;和多个开关,每个开关与第一多个人造电介质元件中的相应人造电介质元件和第二多个人造电介质元件的相应人造电介质元件连接,每个开关进一步可与控制信号连接,控制信号对通过第一和第二金属结构而引导的信号的频率进行调谐。
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H01L 半导体器件;其他类目中不包括的电固体器件
H01L31-00 对红外辐射、光、较短波长的电磁辐射,或微粒辐射敏感的,并且专门适用于把这样的辐射能转换为电能的,或者专门适用于通过这样的辐射进行电能控制的半导体器件;专门适用于制造或处理这些半导体器件或其部件的方法或
H01L31-02 .零部件
H01L31-0248 .以其半导体本体为特征的
H01L31-04 .用作转换器件的
H01L31-08 .其中的辐射控制通过该器件的电流的,例如光敏电阻器
H01L31-12 .与如在一个共用衬底内或其上形成的,一个或多个电光源,如场致发光光源在结构上相连的,并与其电光源在电气上或光学上相耦合的