[发明专利]一种射频芯片小天线

说明书

技术领域

本发明涉及无线射频器件技术领域，尤其涉及一种新型的射频芯片 小天线。

背景技术

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(MIMO)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。

发明内容

本发明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，本发明是通过以下技术方案实现的：

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。

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。

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。

本发明具有以下有益效果：