[发明专利]高辐射效率高增益的硅基片上介质谐振天线及天线阵列

权利要求书

1.一种高辐射效率高增益的硅基片上介质谐振天线，包括有片上H形缝隙结构(1)和通过绝缘胶层(2)固定在所述片上H形缝隙结构(1)上的矩形介质谐振块(3)，其特征在于，所述矩形介质谐振块(3)选为TE_δ,1,3模，中心频率为300GHz，所述片上H形缝隙结构(1)是形成在集成工艺顶层金属(4)上，所述H形缝隙结构(1)位于金属腔(15)中，所述金属腔(15)是由采用集成工艺中除集成工艺顶层金属(4)和集成工艺底层金属(101)以外的中间层金属及金属过孔堆叠形成，其中，所述片上H形缝隙结构(1)包括有两条平行形成的左垂直缝隙(11)和右垂直缝隙(12)，所述左垂直缝隙(11)和右垂直缝隙(12)相对应侧分别对应形成有一个倒L型的左侧缝隙(13)和右侧缝隙(14)，所述倒L型的左侧缝隙(13)和右侧缝隙(14)中的水平部分连接在所对应的左垂直缝隙(11)和右垂直缝隙(12)的中部，所述倒L型的左侧缝隙(13)和右侧缝隙(14)中的垂直部分相互平行构成天线与外部结构相连的两条引出缝隙。

2.一种由权利要求1所述的高辐射效率高增益的硅基片上介质谐振天线构成的天线阵列，其特征在于，是形成在矩形集成工艺顶层金属(5)上的2×2天线阵列，包括有分别形成在所述矩形金属板(5)的四个端部的四个结构相同的片上H形缝隙结构(A1、A2、A3、A4)，通过绝缘胶层(2)分别固定在四个所述片上H形缝隙结构(A1、A2、A3、A4)上的四个结构相同的矩形介质谐振块(3)，其中，位于左上端部的第一片上H形缝隙结构(A1)的一条引出缝隙通过第一连接缝隙(6)连接位于左下端部的第二片上H形缝隙结构(A2)的一条引出缝隙，所述第一片上H形缝隙结构(A1)的另一条引出缝隙通过第二连接缝隙(7)与位于右上端部的第三片上H形缝隙结构(A3)的一条引出缝隙相连，所述第三片上H形缝隙结构(A3)的另一条引出缝隙通过第三连接缝隙(8)与位于右下端部的第四片上H形缝隙结构(A4)的一条引出缝隙相连，所述第二片上H形缝隙结构(A2)的另一条引出缝隙和第四片上H形缝隙结构(A4)的另一条引出缝隙分别通过第一引出缝隙(9)和第二引出缝隙(10)构成用于天线阵列连接外部电路的连接端(Port1)。

3.根据权利要求2所述的由高辐射效率高增益的硅基片上介质谐振天线构成的天线阵列，其特征在于，第一连接缝隙(6)、第二连接缝隙(7)、第三连接缝隙(8)、第一引出缝隙(9)和第二引出缝隙(10)构成一分四GCPW功分网络，其中，所述第一连接缝隙(6)和第二连接缝隙(7)在所述第一片上H形缝隙结构(A1)的连接处(Port4)的相位与所述第一连接缝隙(6)和第一引出缝隙(9)在所述的第二片上H形缝隙结构(A2)的连接处(Port2)的相位之差为180°，所述第二连接缝隙(7)和第三连接缝隙(8)在第三片上H形缝隙结构(A3)的连接处(Port5)的相位与第三连接缝隙(8)和第二引出缝隙(10)的第四片上H形缝隙结构(A4)的连接处(Port3)的相位之差为180°。

4.根据权利要求2所述的由高辐射效率高增益的硅基片上介质谐振天线构成的天线阵列，其特征在于，所述的四个结构相同的片上H形缝隙结构(A1、A2、A3、A4)均包括有有两条平行形成的左垂直缝隙(11)和右垂直缝隙(12)，所述左垂直缝隙(11)和右垂直缝隙(12)相对应侧分别对应形成有一个倒L型的左侧缝隙(13)和右侧缝隙(14)，所述倒L型的左侧缝隙(13)和右侧缝隙(14)中的水平部分连接在所对应的左垂直缝隙(11)和右垂直缝隙(12)的中部，所述倒L型的左侧缝隙(13)和右侧缝隙(14)中的垂直部分分别构成与所述的第一连接缝隙(6)或第二连接缝隙(7)或第三连接缝隙(8)或第一引出缝隙(9)或第二引出缝隙(10)相连的两条引出缝隙。