基于磷化銦工藝的人工磁導(dǎo)體片上天線設(shè)計.pdf

1、近些年來,因為為了順應(yīng)現(xiàn)代通信中要求電路尺寸小,人們對于片上集成天線(Antenna On Chip,AOC)的研究越來越廣泛了。現(xiàn)如今大部分片上集成天線基于的半導(dǎo)體工藝是采用CMOS工藝,而CMOS工藝中的硅襯底的高介電常數(shù)和較大的厚度使得電磁能量大部分以表面波的形式存在于硅襯底中,而低電阻率又使得這部分能量大部分以熱的形式耗散掉,少部分會從襯底邊緣輻射出去,這會引起天線輻射方向圖的畸變。其中導(dǎo)致片上天線輻射效率低的最主要原因是硅襯底

2、的低電阻率。許多相關(guān)領(lǐng)域的研究人員為了改善這種片上天線輻射效率差的問題使用了很多不同的方法,其中在天線和硅襯底之間引入人工磁導(dǎo)體結(jié)構(gòu)是一種十分有效的方法。這種人工磁導(dǎo)體結(jié)構(gòu)對它們二者起到隔離作用,將輻射到其表面的入射電磁波同相位的反射回去,可以有效的提高天線的正向輻射效率。
　　本文將采用一種新型的片上環(huán)境磷化銦(InP)工藝,InP材料具有禁帶寬度大,電子遷移率高,負阻效應(yīng)等顯著優(yōu)點,使得它成為微波器件的理想襯底。因為磷化銦工藝

3、是新型工藝,所以在本文中對于這種工藝的具體結(jié)構(gòu)參數(shù)做出了詳細的介紹。并且在這種新型工藝上集成了片上偶極子天線,為了比較這種工藝是否存在優(yōu)勢,也會在論文中將它和傳統(tǒng)CMOS工藝下的片上天線的性能做出對比。因為人工磁導(dǎo)體結(jié)構(gòu)對于提高天線的輻射效率有很大的作用,論文將以人工磁導(dǎo)體結(jié)構(gòu)做為主體部分。通過討論三種經(jīng)典人工磁導(dǎo)體結(jié)構(gòu)(蘑菇型高阻抗表面、UC-PBG、頻率選擇表面)的等效電路模型和設(shè)計公式來分析人工磁導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的工作原理。并且在文章中我