面向系统集成的散热天线设计
2022-08-13钱佳唯张跃平毛军发
电子学报 2022年7期
周 礼,唐 旻,钱佳唯,张跃平,毛军发
(1.上海交通大学电子信息与电气工程学院电子工程系,上海 200240;2.新加坡南洋理工大学电气与电子工程学院,新加坡 639798)
1 引言
随着系统集成技术的不断发展,小型化、低功耗、高集成度的无线通信系统得到了越来越广泛的应用.在系统设计过程中,为了充分利用空间资源,通常要求将有源芯片、无源器件以及天线结构集成在十分有限的空间内[1,2].虽然系统的输入总功率有所降低,但是由于整体尺寸的显著减小,其中的功率密度反而增加,散热问题变得越来越严重.集成系统内部工作温度的上升容易引起器件性能的恶化,导致系统无法正常工作,甚至严重损毁.因此,在系统的电磁设计过程中,必须要同时考虑系统的散热性能.
为了降低热点温度,保证系统的正常工作,在高功率密度的无线通信集成系统中,往往需要引入额外的散热结构,例如鳍片式金属散热器等.然而,由于金属散热片通常紧邻集成电路,其易与芯片、互连线、天线等各种有源和无源器件产生电磁耦合,引起电磁兼容问题,导致能量损耗或引入额外噪声[3,4].尤其是对于包含天线的集成系统,金属散热片自身的寄生辐射还有可能导致天线性能的恶化,从而干扰通信系统的正常工作.
针对金属散热片引起的电磁兼容问题,常见的解决方案是通过引入额外的屏蔽结构或者优化布局来抑制金属散热片引起的近场耦合和寄生辐射问……
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