[实用新型]一种新型高效的硅基片上微带贴片天线

说明书

本实用新型公开了一种新型高效的硅基片上微带贴片天线，包括硅衬底层和石英介质层，所述硅衬底层和石英介质层之间设置有金属腔，所述金属腔由第一金属层、第二金属层、第三金属层、第四金属层、第五金属层、第六金属层和过孔结构堆叠而成，所述第一金属层和第六金属层分别作为金属腔的底层和顶层，相邻两个金属层之间均设置有二氧化硅层，通过过孔结构的连接使得金属层形成一个腔体，且该腔体其中一侧面设置有开口；所述第六金属层顶端设置有贴片天线和微带线，所述贴片天线设置于第六金属层中部，所述微带线与贴片天线连接。

技术领域

本实用新型涉及天线技术与无线通信领域，更具体的说，是涉及一种新型高效的硅基片上微带贴片天线。

背景技术

天线是收发机系统中的重要组成部分，它主要承载着发射与接收电磁波信号的功能。在毫米波及太赫兹频段，由于频率较高，天线的尺寸小，采用集成工艺加工生产片上天线易于集成，相比片外天线能够有效避免复杂的封装过程，以及互联过程中产生的损耗。因此，片上天线的设计尤为重要。

片上微带贴片天线被广泛应用于片上雷达和成像系统中，然而硅基半导体技术中的金属层间过窄，导致设计的片上贴片天线的增益和辐射效率较低，亟需有效的解决方法提高片上微带贴片天线的增益和辐射效率。

实用新型内容

本实用新型的目的是为了克服现有技术中的不足，提供一种新型高效的硅基片上微带贴片天线。

本实用新型的目的是通过以下技术方案实现的。

本实用新型的新型高效的硅基片上微带贴片天线，包括硅衬底层和石英介质层，所述硅衬底层和石英介质层之间设置有金属腔，所述金属腔由第一金属层、第二金属层、第三金属层、第四金属层、第五金属层、第六金属层和过孔结构堆叠而成，所述第一金属层和第六金属层分别作为金属腔的底层和顶层，相邻两个金属层之间均设置有二氧化硅层，通过过孔结构的连接使得金属层形成一个腔体，且该腔体其中一侧面设置有开口；所述第六金属层顶端设置有贴片天线和微带线，所述贴片天线设置于第六金属层中部，所述微带线与贴片天线连接。

所述第六金属层顶端开设有矩形环槽，且该矩形环槽位于贴片天线四周。

所述微带线与金属腔连接处两侧留有开口。

所述石英介质层采用四分之一波长介质厚度的石英介质层。

与现有技术相比，本实用新型的技术方案所带来的有益效果是：

本实用新型中金属腔可以抑制电磁功率在介质中的损耗，提高天线的增益和辐射效率；四分之一波长的石英介质覆盖在天线上方可以改善天线的品质因数，进一步提高天线的增益和辐射效率。

附图说明

图1是本实用新型的三维图。

图2是天线的反射系数曲线。

图3是天线的增益和辐射效率曲线。

附图标记：1硅衬底层，2金属腔，3石英介质层，4微带线。

具体实施方式

本实用新型提出了一种新型宽带高增益片上基片集成波导天线，现结合其结构及设计方法对本实用新型进行详细说明。

如图1所示，本实用新型的新型高效的硅基片上微带贴片天线，包括硅衬底层1和石英介质层3，所述石英介质层3采用四分之一波长介质厚度的石英介质，该石英介质可以有效提高天线的辐射效率。所述硅衬底层1和石英介质层3之间设置有金属腔2，用于抑制电磁功率在介质中的耗散，所述金属腔2由硅基集成工艺的第一金属层、第二金属层、第三金属层、第四金属层、第五金属层、第六金属层和过孔结构堆叠而成，所述第一金属层和第六金属层分别作为金属腔2的底层和顶层，相邻两个金属层之间均设置有二氧化硅层，通过过孔结构的连接使得金属层形成一个腔体，且该腔体其中一侧面设置有开口。