基于电路板介质的单极子天线建模与通信研究

摘要

基于电路板介质设计了一种芯片内/芯片间射频无线通信模型,利用单极子天线替代传统的芯片管脚,不仅保留芯片固定功能,而且可作为L/O端口的辐射天线.在该设计中两个单板子天线相距1个波长,伸入到介质中,且电路板上下表面覆盖有金属.利用电磁仿真软件HF-SS得到模型中天线在20 GHz的散射参数S11、S21分别为-12.7 dB和-18.3 dB.与ADS软件进行联合仿真,设置发射天线输入频率20 GHz、幅度1V的无直流分量的正弦信号,则接收天线输出频率为20 GHz、幅度为0.448 V的正弦波形;用高电平1V、低电平0V、码元周期50 ps的伪随机二进制信号替换正弦信号,加载在发射天线的输入端,则从接收天线输出端检测到的信号眼图清晰,其眼宽50 ps和眼高1V.从理论上验证了利用芯片管脚作为发射/接收天线实现芯片间/芯片内射频通信的可行性.