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60GHz毫米波在芯片无线互连中的传播特性研究 被引量:4
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作者 李学华 贾宗辰 《微波学报》 CSCD 北大核心 2014年第5期1-5,共5页
研究了60GHz毫米波在芯片无线互连特定场景下的电磁传播问题。应用完整电磁理论,以单极阵子为研究对象在收发天线正对、非正对两种情形中,对径向分量在完整电磁波中的作用进行理论分析及数值仿真。数值仿真结果表明:当收发天线间距小于... 研究了60GHz毫米波在芯片无线互连特定场景下的电磁传播问题。应用完整电磁理论,以单极阵子为研究对象在收发天线正对、非正对两种情形中,对径向分量在完整电磁波中的作用进行理论分析及数值仿真。数值仿真结果表明:当收发天线间距小于3倍波长时,径向分量对完整电磁波有一定的贡献;当收发天线间距大于3倍波长时,可应用传统远场分析进行近似处理。此外,在HFSS中对特定的芯片间无线互连场景进行了建模及电磁仿真:当天线两端到PCB介质板的距离约小于0.7~0.8mm时,PCB介质板对电磁波的反射会对天线造成一定的频偏,该频偏随着天线到PCB介质板的距离的增大而减小;当天线两端到PCB介质板的距离约大于0.7~0.8mm时,基本不会造成频偏。这为60GHz毫米波在芯片间无线互连中的应用提供了电磁传播的理论依据。 展开更多
关键词 完整电磁传播 径向分量 芯片无线互连
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基于超材料构建的PCB通信信道芯片无线互连通信研究
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作者 王文松 陈迎潮 +1 位作者 杨曙辉 曹群生 《电子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第12期2455-2460,共6页
提出了一种基于蘑菇型电磁超材料构建的PCB(Printed Circuit Board)的芯片间/芯片内射频通信设计模型.该设计用单极子天线模拟芯片管脚,利用PCB介质作为通信信道,并填充一层超材料吸收多径传播中部分电磁波,降低天线回波损耗和改善天线... 提出了一种基于蘑菇型电磁超材料构建的PCB(Printed Circuit Board)的芯片间/芯片内射频通信设计模型.该设计用单极子天线模拟芯片管脚,利用PCB介质作为通信信道,并填充一层超材料吸收多径传播中部分电磁波,降低天线回波损耗和改善天线之间相关度.分析电磁波在PCB介质内传播途径及超材料对其影响.对发射天线输入频率为20GHz不归零伪随机二进制信号,接收天线输出信号的眼图清晰端正.从频域和时域结果分析表明芯片-PCB无线互连可行,而且超材料能够明显改善通信信道而提高信号传输质量. 展开更多
关键词 芯片无线互连 超材料 芯片管脚天线 射频通信 眼图
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卷积码在60 GHz芯片间无线互连系统中的性能分析 被引量:3
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作者 李学华 申思雨 王亚飞 《电信科学》 北大核心 2015年第5期101-106,共6页
针对60 GHz芯片间无线互连系统中信号幅度衰落及多径时延,导致信道产生突发性错误引起误码率增大的问题,从编码增益和译码能耗角度研究了该系统中卷积码的性能。根据60 GHz芯片间无线互连系统特点,分析了适用于此场景的CM7.2信道特性以... 针对60 GHz芯片间无线互连系统中信号幅度衰落及多径时延,导致信道产生突发性错误引起误码率增大的问题,从编码增益和译码能耗角度研究了该系统中卷积码的性能。根据60 GHz芯片间无线互连系统特点,分析了适用于此场景的CM7.2信道特性以及编码系统接收信噪比。结合信道编码理论,推导了卷积码的临界距离,得到了编码系统的能效衡量标准。在此理论研究的基础上,通过MATLAB对卷积码进行了蒙特卡洛数值仿真,得到了编码增益,进而分析了最大通信距离。通过QuartusⅡ对卷积码进行了电路能耗仿真,得到了编译码能耗,进而分析了临界距离。综合考虑卷积码的编码增益、译码能耗及有效通信距离,提出了可优先采用的编码方案。为60 GHz芯片间无线互连系统以及其他60 GHz近距离无线通信系统提供了纠错编码方面的技术参考。 展开更多
关键词 60 GHZ 芯片无线互连 卷积码 编码增益 临界距离
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基于人工磁导体的芯片内/芯片间无线互连单极子天线传输特性研究
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作者 杨曙辉 李邓化 +5 位作者 陈迎潮 王文松 汪海鹏 陈文瀚 冯梦璐 贺学忠 《电子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第12期2861-2867,共7页
提出了一种新的用于芯片内/芯片间无线通信系统中的基于人工磁导体(Artificial Magnetic Conductor,AMC)结构的单极子管脚天线阵列模型.印刷电路板(Printed Circuit Board,PCB)采用厚度3mm的FR4介质,形状为边长50mm正方形.4个单极子天... 提出了一种新的用于芯片内/芯片间无线通信系统中的基于人工磁导体(Artificial Magnetic Conductor,AMC)结构的单极子管脚天线阵列模型.印刷电路板(Printed Circuit Board,PCB)采用厚度3mm的FR4介质,形状为边长50mm正方形.4个单极子天线分布在PCB基板中心15mm×15mm的正方形各顶点上,代表4个芯片的4个管脚.天线为铜材质,长度2.6mm,直径1.5mm.在PCB介质中嵌入了一个周期性人工磁导体铜质平面,4个单极子天线形成一个4端口网络.在仿真基础上,进了实物加工测试.实测结果表明,具有AMC的天线阵列回波损耗(S_(11))-10d B频带为13.02GHz^15.73GHz;在14.22GHz处,S_(11)的幅度达到最小值-27.25d B,S_(21)、S_(31)、S_(41)分别为-26.26d B、-19.23d B、-21.14d B.与不含AMC结构的天线阵列相比,S参数得到了有效改善,其中S_(11)改善了约3.63d B,S_(21)、S_(31)、S_(41)分别提高了2.05d B、7.21d B、5.28d B.验证了在PCB介质中嵌入AMC结构,可以有效提高单极子天线间的电压传输系数,增加信号的功率传输增益. 展开更多
关键词 人工磁导体 芯片内/芯片无线互连 单极子天线 散射参数 功率传输增益
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60 GHz芯片间无线互连系统的MMSE-RAKE接收机误码性能分析
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作者 李学华 彭江涛 王亚飞 《电讯技术》 北大核心 2015年第12期1349-1354,共6页
针对60 GHz芯片间无线互连信道中存在的多径衰落问题,将匹配滤波器和最小均方误差算法应用到60 GHz脉冲通信系统,重点分析多径信道下采用最小均方误差合并算法的RAKE接收机的误码性能。在IEEE 802.15.3c信道模型的基础上,对采用不同合... 针对60 GHz芯片间无线互连信道中存在的多径衰落问题,将匹配滤波器和最小均方误差算法应用到60 GHz脉冲通信系统,重点分析多径信道下采用最小均方误差合并算法的RAKE接收机的误码性能。在IEEE 802.15.3c信道模型的基础上,对采用不同合并方式、不同干扰用户数目下的RAKE接收机误码性能进行了研究。仿真结果表明,随着干扰芯片数量的增加,引入匹配滤波器和最小均方误差算法的RAKE接收机不仅降低了接收机的采样率,而且有效提高了系统抗多用户干扰的能力,为芯片间无线互连系统的RAKE接收机设计提供了技术参考。 展开更多
关键词 芯片无线互连 60 GHz脉冲通信系统 RAKE接收机 最小均方误差算法 匹配滤波器
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芯片间无线互连通信系统结构设计
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作者 杨曙辉 王彬 康劲 《北京信息科技大学学报(自然科学版)》 2014年第2期13-18,共6页
在分析了射频互连、交流耦合互连、三维互连、光互连以及基于片上天线无线互连等系统的优点、缺点基础上,阐述了基于印刷电路板(Printed Circuit Board,PCB)实现芯片间无线互连的新结构:以芯片管脚作为收发天线,利用PCB介质形成无线通... 在分析了射频互连、交流耦合互连、三维互连、光互连以及基于片上天线无线互连等系统的优点、缺点基础上,阐述了基于印刷电路板(Printed Circuit Board,PCB)实现芯片间无线互连的新结构:以芯片管脚作为收发天线,利用PCB介质形成无线通信信道。与其它互连方式相比,在减少PCB层数、减少对外部环境的电磁污染、实现无线多信道以及兼容互补金属氧化物半导体(Complementary Metal Oxide Semiconductor,CMOS)工艺等方面具有明显优势。设计了工作于60GHz的4个单极子天线阵列,代表2个芯片的4个管脚,仿真结果表明发射天线的S11在60 GHz时达到-19 dB,在4080 GHz之间均小于-10 dB,相对带宽约为50%,满足超宽带无线通信要求。 展开更多
关键词 芯片无线互连 射频互连 交流耦合互连 3D互连 互连 单极子天线
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60GHz芯片间无线互连系统中的Rake接收性能 被引量:6
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作者 彭江涛 李学华 《电讯技术》 北大核心 2014年第10期1424-1429,共6页
在60 GHz芯片间无线互连信道中存在着多径干扰问题,采用Rake接收是提高系统性能的重要手段。针对脉冲超宽带(IR-UWB)的芯片间无线互连系统,分析了多径信道下Rake接收机的误码性能。在IEEE 802.15.3c信道模型基础上,对不同分支数以及不... 在60 GHz芯片间无线互连信道中存在着多径干扰问题,采用Rake接收是提高系统性能的重要手段。针对脉冲超宽带(IR-UWB)的芯片间无线互连系统,分析了多径信道下Rake接收机的误码性能。在IEEE 802.15.3c信道模型基础上,对不同分支数以及不同合并方案下的选择Rake(SRake)和部分Rake(P-Rake)接收机误码性能进行了研究。仿真结果表明采用支路数为2的PRake在数据速率为10 Gb/s时仍具有良好的抗多径性能,这为芯片间无线互连系统的Rake接收方案提供了技术参考。 展开更多
关键词 芯片无线互连 60 GHz频段 脉冲超宽带 RAKE接收机 抗多径性能
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无线芯片域网络中PCB上的组网策略 被引量:1
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作者 李学华 张永斌 王宜文 《电信科学》 北大核心 2016年第2期26-33,共8页
针对无线芯片域网络(wireless chip area network,WCAN)中PCB上芯片内/间高速无线互连场景,提出了基于蜂窝Ad Hoc的组网策略,并对其网络模型、无线节点设计、多址接入、路由和流量控制策略展开研究,最后通过仿真实验与传统无线Mesh组网... 针对无线芯片域网络(wireless chip area network,WCAN)中PCB上芯片内/间高速无线互连场景,提出了基于蜂窝Ad Hoc的组网策略,并对其网络模型、无线节点设计、多址接入、路由和流量控制策略展开研究,最后通过仿真实验与传统无线Mesh组网架构进行对比分析,得到比其更低的网络时延和抖动、更大的网络吞吐量,并在高速数据传输环境下也能保持较低的分组丢失率。验证了所提策略的优越性,对今后WCAN组网架构的研究及未来5G网络技术的发展提供了参考。 展开更多
关键词 5G技术 芯片无线互连 蜂窝自组网 无线芯片域网络 PCB
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基于超材料的双频吸波器设计研究
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作者 贺学忠 陈迎潮 《北京信息科技大学学报(自然科学版)》 2014年第2期8-12,共5页
设计了一种基于超材料的双频吸波器,由介质基板和上下两层金属组成。介质基板采用厚度为0.3 mm的高频PCB(印刷电路板):Rogers RT5880(相对介电常数εr=2.2,损耗角正切tanδ=0.0009),金属层厚度0.017 mm,材质铜(电导率σ=5.8×107s/m... 设计了一种基于超材料的双频吸波器,由介质基板和上下两层金属组成。介质基板采用厚度为0.3 mm的高频PCB(印刷电路板):Rogers RT5880(相对介电常数εr=2.2,损耗角正切tanδ=0.0009),金属层厚度0.017 mm,材质铜(电导率σ=5.8×107s/m)。顶层金属为超材料单元胞,由开口金属方环结合十字缝隙组成,底层为全覆盖金属底板。利用HFSS软件进行了电磁仿真,在超材料结构表面施加垂直入射正弦平面波激励。仿真结果表明,其对垂直入射的6.2GHz、9.9 GHz的平面电磁波吸收率分别为80.07%和98.27%。该吸波器可作为基于PCB芯片间无线互连系统的吸波层,防止电磁辐射。 展开更多
关键词 超材料 双频吸波器 电磁谐振 吸波材料 芯片无线互连 电磁辐射
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