[发明专利]一种基于异构集成系统的硅基天线动态模型

说明书

本发明公开了一种基于异构集成系统的硅基天线动态模型，包括辐射层(1)，耦合层(2)，微带馈电层(3)，阵列天线地层(4)，辐射金属隔离柱(5)，馈电金属隔离柱(6)以及馈电连接器(7)，所述辐射层(1)，耦合层(2)，馈电层(3)均为采用标准硅工艺制作的单层射频结构，所述辐射金属隔离柱(5)位于辐射层(1)和耦合层(2)之间，馈电金属隔离柱(6)位于耦合层(2)阵列天线地层(4)之间，所述馈电连接器(7)通过微带馈电层(3)与耦合层(2)、有源辐射层(1)实现射频互联。本发明的天线模型，基板材料可更调，各层参数可调，馈电方式可调，微系统异构集成度高。

技术领域

本发明涉及微波天线技术，特别是一种基于异构集成系统的硅基天线动态模型。

背景技术

天线技术的发展建立在设计理论和材料器件工艺同步发展的基础上。为了满足微系统多层级、多专业的协同设计要求，必须基于硅基集成工艺平台开展硅基天线IP库技术，围绕天线的微型化、轻型化、一体化高密度集成，首先需要进行硅基天线理论研究，突破现有制式，给出符合设计要求的新型设计方案，其次密切结合硅基材料科学、制作工艺的发展，使得天线的高密度集成研究得到新型材料和微加工工艺技术的有利支撑，确保方案和技术的先进性。硅基天线IP库将通过建立仿真平台最终实现全数字化IP库仿真设计平台，在仿真阶段，将系统指标分解、考虑结构、散热等要求，实现满足系统技战术指标要求的天线单元产品。基于异构集成系统的总体设计流程规范，强化异构集成系统设计中的建模仿真规范和要求，重点研究异构集成设计过程中天线阵面的集成架构，研究天线单元、阵列天线仿真设计中的电磁协同设计问题，形成相关设计规则。通过典型工艺PDK模型、功能电路模型、系统集成模型的设计和开发，研究典型的设计流程方法，实现规范化的微系统精准建模。通过典型功能的模型设计与验证，实现模块化系统设计，构建基于数字样机的协同研发IP库，研究在宽带高功率条件下的硅基天线综合建模仿真设计方法，为未来微系统通用设计打下坚实基础。

现有技术存在的问题是：1.已有的天线单元模型为定制化模型，无法在不同的使用场景下灵活地进行调整和优化；2.普通的天线单元剖面高、模型独立，通常基于金属、微波板材料加工，难以满足微系统的高集成度要求。

发明内容

针对现有技术中存在的问题，本发明提供了一种天线基板材料可选，各层参数可调，馈电方式可选，微系统异构集成度高的基于异构集成系统的硅基天线动态模型。

本发明的目的通过以下技术方案实现。

一种基于异构集成系统的硅基天线动态模型，包括辐射层(1)，耦合层(2)，微带馈电层(3)，阵列天线地层(4)，辐射金属隔离柱(5)，馈电金属隔离柱(6)以及馈电连接器(7)，所述辐射层(1)，耦合层(2)，馈电层(3)均为采用标准硅工艺制作的单层射频结构，所述辐射金属隔离柱(5)位于辐射层(1)和耦合层(2)之间，所述馈电金属隔离柱(6)位于耦合层(2)阵列天线地层(4)之间，所述馈电连接器(7)通过微带馈电层(3)与耦合层(2)、有源辐射层(1)实现射频互联。

所述辐射层(1)包括辐射金属贴片(11)、辐射金属隔离柱(12)，辐射层Si基板(13)，辐射金属贴片(11)尺寸可调、辐射金属隔离柱(12)形成的腔体尺寸可调，辐射层Si基板(13)材料可更换。

所述耦合层(2)包括辐射金属隔离柱(21)、耦合层Si基板(22)，馈电金属隔离柱(23)，耦合缝隙(24)，所述辐射层(1)置于耦合层(2)上方，所述馈电层(3)置于耦合层(2)下方，所述辐射金属隔离柱(21)、馈电金属隔离柱(23)形成的腔体尺寸可调、耦合层Si基板(22)材料可更换，所述耦合缝隙(24)尺寸可调。

所述微带馈电层(3)包括微带馈电线(31)、耦合层Si基板(32)、金属地层(33)、馈电金属隔离柱(34)、馈电连接器(35)，所述微带馈电线(31)尺寸可调，所述耦合层Si基板(32)材料可更换，所述馈电金属隔离柱(34)形成的腔体尺寸可调，所述馈电连接器(35)的馈电方式可选。