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    重庆时时彩钱取不出来: 基于复合右左手超材料结构的多刀多掷开关器件.pdf

    关 键 词:
    基于 复合 左手 材料 结构 多刀多掷 开关 器件
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    摘要
    申请专利号:

    CN200980156815.6

    申请日:

    2009.12.16

    公开号:

    CN102388502A

    公开日:

    2012.03.21

    当前法律状态:

    授权

    有效性:

    有权

    法律详情: 授权|||专利申请权的转移IPC(主分类):H01P 1/15登记生效日:20151104变更事项:申请人变更前权利人:豪沃基金有限责任公司变更后权利人:古拉咨询有限责任公司变更事项:地址变更前权利人:美国特拉华州变更后权利人:美国特拉华州|||实质审查的生效IPC(主分类):H01Q 1/38申请日:20091216|||专利申请权的转移IPC(主分类):H01Q 1/38变更事项:申请人变更前权利人:雷斯潘公司变更后权利人:豪沃基金有限责任公司变更事项:地址变更前权利人:美国加利福尼亚州变更后权利人:美国特拉华州登记生效日:20120308|||公开
    IPC分类号: H01Q1/38; H01Q3/44; H01Q13/08; G01S13/00 主分类号: H01Q1/38
    申请人: 雷斯潘公司
    发明人: A. 迪皮; V. 佩内夫; V. 帕塔克; A. 贡马拉
    地址: 美国加利福尼亚州
    优先权: 2008.12.16 US 61/138054
    专利代理机构: 中国专利代理(香港)有限公司 72001 代理人: 王岳;蒋骏
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    法律状态
    申请(专利)号:

    CN200980156815.6

    授权公告号:

    ||||||||||||

    法律状态公告日:

    2015.11.25|||2015.11.25|||2012.05.02|||2012.04.18|||2012.03.21

    法律状态类型:

    授权|||专利申请权、专利权的转移|||实质审查的生效|||专利申请权、专利权的转移|||公开

    摘要

    用于基于复合左右手(CRLH)超材料结构的多刀多掷(MPMT)RF开关器件的技术、设备和系统。

    权利要求书

    1.一种器件,包括:多个分支,每个分支都包括:???????具有第一端和第二端的复合右/左手(CRLH)超材料传输线(TL);和???????耦合到所述CRLH超材料TL的所述第一端的开关;耦合到所述多个分支的多个端子,所述多个端子用来使能与所述多个分支的信号通信;以及耦合在所述CRLH超材料TL中的两个或更多个之间的公共点,所述公共点耦合到所述两个或更多个CRLH超材料TL中的每个的第二端。2.根据权利要求1所述的器件,其中对于单带操作,所述多个分支中的每个对于相应操作频率都具有零度的电气长度。3.根据权利要求1所述的器件,其中对于双带或多带操作,所述多个分支中的每个在第一操作频率处具有第一电气长度A而在第二操作频率处具有第二电气长度B,其中A≠B。4.根据权利要求3所述的器件,其中A=180o*k1,以及B=180o*k2,其中k1和k2是整数并且k1≠k2。5.根据权利要求1所述的器件,其中所述多个端子每个均包括:第一端子,用来耦合到发送端口;第二端子,用来耦合到接收端口;以及第三端子,用来耦合到天线端口。6.根据权利要求5所述的器件,其中所述开关使能从至少一个天线端口到至少一个接收端口的信号传输。7.根据权利要求6所述的器件,其中所述开关使能针对天线端口的组合到接收端口的信号传输。8.根据权利要求1所述的器件,其中每个开关是以下之一:PIN二极管、场效应晶体管(FET)、单刀单掷(SPST)开关、单刀双掷(SPDT)开关、或其组合。9.一种器件,包括:多个分支,其中每个分支都包括:???????耦合到分支的一端的CRLH超材料TL;???????耦合到所述CRLH超材料TL的开关;和???????耦合所述多个分支的公共点,其中所述多个分支的每个开关都耦合到用于信号传输的端子,以及其中多个控制信号控制所述开关以使能来自端子或端子组合的信号传输。10.根据权利要求9所述的器件,其中所述多个分支是从所述公共点辐射分布的。11.根据权利要求9所述的器件,其中对于单带操作,所述多个分支中的每个对于相应操作频率都具有零度的电气长度。12.根据权利要求9所述的器件,其中对于双带或多带操作,所述多个分支中的每个在第一操作频率处具有第一电气长度A而在第二操作频率处具有第二电气长度B,其中A≠B。13.根据权利要求12所述的器件,其中A=180o*k1,以及B=180o*k2,其中k1和k2是整数并且k1≠k2。14.根据权利要求9所述的器件,其中第一分支在第一操作频率处具有第一电气长度180o*k1,而第二分支在第二操作频率处具有第二电气长度180o*k2,其中k1和k2是整数并且k1≠k2。15.根据权利要求9所述的器件,其中所述多个端子每个均包括:第一端子,用来耦合到发送端口;第二端子,用来耦合到接收端口;以及第三端子,用来耦合到天线端口。16.根据权利要求15所述的器件,其中所述多个端子用来耦合到多个天线端口。17.根据权利要求16所述的器件,其中每个开关用来使能从至少一个天线端口到至少一个接收端口的信号传输。18.根据权利要求16所述的器件,其中每个开关用来使能从至少一个发送端口到至少一个天线端口的信号传输。19.根据权利要求18所述的器件,其中所述器件使能针对天线端口的组合到接收端口的信号传输。20.根据权利要求18所述的器件,其中所述器件使能针对天线端口的组合到发送端口的信号传输。

    说明书

    基于复合右左手超材料结构的多刀多掷开关器件

    优先权和相关申请

    本申请要求2008年12月16日提交的题为“MULTIPLE?POLE?MULTIPLE?THROW?RF?SWITCH?DEVICE?BASED?ON?COMPOSITE?RIGHT?AND?LEFT?HANDED?METAMATERIAL?STRUCTURES”的序列号为61/138054的美国临时专利申请的权益。

    上述申请的公开内容通过引用结合于此作为本申请说明书的一部分。

    背景技术

    本文档涉及复合右/左手(CRLH)超材料(Metamaterial,MTM)天线设备。

    电磁波在大多数材料中的传播遵循(E,?H,?β)矢量场的右手定则,该矢量场将电场表示为E,将磁场表示为H,并将波矢量表示为β(或传播常数)。相速度方向与信号能量传播(群速度)的方向相同,并且折射率是正数。这种材料是右手(RH)材料。大多数自然材料是RH材料,人工材料也可以是RH材料。

    超材料是人工结构。当被设计为具有比超材料所引导的电磁能量的波长小很多的结构平均单元(unit?cell)尺寸ρ时,该超材料对于所引导的电磁能量表现得像均匀介质。不同于RH材料,超材料可以呈现负折射率,其中在(E,?H,?β)矢量场的相对方向遵循左手(LH)定则的情况下,相速度方向与信号能量传播的方向相反。仅支持负折射率而同时具有负介电常数ε和负磁导率μ的超材料被称作纯LH超材料。

    许多超材料是LH材料和RH材料的混合物并因此是CRLH超材料。CRLH?MTM可以在低频表现得像LH超材料而在高频表现得像RH超材料。各种CRLH?MTM的实现方式和属性例如被描述在Caloz和Itoh的“Electromagnetic?Metamaterials:?Transmission?Line?Theory?and?Microwave?Applications”,?Jone?Wiley?&?Sons?(2006)中。Tatsuo?Itoh在“Invited?paper:?Prospects?for?Metamaterials”?Electronics?Letters?Vol.?40,?No.?16?(2004年8月)中描述了CRLH?MTM及其在天线中的应用。

    CRLH?MTM可以被构造和设计为呈现专用于特定应用的电磁属性,并且可以被用于其中难以使用其他材料、使用其他材料不切实际、或使用其他材料不可行的应用中。此外,CRLH?MTM可以被用于开发新的应用以及构建可能利用RH材料是不可能的新器件。

    发明内容

    本申请除了别的之外还描述了使用复合左右手(CRLH)超材料结构以组合或分配(divide)电磁信号的技术、设备和系统以及基于这些结构的多刀多掷开关器件。

    附图说明

    图1A示出具有CRLH单元的CRLH传输线(TL)。

    图1B示出CRLH单元的色散图。

    图2示出CRLH?TL的相位响应的示例,该相位响应是RH相位和LH相位的组合。

    图3A、3B、3C、3D、3E、4A、4B、5、6A、6B、6C、7A、7B、7C、8A、8B、8C、9A、9B和9C示出了CRLH单元的示例。

    图10至15B示出双手和多手CRLH传输线功率分配器和组合器的示例。

    图16至20B示出双手和多手CRLH传输线谐振器功率分配器和组合器的示例。

    图21A示出RH微带辐射功率组合器和分配器器件的示例。

    图21B至25C示出CRLH辐射功率组合器和分配器器件的示例。?

    图26示出根据示例实施例的微带/带状线开关器件;

    图27示出根据示例实施例的CRLH传输线的相位响应,该相位响应是RH微带线的相位的组合;

    图28示出根据示例实施例的5分支多刀多掷开关器件;

    图29示出根据示例实施例的多分支多刀多掷开关器件;

    图30示出根据示例实施例的传输分支多刀多掷开关器件;以及

    图31示出根据示例实施例的单刀、双掷和单刀三掷开关拓扑。

    具体实施方式

    纯LH材料遵循用于矢量三元组(E,?H,?β)的左手定则并且相速度方向与信号能量传播相反。LH材料的介电常数和磁导率都是负的。CRLH超材料依赖于操作的频率或状况(regime)而可以呈现左手和右手电磁传播模式。在特定环境下,CRLH超材料在信号的波矢量为零时可以呈现非零的群速度。该情况在左手和右手模式得以平衡时出现。在非平衡模式下,存在其中禁止电磁波传播的带隙。在平衡情况下,色散曲线在左手模式和右手模式之间的传播常数β(ωo)=0的转变点处未示出任何非连续性,其中所引导的波长为无穷大????????????????????????????????????????????????,而群速度是正的:

    在LH手区域中的传输线(TL)实现方式中,该状态对应于零阶模式m=0。CRLH结构支持低频的精细频谱,其中遵循负β抛物线区域的色散关系允许构建在操纵和控制近场辐射图案中具有独特能力的、在实体上小而在电磁上大的器件。当该TL被用作零阶谐振器(ZOR)时,它允许横跨整个谐振器的恒定幅度和相位谐振。该ZOR模式可以被用于构建基于MTM的功率组合器和分裂器或分配器、定向耦合器、匹配网络和漏波天线。下面描述基于MTM的功率组合器和分配器的示例。

    在RH?TL谐振器中,谐振频率对应于电气长度,其中1是TL的长度。TL长度应当长至达到谐振频率的低且较宽的频谱。纯LH材料的操作频率是在低频。CRLH超材料结构与RH材料和LH材料非常不同,并且可以用于达到RH材料和LH材料的RF频谱范围的高频谱区域和低频谱区域。在CRLH情况下,,其中1是CRLH?TL的长度并且参数。

    图1A示出具有以周期性配置串联连接的至少三个MTM单元的MTM传输线的等效电路。用于每个单元的等效电路具有右手(RH)串联电感LR、分流电容CR和左手(LH)串联电容CL、以及分流电感LL。分流电感LL和串联电容CL被构造和连接为向单元提供左手属性。该CRLH?TL可以通过使用分布电路元件、集总电路元件或两者的组合来实现。每个单元都小于λ/10,其中λ是CRLH?TL中传输的电磁信号的波长。CRLH?TL具备感兴趣的相位特性,诸如反并联相位、群速度、非线性相位斜率和在零频率处的相位偏移。

    图1B示出图1A中的平衡CRLH超材料单元的色散图。该CRLH结构可以支持低频的精细频谱并产生更高频率,包括m=0的、对应于无穷大波长的转变点。这可以用于给CRLH天线元件的集成提供定向耦合器、匹配网络、放大器、滤波器和功率组合器及分配器。在一些实现方式中,RF或微波电路和器件可以由CRLH?MTM结构制成,诸如定向耦合器、匹配网络、放大器、滤波器和功率组合器及分裂器。

    再次参照图1A,在LRCL≠LLCR的非平衡情况下,存在两个不同谐振频率:ωse和ωsh,其可以支持由下式给出的无穷大波长:

    ,以及

    。

    在ωse和ωsh处,群速度是零,而相速度是无穷大。当串联谐振和分流谐振相等时,该结构被说成是平衡的,并且谐振频率一致:

    。

    对于该平衡情况,相位响应可以由下式近似:

    其中N是单元数量。相位的斜率由下式给出:

    特性阻抗由下式给出:

    。

    电感值和电容值可以被选择和控制为产生用于所选频率的期望斜率。此外,相位可以被设置为在DC时具有正相位偏移。这两个因数被用于提供多带和本说明书中给出的其他MTM功率组合和分配结构的设计。

    以下部分提供了确定双带模式MTM结构的MTM参数的示例,并且类似技术可以被用于确定具有三个或更多个带的MTM参数。

    在双带MTM结构中,用于这两个带的信号频率f1、f2首先被选择用于两个不同的相位值:f1处的和f2处的。假设N是在CRLH?TL中的单元数量而Zt是特性阻抗。用于参数LR、CR、LL、CL的值可以被计算为:

    ?

    在未平衡情况下,传播常数由下式给出:

    其中

    对于,平衡情况:

    CRLH?TL具有d的实体长度,其中N个单元各具有长度。信号相位值是。

    因此,

    ,以及

    可以分别在两个不同频率f1和f2处选择两个不同相位和:

    。

    相比而言,传统RH微带传输线呈现以下色散关系:

    。

    参见例如Pozar在Microwave?Engineering第3版第370页的描述和Collin在Field?Theory?of?Guided?Waves(Wiley-IEEE出版社)第2版(1990年12月1日)第623页的描述。

    双带和多带CRLH?TL器件可以基于2007年8月24日提交的题为“Antennas?Based?on?Metamaterial?Structures”的第11/844,982号美国专利申请中描述的矩阵方法来设计,该专利申请通过引用被结合作为本申请说明书的一部分。根据该矩阵方法,每个1D?CRLH传输线包括具有分流(LL,CR)和串联(LR,CL)参数的N个完全相同的单元。这五个参数确定了N个谐振频率和围绕这些谐振的相位曲线、相应带宽以及输入/输出TL阻抗变化。

    从通过使得N个CRLH单元(cell)结构以nπ传播相位长度进行谐振而导出的色散等式来确定频带,其中。这意味着利用N=3个CRLH单元可以实现零和2π相位谐振。此外,三带功率组合器和分裂器可以使用N=5个CRLH单元来设计,其中零、2π和4π单元被用于限定谐振。

    n=0模式在处谐振,并且对于表1中指定的M的不同值,由以下等式给出更高频率:

    表1提供了N=1,2,3和4的M值。

    表1:对于N=1,2,3和4个单元的谐振

    。

    图2示出CRLH?TL的相位响应的示例,该相位响应是RH分量的相位和LH分量的相位的组合。示出用于CRLH、RH和LH传输线的相位曲线。CRLH相位曲线在低频接近LH?TL相位而在高频接近RH?TL相位。值得注意地,CRLH相位曲线以离零的频率偏移与零相位轴交叉。离零频率的该偏移使得CRLH曲线能够被设计为在任意任一对频率处截取一对期望的相位。LH和RH的电感值和电容值可以被选择和控制为产生期望的斜率,其中在零频率(DC)处具有正偏移。通过示例的方式,图2示出在第一频率f1处选择的相位是0度,而在第二频率f2处选择的相位是-360度。此外,CRLH?TL可以用于获得等效相位,其具有远小于RH传输线的覆盖区(footprint)。

    因此,CRLH功率组合器和分配器可以被设计用于在阻抗匹配条件下组合和分配两个或更多个不同频率处的信号,以实现小于传统组合器和分配器的紧凑型器件。再次参照图1A,每个CRLH单元均可以基于CRLH功率组合器和分配器中的不同单元配置来设计。对超材料属性的使用为针对双频而且针对四带系统的不同类型设计提供了新的可能性。

    图3A-3E示出了CRLH单元设计的示例。分流电感LL和串联电容CL被构造和连接为给单元提供左手属性,并因此被称为LH分流电感LL和LH串联电容CL。

    图3A示出对称CRLH单元设计,其中第一和第二LH串联电容器耦合在第一和第二RH微带之间,而LH分流电感器耦合在两个LH串联电容器和地之间。第一串联电容器被电磁耦合至第一右手微带,而第二串联电容器被电磁耦合至第一LH串联电容器。LH分流电感器具有被电磁耦合至第一和第二LH串联电容器的第一端子以及具有被电接地的第二端子。右手微带被电磁耦合至第二LH串联电容器。

    图3B-3E示出了各种非对称CRLH单元设计。在图3B中,CRLH单元包括第一右手微带、电磁耦合至第一右手微带的LH串联电容器、具有电磁耦合至第一LH串联电容器的第一端子的LH分流电感器、电磁耦合至LH串联电容器和LH分流电感器的第一端子的第二右手微带。LH分流电感器具有被电接地的第二端子。在图3C中,CRLH单元包括第一右手微带、电磁耦合至第一右手微带的LH串联电容器、具有电磁耦合至第一LH串联电容器的第一端子的LH分流电感器、电磁耦合至LH串联电容器的第二右手微带。LH分流电感器的第一端子被电磁耦合至第一右手微带,并且其中LH分流电感器具有被电接地的第二端子。在图3D和3E中,CRLH单元包括右手微带、电磁耦合至第一右手微带的LH串联电容器、LH分流电感器,其具有电磁耦合至LH串联电容器并且不旨在耦合至右手微带的第一端子和被电接地的第二端子。

    每个单元均可以呈“蘑菇”结构,该结构包括形成在电介质衬底的顶部表面上的顶部导电片(patch)、形成在衬底201中以将顶部导电片连接至地导电片的导电通孔连接器。各种电介质衬底可以用于设计具有高或低电介质常数和可变高度的这些结构?;箍梢酝ü褂谩笆薄奔际?,即,通过示例的方式多层结构或在低温共烧陶瓷(LTCC)上,减小该结构的覆盖区。

    在两个不同频率(例如,f1=2.44GHz和f2=5.85GHz)的LL、CL、CR和LR的值,其中在f1相位为(0+2πn)而在f2相位为-2π(n+1),其中n=…,-1,0,1,2,…。在这些示例中,集总元件被用于建模左手电容器,并且左手电感器可以通过例如使用短接电钮(stub)来实现以最小化损耗。通过使用电气长度由CR和LR来确定的传统RH微带来对RH部分建模。单元的数量通过N(=l/d)来限定,其中d是单元的长度而l是CRLH传输线的长度。例如,单元可以被设计为在f1处相位为零度而在f2处相位为-360度。两单元CRLH单元可以使用以下计算出的值LL=2.0560?nH,CL=0.82238?pF,CR=2.0694?pF和LR=5.1735?nH??梢宰⒁獾絃RCL=CRLL并且,,这是平衡情况ωse=ωsh。这种CRLH?TL可以通过使用FR4衬底来实现,所述FR4衬底具有H=31密耳(0.787mm)和εr=4.4的值。

    图4A和4B示出具有用于LH部分的集总元件和用于右手部分的微带的、图2A中的对称CRLH单元设计的两个示例性实现方式。在图4A中,LH分流电感器是形成在衬底的顶部上的集总电感器元件。在图4B中,LH分流电感器是形成在衬底的顶部上的印刷电感器元件。

    图5示出基于分布式电路元件的CRLH单元设计的示例。该单元包括两个RH导电微带和一个LH串联叉指式电容器以及一个印刷LH分流电感器。叉指式电容器包括三组电极指,其中第一组电极指连接至一个RH微带而第二组电极指连接至另一个RH微带。第三组电极指连接至分流电感器。这三组电极指在空间上交织以提供电容耦合,并且一组中的电极指相邻于来自其他两组的电极指。

    图6A给出了具有两个CRLH单元的双带传输线的示例。每个CRLH单元均被配置为在第一信号频率f1处具有0度的相位而在第二信号频率f2处具有-360度的相位。作为具体示例,第一频率f1被选择为2.44GHz而第二信号频率f2被选择为5.85GHz。该TL的参数是LL=2.0560nH,CL=0.82238?pF,CR=2.0694?pF和LR=5.1735?nH。

    图6B显示该双带CRLH?TL单元的测量的幅度,其中和。所观测到的损耗可能归因于FR4衬底??梢酝ü褂镁哂薪仙偎鸷牡某牡桌慈菀椎丶跣≌庑┧鸷???梢怨鄄獾?,对于该双带单元CRLH?TL在高频没有截止,这可能是由于该RH是用微带来实现的事实。在该示例中,LH所引起的高通的截止频率由下式来计算:

    图6C示出了该双带CRLH?TL单元的相位值:和。

    图7A示出了使用RH曲折微带来减小双带CRLH?TL单元的尺寸同时保持与图6A中的TL中类似的性能参数的双带CRLH传输线的另一示例。用于该TL的参数为LL=2.0560?nH,CL=0.82238?pF,CR=2.0694?pF和LR=5.1735?nH。图7B显示了该双带CRLH?TL曲折的幅度,其中和,并且图7C示出在两个频率处的相位响应:和。

    图8A示出在2个不同频率f1=2.44GHz和f2=5.85GHz处的长度L的双带CRLH四分之一波长变换器的另一示例。对于该单元所计算出的值,对于左手部分是:LL=9.65?nH,CL=1.93?pf,而对于右手部分:CR=1.89?pF和LR=9.45?nH??梢宰⒁獾?,LRCL=CRLL并且,通过示例的方式,对于该结构N=2,结果。图8B示出了该双带CRLH?TL变换器的幅度,其中和。图8C示出了该双带CRLH?TL变换器的相位值,其中和。

    图9A示出了利用曲折微带线以便减小尺寸的双带CRLH?TL四分之一波长变换器。图9B示出了在两个不同频率处的S参数为和。如图9C中所示,相位为和。

    上述和其他双带和多带CRLH结构可以用于构造N端口双带和多带CRLH?TL串联功率组合器和分配器。

    图10示出N端口多带CRLH?TL串联功率组合器或分裂器器件的示例。该器件包括被构造为至少在第一信号频率f1处呈现第一相位而在不同的第二信号频率f2处呈现第二相位的双带或多带主CRLH传输线1010。该主CRLH传输线1010包括串联耦合的两个或更多个CRLH单元,并且每个CRLH单元都具有第一电气长度和第二不同电气长度,其中第一电气长度在第一信号频率处是+/-180度的倍数,而第二不同电气长度在第二信号频率处是+/-180度的不同倍数。两个或更多个分支CRLH馈线1020连接在CRLH传输线1010上的不同位置处,以将CRLH馈线1020中的信号组合到CRLH传输线1010中或者将CRLH传输线1010中的信号分配为通向CRLH馈线1020的不同信号。每个分支CRLH馈线1020均包括至少一个CRLH单元,该至少一个CRLH单元呈现第三电气长度和第四不同电气长度,其中第三电气长度在第一信号频率处是+/-90度的奇数倍,而第四不同电气长度在第二信号频率处是+/-90度的不同奇数倍。如所示,每个CRLH馈线1020连接至两个相邻CRLH单元之间的位置或者CRLH单元的一侧的位置。

    图11示出基于图10中的设计的CRLH?TL双带串联功率组合器/分配器的一个实现方式,其中输出/输入端口(端口1-N)匹配到50Ω,而其他端口匹配到最佳阻抗。该器件包括双带主CRLH传输线1110以及双带CRLH?TL单元1112和分支CRLH馈线1120。每个单元1112都被设计为具有在第一信号频率f1处等于零度相位的电气信号长度和在第二信号频率f2处等于360度相位的第二电气信号长度。每个分支CRLH馈线1120包括一个或更多个CRLH单元并被配置为双带CRLH?TL四分之一波长变换器。经由在两个不同频率f1和f2处长度为L的CRLH?TL四分之一波长变换器1120来变换该最佳阻抗。在该特定示例中,每个CRLH?馈线1120都被设计为在第一信号频率f1处具有相位90o(λ/4)[模数π]而在第二信号频率f2处具有相位270o(3λ/4)[模数π]。该器件在每个端口之间在一个频率处具有0度相位差异而在另一频率处具有360o相位差异。

    这两个信号频率f1和f2彼此不具有谐波频率关系。该特征可以用于符合各种标准中所使用的频率,诸如Wi-Fi应用中的2.4GHz带和5.8GHz。在该配置中,沿着双带CRLH?TL?1110的端口位置和端口号可以按照期望来选择,这是因为在每个端口之间在f1处间隔零度而在f2处间隔360o。例如,图6A和7A中所描述的单元可以用作CRLH?TL?1110中的单元,而图8A和9A中所描述的单元可以用于CRLH馈线1120中。

    图12示出了3端口CRLH?TL双带串联功率组合器/分配器的示例。该示例具有CRLH?TL中的一个输入/输出端口(端口1)和经由两个CRLH馈线的两个输入/输出端口。CRLH?TL中的每个CRLH单元在端口之间在f1处具有零度的电气长度而在f2处具有360o的电气长度。图12还示出该CRLH?TL双带串联功率组合器/分配器的S参数的相位值和幅度为,,以及。因此,在每个端口在这两个不同频率处,功率在幅度上和在相位上被均匀地分裂或组合。

    图13示出曲折线CRLH?TL双带串联功率组合器/分配器的示例。曲折线导体可以用于替代笔直微带以减小电路尺寸。例如,可以通过使用曲折线而将CRLH?TL的覆盖区减小至1/1.4。该曲折线CRLH?TL双带串联功率组合器/分配器的幅度是和。该曲折线CRLH?TL双带串联功率组合器/分配器的相位是和。因此,在每个端口在两个不同频率处,功率被均匀地分裂或组合。

    图14A和14B示出了分布式CRLH单元的两个示例。在图14A中,分布式CRLH单元包括第一组连接电极指1411和第二组连接电极指1412。这两组电极指被分开而没有直接接触,并在空间上交织以提供彼此的电磁耦合。垂直短接电钮电极1410被连接至第一组连接电极指1411,并沿着与电极指1411和1412垂直的方向突出。图14B示出了具有两组连接电极指1422和1423的分布式CRLH单元的另一设计。沿着电极指1422和1423将连接电极指1422连接至第一在线(in-line)短接电钮电极1421,并且沿着电极指1422和1423将连接电极指1423连接至第二在线短接电钮电极1424。

    图15A和15B示出了基于图14A和14B中的分布式CRLH单元的双带或多带CRLH?TL功率分配器或组合器的两个示例。在图15A中,3端口双带或多带CRLH?TL功率分配器或组合器被示出为包括图14A中的具有垂直短接电钮电极的两个单元。在图15B中,4端口双带或多带CRLH?TL功率分配器或组合器被示出为包括图14B中的具有在线短接电钮电极的三个单元。

    上述多带CRLH?TL功率分配器或组合器可以用于以谐振器配置构建多带CRLH?TL功率分配器或组合器。图16示出基于图10中的设计的、以谐振器配置的双带或多带CRLH?TL功率分配器或组合器的一个示例。不同于图10中的器件,输入/输出电容器1612被耦合在主CRLH?TL?1010的一端的端口1处,并且每个分支CRLH馈线1020都经由端口电容器1622电容地耦合至CRLH?TL?1010。

    图17示出了基于图10、11和16中的设计的双带谐振器串联功率组合器/分配器,其中电气长度在f1处为零度而在f2处为360o。该双带CRLH?TL通过以开端终止而操作为谐振器。输出/输入端口(端口1-N)可以匹配到50Ω,而其他端口可以匹配到最佳阻抗。经由在两个不同频率f1和f2处长度为L的CRLH?TL四分之一波长变换器来变换这些最佳阻抗。通过示例的方式,f1具有相位90o(λ/4)[模数π],而f2具有相位270o(3λ/4)[模数π]。

    图18示出了具有一个开端单元的CRLH?TL双带谐振器串联功率组合器/分配器的示例。用于将功率分接(tap)到双带CRLH-TL的端口或耦合电容器的值是1.1?pF,而在CRLH?TL双带谐振器串联功率组合器/分配器的输出端口处的输入/输出耦合电容器的值是9?pF。S参数的幅度是和。S参数的相位值是和。

    图19示出CRLH?TL双带谐振器串联功率组合器/分配器的示例。该CRLH?TL双带谐振器串联功率组合器/分配器由开端的两个单元终止。S参数的幅度和相位值是和;?并且和。该结构比图18中的结构具有更高损耗,并且该更高损耗可能是由于其长出一个单元的长度而引起的。该损耗来自于所使用的衬底FR4以及来自于集总元件??梢酝ü褂镁哂懈退鸷慕钦械某牡滓约巴ü≡窀玫募茉蛲ü褂梅植际较呃词拐庑┧鸷淖钚』??;箍梢允褂们巯呃词垢媒峁沟母哺乔钚』?。

    图20A和20B示出了基于图14A和14B中的分布式CRLH单元的双带或多带CRLH?TL谐振器功率分配器或组合器的两个示例。在图20A中,3端口双带或多带CRLH?TL谐振器功率分配器或组合器被示出为包括14A中的具有垂直端接电钮电极的六个单元。TL由开端的四个单元终止。在图20B中,4端口双带或多带CRLH?TL谐振器功率分配器或组合器被示出为包括图14B中的具有在线短接电钮电极的四个单元,并且TL由开端的一个单元终止。

    可以按辐射(radial)配置来构造功率组合器或分配器。图21A示出了通过使用在信号频率处具有180o电气长度的传统RH微带而形成的传统单带辐射功率组合器/分配器的示例。馈线连接至RH微带的端子以组合来自该微带的功率从而输出组合的信号或者将在馈线处接收到的信号中的功率分布成指向到微带的信号。这种功率组合器或分配器的实体尺寸的下限由具有180度的电气长度的每个微带的长度限制。

    图21B示出了单带N端口CRLH?TL辐射功率组合器/分配器。该器件包括分支CRLH传输线和主馈线,每个分支CRLH传输线被形成在衬底上以在操作信号频率处具有零度或+/-180度的倍数的电气长度。每个分支CRLH传输线具有第一端子和第二端子,其中该第一端子连接到其他分支CRLH?TL的第一端子,而第二端子是开端的或耦合到电气负载。主信号馈线被形成在衬底上以包括第一馈线端子和第二馈线端子,其中第一馈线端子电气耦合到分支CRLH传输线的第一端子,而第二馈线端子是开端的或耦合到电气负载。该主馈线将在第一馈线端子处接收并组合来自分支CRLH传输线的功率以在第二馈线端子处输出组合的信号或者将在第二馈线端子处接收到的信号中的功率分布成指向到分支CRLH传输线的第一端子的信号,以分别在分支CRLH传输线的各个第二端子处输出。值得注意地,图21B中的每个CRLH?TL均可以被配置为在操作信号频率处具有零度的相位值以形成紧凑型N端口CRLH?TL辐射功率组合器/分配器。该0o?CRLH?TL的尺寸仅由其使用集总元件、分布式线或“竖直”配置诸如MIM的实现方式限制。

    主馈线可以是传统RH馈线或CRLH馈线。在功率组合器被用于开关配置中时,传统馈线是最佳的,其中一个分支线连接到主馈线而其余多个分支被断开。当分支CRLH线被同时连接时,主CRLH馈线是最佳的。图21C示出了其中主CRLH传输线被构造为在操作信号频率处具有对应于90度(即,四分之一波长)或90度的奇数倍的相位的电气长度的示例。主馈线的阻抗可以被设置为:

    。

    我们基于上述设计来模拟、制作和测量CRLH零度紧凑型单带辐射功率组合器和分配器的性能参数。给出的所有单带辐射功率组合器/分配器均使用相同的馈线长度20?mm以便比较器件性能??梢曰诿扛鲇τ弥械奶囟ㄐ枰囱≡窭∠叩某ざ?。

    图22A示出了4端口RH?180度微带辐射功率组合器/分配器器件的示例和4端口CRLH?0度辐射功率组合器/分配器器件的示例。这两个器件的尺寸的比率是3:1。使用衬底FR4的180度微带线的实体电气长度是33.7?mm。通过示例的方式,关于所给出的0o?CRLH?TL的计算值是利用集总电容器实现的CL=1.5?pF和利用短电钮实现的LL=3.75?nH。对于所选值的右手部分是LR=2.5?nH和CR=1?pF,这些值通过使用传统微带(通过示例的方式在衬底FR4(εr=4.4,H=31密尔)上)来实现。

    图22B示出了用于3端口RH?180度微带辐射功率组合器和分配器器件的S参数的模拟和测量的幅度。和。图22C示出了用于4端口CRLH?TL零度紧凑型单带辐射功率组合器/分配器的S参数的模拟和测量的幅度,其中和。在模拟和测量的结果之间在频率上有略微移位,这可能归因于所使用的集总元件。

    图23A示出了5端口CRLH?TL零度紧凑型单带辐射功率组合器/分配器的示例。该5端口器件使用与4端口CRLH?TL零度紧凑型单带辐射功率组合器/分配器相同的0o?CRLH?TL单元。图23B示出了测量的S参数的幅度,其中和,其中相位为。

    通过用各个双带或多带CRLH?TL部件来替换单带CRLH?TL部件,可以将上述单带辐射CRLH器件配置为双带和多带器件。图24A示出了多带辐射功率组合器/分配器的示例。作为具体示例,可以将一个频率f1处的相位选择为0度,而可以将另一频率f2处的相位选择为180度。主馈线可以是传统RH馈线或CRLH馈线。在功率组合器被用于开关配置中时,传统馈线是最佳的,其中一个分支线连接至主馈线而其余多个分支线断开。当多个分支CRLH馈线同时连接时,主CRLH馈线是最佳的。图24B示出了使用双带CRLH?TL作为主馈线。主CRLH传输线被构造为具有第三电气长度和第四电气长度,其中该第三电气长度在第一信号频率处对应于90度或90度的奇数倍的相位,而第四电气长度不同于第三电气长度并在第二信号频率处对应于90度或90度的奇数倍的相位。主CRLH?TL的阻抗是:

    。

    图25A示出了3端口CRLH?TL双带辐射功率组合器/分配器的示例。端口1处的馈线是20?mm。N端口CRLH?TL双带辐射功率组合器/分配器的一个臂的总长度是18?mm,其仍较小并且几乎是传统微带单带的尺寸()的一半。通过示例的方式,双带CRLH?TL的RH部分使用衬底FR4(εr=4.4,H=31密尔)来建模所计算的值CR=1?pF和LR=2.5?nH。通过示例的方式,LH部分是通过使用具有以下值的集总元件而实现的:CL=1.6?pF和LL=4?nH。

    图25B示出了在2.44?GHz处模拟的S参数:和,其中相位为。在5.85?GHz处,和,。图25C示出了4端口零度CRLH?TL双带辐射功率组合器/分配器的测量的S参数,其中和。在5.89?GHz处:和。所观测到的损耗主要是由于衬底FR4的损耗,并且可以通过使用具有更小损耗的衬底和更好的集总元件来减小。N端口CRLH?TL多带辐射功率组合器/分配器的实现方式的一个示例是使用“竖直”架构配置或分布式线。所给出的该N端口CRLH?TL双带辐射功率组合器/分配器具有为双带并小于传统微带辐射功率组合器/分配器的优点。该N端口CRLH?TL双带辐射功率组合器/分配器可以用在双带配置中,诸如Wi-Fi,WiMAX、蜂窝/PCS频率、GSM带,其中板空间受限。

    微带/带状线RF开关器件

    图26示出耦合到基于RH?TL?2603的功率组合器/分配器电路2600的多个RF开关2601。RH?TL?2603的示例包括微带或带状线。在图26中,功率组合器/分配器电路的一端分别耦合到输出/输入RF端口2605。在功率组合器/分配器电路2600的另一端,RF开关2601耦合到输入/输出端口2607、2609、2611。在所示的示例中,每个分支的电气长度是λ/2或180度的倍数,以在RH?TL?2603的两侧实现适当阻抗和功能性。然而,该配置具有若干缺点,诸如对印刷电路板(PCB)面积具有大覆盖区面积要求、呈现与长TL(180或360度)相关联的高损耗或损失、以及在有限频率诸如单个频率处或在与谐波相关的频率处操作。

    如先前所表明的,CRLH?TL可以用在功率组合器/分配器器件中,提供诸如尺寸减小和性能增强的优点。在用于多带操作的阻抗匹配条件下,基于CRLH属性可以把电气长度制成为180o的倍数(包括零度)。在功率组合器/分配器器件中使用CRLH?TL提供了其他优点,诸如低RL返回损耗和多带能力,其不像在RH?TL的情况中那样与谐波相关。例如,图27示出了多带CRLH?TL和RH?TL之间的谐波关系的差异。

    在图27中给出了作为用于CRLH?TL(实线)和RH?TL(虚线)的频率的函数的相位响应的绘图。在该图示中,F1表示CRLH?TL和RH?TL的第一频率,并且对应于-180度的相位响应。对于CRLH?TL,频率F1和频率F2与-360度的相位响应不是谐波相关的,其中F2不是F1的整倍数整数。然而,对于RH?TL,频率F2’是针对-360度的相位响应与F1谐波相关的,如F2’=2F1。这些差异归因于相位响应特性(即,线性对非线性,归因于每条TL线)。

    多刀多掷(MPMT)RF开关器件

    本文档中公开的多刀多掷(MPMT)开关器件是多端子器件,其包括多个分支和在每个分支上的多个开关机构,所述多个开关机构用于在多个端子之间提供一个或更多个连接。根据一个实现方式,基于RF开关和CRLH?TL的MPMT开关器件包括使用多个CRLH?TL形成的功率组合器/分配器器件、耦合到每个CRLH?TL的多个RF开关、以及具有CRLH?TL的多个分支和馈线。这些分支和馈线被配置为等效的而相对于该器件中的信号传输来说没有特定方向性。这些等效配置的分支和馈线在本文档的下文中被统称为“分支”。RF开关被放置在每个分支上并且受控制器控制以将来自任何任意分支或分支组合的信号指向任何其他任意分支或分支组合??梢曰谏鲜鯟RLH?TL原理和技术来构建尺寸上紧凑的MPMT?RF开关器件。接下来描述这些器件的示例。

    基于CRLH?TL的5分支MPMT?RF开关器件

    图28示出具有五个端子和五个分支的MPMT开关器件2800的一个实施例。每个分支2851-2855可以包括耦合到RF开关2815的CRLH?TL?2811。根据该实施例,每个CRLH?TL?2811可以基于图3A-3E中描述的CRLH单元设计。MPMT?RF开关器件2800包括五个分支2851-2855,它们表示所连接的多条通信线以便在端子(诸如发送端口、接收端口或天线端口)之间传递RF信号。例如,在图28中,五个分支2851-2855可以按辐射图案连接以在五个端子之间传递RF信号。这五个端子可以耦合到发送(TX)端口2801、接收(RX)端口2803和三个天线端口2805、2807、2809。在该示例中,分支5?2855连接到发送(TX)端口2801,分支4?2854连接到接收(RX)端口2803,并且三个其他分支2851、2852、2853分别连接到三个天线端口2805、2807、2809。

    如图28中所示,MPMT开关器件2800可以被配置为在公共点2819处连接五个CRLH?TL?2811以按辐射配置形成功率组合器/分配器器件。该功率组合器/分配器器件可以用作双向器件以聚集来自分别连接到五个分支的端子的一个或更多个RF信号/将一个或更多个RF信号分裂到分别连接到五个分支的端子中??梢栽贛PMT开关器件2800中使用的辐射功率组合器/分配器器件配置的示例包括诸如在图21A-21C、图22A-22C、图23A、图24A-24B和图25A中所示的那些之类的设计。在一个实现方式中,每个分支2851-2855的总电气长度对于单带操作可以是零度,或者对于多带操作,在阻抗匹配的条件下基于CRLH属性可以是180o的倍数。例如当分支1?2851上的RF开关2815具有特定相位φ时,耦合到该开关的CRLH?TL?2811可以被构造为在特定频率f0处具有180o*k-φ度的相位,其中k是任何整数。因此,RF开关2815和CRLH?TL?2811的组合相位在分支1?2851上在频率f0处提供了180o*k度的总电气长度。

    再次参照图28,RF开关2815可以被放置在每个分支上并受控制信号2817外部控制。为了在描述该电路的操作时提供简明性,每个RF开关2815和控制信号2817都可以根据相应分支位置来命名。例如,分支1上的RF开关2815可以被命名为SW1并受CTRL1外部控制,分支2上的RF开关2815可以被命名为SW2并受CTRL2外部控制,等等。RF开关2815的示例是PIN二极管、场效应晶体管(FET)、单刀单掷(SPST)开关或单刀双掷(SPDT)开关。在一个实现方式中,数字控制信号2817被提供以控制RF开关2815的开/关状态。例如,逻辑1可以使RF开关2815开启,而逻辑0可以使RF开关2815关断。这些信号2817可以是来自系统控制器的通用输入/输出(GPIO)。图28中的器件可以适合于用在其中发送功能和接收功能不同时进行的通信系统中。示例包括GSM、802.11(WiFi)和802.16(WiMAX)系统。

    在该示例中,RF开关2815可以被放置在每个分支上并受控制信号2817控制以将RF信号从任何五个分支或分支组合指向任何其他任意分支或分支组合。图28中所示的RF开关器件的操作可以被如下阐述。为了通过天线1?2805发送来自TX端口2801的信号,SW1和SW5可以分别被控制信号CTRL1和CTRL5开启,而其余的RF开关(SW2、SW3和SW4)可以被控制信号CTRL2、CTRL3和CTRL4关断。每个CRLH?TL?2811和相应的RF开关2815在每个分支上可以具有零度或180度的倍数的组合相位,这在RF开关2815和公共点2819之间提供了阻抗匹配。例如,当将来自TX端口2801的信号发送到天线1?2805时,关断的RF开关(SW2、SW3和SW4)的高阻抗可以表现为在公共点2819处的高阻抗,因而大部分RF功率被从TX端口2801递送到天线1?2805。另一方面,为了接收来自天线2?2807和天线3?2809的信号,RF开关SW2、SW3和SW4可以分别被控制信号CTRL2、CTRL3和CTRL4开启,而RF开关SW1和SW5可以分别被控制信号CTRL1和CTRL5关断。因此从天线2?2807和天线3?2809接收到的RF功率可以被递送到RX端口2803。值得注意地,这五个分支既支持发送信号又支持接收信号,因此相对于在该器件中的天线端口处的一个或更多个RF信号不具有特定方向性。表1列出了用于根据图28中所示的该实施例的示例的RF开关器件的可能开关组合。注意,在表1中,TX表示发送端口,RX表示接收端口,A1表示天线1,A2表示天线2,而A3表示天线3。

    表1:5分支MPMT?RF开关器件逻辑表

    功能SW1SW2SW3SW4SW5全关TX-A1TX-A2TX-A3TX-A1和A2TX-A1和A3TX-A2和A3TX-A1、A2和A3RX-A1RX-A2RX-A3RX-A1和A2RX-A1和A3RX-A2和A3RX-A1、A2和A3

    多分支MPMT?RF开关器件

    在另一实施例中,本文档中给出的CRLH?MPMT?RF开关器件可以具有各种配置以及连接到端子的各种组合的分支数量以引导一个或更多个RF信号。例如,上述5分支开关器件可以被归纳为具有耦合到数量m的端子的数量m的分支、耦合到数量n的端子的数量n的分支以及耦合到数量p的端子的数量p的分支的多分支MPMT?RF开关器件,其中m、n和p大于或等于1。在该示例中,数量为m、n和p的端子可以分别耦合到数量m的TX端口、数量n的RX端口和数量p的天线端口。

    图29示出了多分支CRLH?MPMT?RF开关器件2900的示例。根据该示例,第一组端子2951处的数量m的TX端口2941、第二组端子2953处的数量n的RX端口2942和第三组端子2955处的数量p的天线端口2943分别耦合到数量为m、n和p的分支,其中每个分支都包括耦合到CRLH?TL?2947的控制开关2945。在每个CRLH?TL?2947的一侧上,数量为m、n和p的分支可以汇聚在公共点2949处以在多个分支之间形成功率组合器/分配器器件2961,并因此在分支之间形成多个可能连接。功率组合器/分配器器件2961可以用作双向器件,以聚集来自分别连接到相应分支的端子的一个或更多个RF信号/将一个或更多个RF信号分裂到分别连接到相应分支的端子中。图29中所示的功率组合器/分配器器件2961可以包括诸如图21A-21C、图22A-22C、图23A、图24A-24B和图25A中所示的那些之类的其他设计。如先前示例中所描述的,CRLH?TL可以用在功率组合器/分配器器件中,提供诸如尺寸减小和性能增强的优点。在该示例中,每个CRLH?TL?2947和相应的控制开关2945均可以被构造为具有零度的组合相位并可以用于每个分支以将公共点连接到端口。在另一示例中,在用于多带操作的阻抗匹配条件下基于CRLH属性,每个CRLH?TL?2947和相应的控制开关2945可以被构造为具有作为180o的倍数的组合相位。

    根据该实施例的示例,控制开关2945可以被放置在每个分支上并且可以受控制信号控制以将来自任何数量的分支或分支组合的RF信号指向任何其他任意分支或分支组合??刂瓶?945,诸如RF开关,可以被放置在每个分支上并受外部控制。RF开关的示例是PIN二极管、场效应晶体管(FET)、单刀单掷(SPST)开关或单刀双掷(SPDT)开关。在一个实现方式中,数字控制信号被提供以控制RF开关的开/关。例如,逻辑1可以使RF开关开启,而逻辑0可以使RF开关关断。这些信号可以是来自系统控制器的通用输入/输出(GPIO)。图29中的该器件适合于用在其中发送功能和接收功能不同时进行的通信系统中。示例是GSM、802.11(WiFi)和802.16(WiMAX)系统。

    图29中所示的控制开关2945的操作类似于5分支电路,原因在于受与每个控制开关2945相关联的一组数字控制信号控制的控制开关2945被用于提供TX/RX端口2941、2942之间的至天线端口2943的连接。此外,每个分支均被构造为具有零度或180度的倍数的组合相位,并在控制开关2945和公共点2949之间提供阻抗匹配。然而,在多分支电路设计中,在TX天线端口和RX天线端口之间不受限制的数量的端口和分支以及连接组合是可能的,例如包括5分支电路情况。值得注意地,对于5分支电路,m=1,n=1,而p=3。图29中所示的多分支器件2900支持多个发送信号和多个接收信号,并且因此相对于天线端口2943处的一个或更多个RF信号不具有特定方向性。

    TX分支MPMT?RF开关器件(m=2,n=0,p=4)

    在另一实施例中,RX端口或TX端口的数量可以是零。例如,图30中所示的多分支MPMT器件3000可以具有六个分支:连接到TX端口3001的两个分支3021(m=2),没有RX端口并因此没有分支(n=0),以及分别连接到四个天线3025的四个分支3023(p=4),如图30中所示。每个分支包括耦合到CRLH?TL?3029的开关3027,其中每个CRLH?TL?3029和相应的开关3027在该示例中可以被构造为具有可以是零度或180度的倍数的组合相位并连接到公共点3031。

    在表2中提供了图30中所示的多分支MPMT器件3000的真值表,该表2示出了通过任何一个天线、天线的任何组合或全部四个天线同时发送来自两个TX端口之一或两个TX端口的信号的能力。注意,在表2中,TX1表示发送端口1,TX2表示发送端口2、A1表示天线1,A2表示天线2,A3表示天线3,而A4表示天线4。

    表2:6分支MPMT?RF开关器件逻辑表,其中m=2,n=0,p=4

    功能SW1SW2SW3SW4SW5SW6全关TX1-A1TX1-A2TX1-A3TX1-A4TX1-A1和A2TX1-A1和A3TX1-A1和A4TX1-A2和A3TX1-A2和A4TX1-A3和A4TX1-A1、A2和A3TX1-A1、A2和A4TX1-A1、A3和A4TX1-A2、A3和A4TX1-A1、A2、A3和A4TX2-A1TX2-A2TX2-A3TX2-A4TX2-A1和A2TX2-A1和A3TX2-A1和A4TX2-A2和A3TX2-A2和A4TX3-A3和A4TX2-A1、A2和A3TX2-A1、A2和A4TX2-A1、A3和A4TX2-A2、A3和A4TX2-A1、A2、A3和A4

    单刀双掷(SPDT)和单刀三掷(SP3T)开关拓扑中的MPMT?RF开关的实现方式

    图31示出了单刀双掷(SPDT)和单刀三掷(SP3T)开关拓扑3100的示例,该拓扑用来执行与图28中所示的器件类似的功能性??晒郝虻降牡サ端溃⊿PDT)和单刀三掷(SP3T)开关被用于选择信号传输方向和路径,导致基板面(real?estate)大并且成本高。连接到SPDT/SP3T开关3101的端口包括多带TX端口3103、多带RX端口3105和三个天线端口3107、3109和3111。在该情况下,只有一个天线在给定时间可以开启,而其他两个天线关断。图28中所示的5分支MPMT?RF开关器件可以是图31中所示的这个SPDT/SP3T?3101拓扑的直接替换,同时提供尺寸减小和性能增强。

    图31中所示的SPDT/SP3T开关拓扑3100可以被用于支持单带TX和单带RX端口。例如,两个单带SPDT/SP3T拓扑可以被用于支持四个单带输入端口和六个天线端口,所述四个单带输入端口包括两个单带TX端口和两个单带RX端口。然而,该设计的实现方式可能不切实际,这是因为与SPDT/SP3T拓扑相关联的较大基板面和成本。对该拓扑的备选解决方案可以包括7分支MPMT?RF开关器件。例如,图29可以是被配置为具有两个TX端口(n=2)、两个RX端口(m=2)和三个天线(p=3)的7分支RF开关器件。在该设计中,两个TX端口和两个RX端口被配置为支持单带频率,而三个天线被配置为支持多带频率。因此,更大的SPDT/SP3T开关拓扑可以被图29中所示的多分支MPMT?RF开关器件的各种配置所替换,同时通过利用更小的部件来提供更小的覆盖区。

    此外,如图28和29中所示的CRLH?MPMT?RF开关器件可以被配置为在阻抗匹配条件下在两个或更多个不同频率下操作,以基于CRLH?TL属性来提供双带或多带操作。作为具体示例,对于双带操作,在一个频率处,位于每个分支中的每个CRLH?TL和相应RF开关的电气长度可以被选择为零度,而在另一频率处,该电气长度可以被选择为180度。备选地,可以将不同分支的电气长度制成不同以应付不同频率。例如,一个分支可以在频率f1处具有k1*180o的电气长度,而另一分支可以在另一频率f2处具有k2*180o的电气长度,其中k1和k2是整数(0,±1,±2,……),其中k1≠k2。

    因此,在该文档中描述的基于CRLH材料的MPMT?RF开关器件可以提供在依赖于目标应用而选择信号传输方向和路径方面的灵活性,同时实现单带操作以及多带操作的紧凑性。

    尽管本说明书包含许多细节,但是这些不应当被解释为对本发明的范围或可能要求?;さ姆段Ч钩上拗?,而应当被解释为对本发明的特定实施例的具体特征的描述。在本说明书中在单独实施例的上下文中描述的特定特征也可以组合地实现在单个实施例中。相反,在单个实施例的上下文中描述的各个特征也可以在多个实施例中单独实现或者以任意适合的子组合实现。而且,尽管特征可能在上面被描述为以特定组合运作并且甚至最初本身被要求?;?,但是来自所要求?;さ淖楹系囊桓龌蚋喔鎏卣髟谝恍┣榭鱿驴梢源痈米楹现猩境?,并且所要求?;さ淖楹峡梢哉攵宰幼楹匣蜃幼楹系谋湫?。

    仅公开了几种实现方式。然而,理解到可以进行变化和增强。

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