[发明专利]一种面向大阵列毫米波系统应用的表面波隔离器

说明书

本发明涉及一种面向大阵列毫米波系统应用的表面波隔离器，包括设置于第二金属层上的一个以上第一金属层，第一金属层包括若干个平行共面且具有一定间距的线型金属、位于线型金属两端的第一金属平面和第二金属平面、连接在第一金属平面和第二金属平面下方的若干个金属通孔，线型金属的两端分别与第一金属平面和第二金属平面相连接，线型金属上均设置有一个间隙，间隙设置于靠近第一金属平面或第二金属平面的一侧，相邻线型金属上的间隙分别设置于不同侧；第二金属层包括与金属通孔下端连接的接地金属平面。本发明的表面波隔离器电路结构简单新颖，在一个宽的工作频率范围内，可以有效抑制天线间表面波的传播，显著改善天线阵列间的隔离度。

技术领域

本发明属于毫米波技术领域，具体而言，涉及一种面向大阵列毫米波系统应用的表面波隔离器。

背景技术

天线作为毫米波无线通信系统中的关键组成部分，分别位于发射机的最末端和接收机的最前端，用于辐射和接收毫米波信号。硅基半导体工艺具有低成本、低功耗和高集成度的优势。随着半导体工艺的快速发展，基于硅基半导体工艺的毫米波单片全集成系统已经得到了成功的验证。在这些先进的电子系统中，收发机前端与天线之间的集成方式，主要分为片内集成和片外集成两种方式。片内集成虽然可以获得更高的集成度，但是由于硅基半导体工艺具有天然的高衬底损耗以及表面波串扰严重，导致硅基片上天线的增益低和辐射效率差，很难满足实际需求。另外，当发射机片上天线辐射大功率毫米波信号的时候，由于天线与其他电路距离很近很容易发生信号干扰。因此，采用片外集成是目前的主流集成方式。目前，无线电子系统越来越要求轻、薄、短、小，毫米波发射机/接收机/收发机前端电路系统芯片与板级天线互相集成组装成一个大阵列的片上系统，已经成为一种主流的发展趋势。然而，对于这种高集成度的大阵列无线系统的开发，存在的一个主要挑战是如何在一个紧凑的封装尺寸下，解决相邻天线间表面波的串扰问题，提高隔离度。

两种常用的提高天线间隔离度的技术是电磁带隙和交叉极化。但是，电磁带隙结构复杂，尺寸大，工作频率一般在微波频段；交叉极化技术，虽然在一定程度上可以较好地抑制表面波的传播，但是其工作频带窄且存在极化干扰现象。因此，传统的天线隔离技术存在着一些明显的不足，极大的限制了其在大阵列毫米波系统的应用。

发明内容

为解决上述问题，本发明提供了一种面向大阵列毫米波系统应用的表面波隔离器，可以在宽的工作频率范围内提高天线间隔离度。

为实现上述目的，本发明的技术方案如下：

如图1、图2、图3所示，一种面向大阵列毫米波系统应用的表面波隔离器，包括设置于第二金属层上的一个以上第一金属层，第一金属层包括若干个平行共面且具有一定间距的线型金属1、位于线型金属1两端的第一金属平面2和第二金属平面3、连接在第一金属平面2和第二金属平面3下方的若干个金属通孔4，线型金属1的两端分别与第一金属平面2和第二金属平面3相连接，线型金属1上均设置有一个间隙6，间隙6设置于靠近第一金属平面2或第二金属平面3的一侧，相邻线型金属1上的间隙分别设置于不同侧；第二金属层包括与金属通孔4下端连接的接地金属平面5。

本技术方案中，进一步地，线型金属1的两端分别与第一金属平面2和第二金属平面3直接电气连接，金属通孔4与第一金属平面2和第二金属平面3直接电气连接，金属通孔4与接地金属平面5直接电气连接。

进一步地，表面波隔离器包括两层及两层以上的第一金属层，上层的第一金属层的金属通孔4与下层的第一金属平面2和第二金属平面3直接电气连接，最下层的第一金属层的金属通孔4与接地金属平面5直接电气连接。

进一步地，金属通孔4为实心的圆柱或者实心的棱柱。

进一步地，接地金属平面5覆盖第一金属层。

进一步地，间隙6为长方体的空隙。

进一步地，相间隔的线型金属1的间隙6的位置和大小相同。