CN102255119A - 一种投影人工磁镜 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种投影人工磁镜，包括导电线圈、金属衬垫和介电材料。所述导电线圈成阵列排布在基板的第一层上，所述金属衬垫位于所述基板的第二层上。所述介电材料位于所述的基板的第一层和第二层之间。所述导电线圈与所述金属衬垫电耦合以形成电感-电容网络，针对所述基板的第三层在给定频带范围内大幅地减少沿所述第三层的表面波。

Description

一种投影人工磁镜

技术领域

本发明涉及电磁领域，更具体地说，本发明涉及电磁电路。

背景技术

人工磁导体(Artificial magnetic conductor，AMC)可以用来抑制AMC表面的一组频率上的表面波电流。因此，AMC可以用作天线的接地层或用作频率选择性表面带隙。

发明内容

本发明提供一种装置和操作方法，并在以下附图说明和具体实施方式部分以及权利要求中给出进一步的描述。

根据一个方面，本本发明提出一种投影人工磁镜(projected artificialmagnetic mirror，PAMM)，包括：

成阵列排布在基板的第一层上的多个导电线圈；

位于基板的第二层上的金属衬垫；以及

位于基板的第一和第二层之间的介电材料，其中所述多个导电线圈电耦合至所述金属衬垫以形成电感-电容网络，针对所述基板的第三层在给定频带范围内大幅地减少沿所述第三层的表面波，且其中所述第一层位于所述第二层和第三层之间。

优选地，所述多个导电线圈中的导电线圈与所述金属衬垫之间的耦合包括以下至少一项：

导通孔电连接；以及

电容耦合。

优选地，所述投影人工磁镜还包括：

所述第三层支持电路组件。

优选地，所述多个导电线圈中的导电线圈包括：

以下至少一种形状：圆形、正方形、矩形、六边形、八边形和椭圆形；以及

以下至少一种模式：互连分支、n阶皮亚诺曲线和n阶希尔伯特曲线。

优选地，所述投影人工磁镜还包括：

所述多个导电线圈中的第一导电线圈具有第一大小、第一形状和第一模式；以及

所述多个导电线圈中的第二导电线圈具有第二大小、第二形状和第二模式。

优选地，所述多个导电线圈中的导电线圈包括：

多个金属贴片；以及

多个开关组件，用于配置所述导电线圈的大小、形状和模式中的至少一者。

优选地，所述投影人工磁镜还包括：

所述第一层与所述第三层间间隔一距离“d”。

优选地，所述多个导电线圈中的导电线圈包括：

长度小于或等于所述给定频带的最大频率的1/2波长。

优选地，所述投影人工磁镜还包括：

所述多个导电线圈的每一个具有给定大小、给定模式和给定长度；以及

所述金属衬垫与所述第一层间间隔一距离“d”以获得所述投影人工磁镜的至少一种期望性质。

优选地，所述投影人工磁镜还包括：

成阵列排布在基板的第四层上的第二多个导电线圈；以及

位于基板的所述第四层和所述第二层之间的介电材料，其中所述第二多个导电线圈与所述金属衬垫电耦合以进一步形成所述电感-电容网络。

根据一个方面，本发明提出一种投影人工磁镜，包括：

成阵列排布在基板的第一层上的多个导电线圈，其中所述多个导电线圈中的导电线圈包括：

具有第一形状的第一绕组；

具有与第一形状类似的形状的第二绕组；

第一耦合电路，用于在使能时串联耦合所述第一和第二绕组；以及

第二耦合电路，用于在使能时并联耦合所述第一和第二绕组；

位于基板的第二层上的金属衬垫；以及

位于基板的所述第一和第二层之间的介电材料，其中所述多个导电线圈与所述金属衬垫电耦合以形成电感-电容网络，针对所述基板的第三层在给定频带范围内大幅地减少沿所述第三层的表面波，且其中所述第一层位于所述第二层和第三层之间。

优选地，所述投影人工磁镜还包括：

所述第一耦合电路用于第一频带；以及

所述第二耦合电路用于第二频带。

优选地，所述导电线圈还包括：

第一选择性分接开关，用于在使能时将所述第一绕组耦合到所述金属衬垫；以及

第二选择性分接开关，用于在使能时将所述第二绕组耦合到所述金属衬垫。

优选地，所述投影人工磁镜还包括：

所述第三层支持电路组件。

优选地，所述导电线圈还包括：

以下至少一种形状：圆形、正方形、矩形、六边形、八边形和椭圆形；以及

以下至少一种模式：互连分支、n阶皮亚诺曲线和n阶希尔伯特曲线。

优选地，所述导电线圈包括：

长度小于或等于所述给定频带的最大频率的1/2波长。

优选地，所述投影人工磁镜还包括：

所述多个导电线圈中的每一个具有给定大小、给定模式和给定长度；以及

所述金属衬垫与所述第一层间隔一距离“d”以获得所述投影人工磁镜的至少一种期望性质。

优选地，所述投影人工磁镜还包括：

成阵列排布在基板的第四层上的第二多个导电线圈；以及

位于基板的所述第四层和所述第二层之间的介电材料，其中所述第二多个导电线圈与所述金属衬垫电耦合以进一步形成所述电感-电容网络。

本发明的各种优点、各个方面和创新特征以及具体实施例的细节，将在以下的说明书和附图中进行详细介绍。

附图说明

图1是根据本发明一个实施例的多个光子晶体晶胞的示意图；

图2是根据本发明一个实施例的晶体晶胞的理论表示的示意图；

图3是根据本发明一个实施例的多个光子晶体晶胞的频率响应的示意图；

图4是根据本发明另一个实施例的多个光子晶体晶胞的频率响应的示意图；

图5是根据本发明另一个实施例的多个光子晶体晶胞的频率响应的示意图；

图6是根据本发明另一个实施例的多个光子晶体晶胞的频率响应的示意图；

图7是根据本发明另一个实施例的多个光子晶体晶胞的示意图；

图8是根据本发明另一个实施例的多个光子晶体晶胞的示意图；

图9是根据本发明另一个实施例的多个光子晶体晶胞的频率响应的示意图；

图10是根据本发明另一个实施例的对应的多个光子晶体晶胞的频率响应的示意图；

图11是根据本发明另一个实施例的多个光子晶体晶胞的频率响应的示意图；

图12是根据本发明另一个实施例的多个光子晶体晶胞的频率响应的示意图；

图13是根据本发明附加实施例的多个光子晶体晶胞的频率响应的示意图；

图14是根据本发明附加实施例的多个光子晶体晶胞的频率响应的示意图；

图15是根据本发明附加实施例的多个光子晶体晶胞的频率响应的示意图；

图16是根据本发明一个实施例的通信设备的示意框图；

图17是根据本发明一个实施例的通信设备的收发器部分的示意图；

图18是根据本发明另一个实施例的通信设备的收发器部分的示意图；

图19是根据本发明另一个实施例的通信设备的收发器部分的示意图；

图20是根据本发明另一个实施例的通信设备的收发器部分的示意图；

图21是根据本发明另一个实施例的通信设备的收发器部分的示意图；

图22是根据本发明一个实施例的天线结构的示意图；

图23是根据本发明一个实施例的天线结构的示意图；

图24是根据本发明一个实施例的天线结构的示意图；

图25是根据本发明一个实施例的天线结构的示意图；

图26是根据本发明一个实施例的隔离结构的示意图；

图27是根据本发明一个实施例的隔离结构的示意图；

图28是根据本发明一个实施例的天线结构的透视图；

图29是根据本发明一个实施例的天线结构的示意图；

图30是根据本发明一个实施例的天线结构的示意图；

图31是根据本发明一个实施例的天线结构的示意图；

图32是根据本发明一个实施例的天线结构的示意图；

图33是根据本发明一个实施例的投影人工磁镜的示意图；

图34是根据本发明一个实施例的投影人工磁镜的示意图；

图35是根据本发明一个实施例的投影人工磁镜的示意图；

图36是根据本发明一个实施例的投影人工磁镜的示意图；

图37是根据本发明一个实施例的投影人工磁镜的示意图；

图38a-38e是根据本发明实施例的具有不同n值的改进波利亚曲线(Polyacurve)的示意图；

图39a-39c是根据本发明实施例的具有不同s值的改进波利亚曲线的示意图；

图40a-40b是根据本发明实施例的具有改进波利亚曲线形状的天线结构的示意图；

图41a-41h是根据本发明实施例的改进波利亚曲线的受限形状的示意图；

图42是根据本发明一个实施例的可编程的改进波利亚曲线的示意图；

图43是根据本发明一个实施例的具有投影人工磁镜的天线的示意图，该投影人工磁镜具有改进波利亚曲线线路；

图44是根据本发明另一个实施例的投影人工磁镜的示意图；

图45是根据本发明一个实施例的投影人工磁镜的截面示意图；

图46是根据本发明一个实施例的投影人工磁镜的示意框图；

图47是根据本发明另一个实施例的投影人工磁镜的截面示意图；

图48是根据本发明另一个实施例的投影人工磁镜的示意框图；

图49是根据本发明另一个实施例的投影人工磁镜的截面示意图；

图50是根据本发明另一个实施例的投影人工磁镜的示意框图；

图51是根据本发明另一个实施例的投影人工磁镜的截面示意图；

图52是根据本发明一个实施例的具有投影人工磁镜的天线的示意图，该投影人工磁镜具有螺旋线路；

图53是根据本发明一个实施例的螺旋线圈的辐射图形的示意图；

图54是根据本发明一个实施例的具有多个螺旋线圈的投影人工磁镜的辐射图形的示意图；

图55是根据本发明的现有偶极子天线的辐射图形的示意图；

图56是根据本发明一个实施例的具有投影人工磁镜的偶极子天线的辐射图形的示意图；

图57是根据本发明一个实施例的偏心螺旋线圈的辐射图形的示意图；

图58是根据本发明一个实施例的具有一些偏心和同心螺旋线圈的投影人工磁镜的辐射图形的示意图；

图59是根据本发明另一个实施例的具有一些偏心和同心螺旋线圈的投影人工磁镜的辐射图形的示意图；

图60是根据本发明的具有一些偏心和同心螺旋线圈的投影人工磁镜的示意图；

图61是根据本发明一个实施例的有效碟形天线的示意图；

图62是根据本发明另一个实施例的有效碟形天线的示意图；

图63是根据本发明一个实施例的有效碟形天线阵列的示意图；

图64是根据本发明另一个实施例的有效碟形天线阵列的示意图；

图65是根据本发明一个实施例的有效碟形天线阵列的示意图；

图66是根据本发明另一个实施例的用于投影人工磁镜中的可调线圈的示意图；

图67是根据本发明另一个实施例的用于投影人工磁镜中的可调线圈的示意图；

图68是根据本发明另一个实施例的用于投影人工磁镜中的可调线圈的示意图；

图69是根据本发明一个实施例的用于投影人工磁镜中的可调线圈的截面示意图；

图70是根据本发明另一个实施例的用于投影人工磁镜中的可调线圈的截面示意图；

图71是根据本发明一个实施例的具有可调线圈的投影人工磁镜的示意框图；

图72是根据本发明另一个实施例的用于投影人工磁镜中的可调线圈的示意图；

图73是根据本发明另一个实施例的用于投影人工磁镜中的可调线圈的示意图；

图74是根据本发明另一个实施例的用于投影人工磁镜中的可调线圈的示意图；

图75是根据本发明另一个实施例的用于投影人工磁镜中的可调线圈的示意图；

图76是根据本发明另一个实施例的用于投影人工磁镜中的可调线圈的示意图；

图77是根据本发明一个实施例的可调的有效碟形天线阵列的示意图；

图78是根据本发明一个实施例的具有投影人工磁镜的倒装芯片连接的示意图；

图79是根据本发明一个实施例的利用电磁通信进行通信的通信设备的示意框图；

图80是根据本发明一个实施例的利用电磁通信进行通信的通信设备的收发器的示意图；

图81是根据本发明另一个实施例的利用电磁通信进行通信的通信设备的收发器的示意图；

图82是根据本发明另一个实施例的利用电磁通信进行通信的通信设备的收发器的示意图；

图83是根据本发明一个实施例的具有投影人工磁镜的NFC线圈的截面示意图；

图84是根据本发明另一个实施例的具有投影人工磁镜的NFC线圈的截面示意图；

图85是根据本发明另一个实施例的具有投影人工磁镜的NFC线圈的截面示意图；

图86是根据本发明另一个实施例的具有投影人工磁镜的NFC线圈的截面示意图；

图87是根据本发明一个实施例的具有天线结构的雷达系统的示意框图，该天线结构包括投影人工磁镜；

图88是根据本发明另一个实施例的具有天线结构的雷达系统的示意框图，该天线结构包括投影人工磁镜；

图89是根据本发明另一个实施例的具有天线结构的雷达系统的示意框图，该天线结构包括投影人工磁镜；

图90是根据本发明一个实施例的具有天线结构的雷达系统的示意框图，该天线结构包括用于追踪对象的投影人工磁镜；

图91是根据本发明另一个实施例的具有天线结构的雷达系统的示意框图，该天线结构包括用于追踪对象的投影人工磁镜；

图92是根据本发明另一个实施例的具有天线结构的雷达系统的示意框图，该天线结构包括用于追踪对象的投影人工磁镜；

图93是根据本发明一个实施例的具有投影人工磁镜和覆板介电层的横向天线的截面图；

图94是根据本发明另一个实施例的具有天线结构的雷达系统的示意框图，该天线结构包括投影人工磁镜；

图95是根据本发明一个实施例的具有天线结构的雷达系统的截面示意图，该天线结构包括投影人工磁镜；

图96是根据本发明一个实施例的多频带投影人工磁镜的示意框图；

图97是根据本发明一个实施例的多频带投影人工磁镜的截面示意图；

图98是根据本发明一个实施例的具有投影人工磁镜的MIMO天线的示意图；

图99是根据本发明一个实施例的具有多频带投影人工磁镜的MIMO天线的天线的示意图；

图100是根据本发明一个实施例的具有投影人工磁镜的双带MIMO天线的示意图；

图101是根据本发明一个实施例的同一基板上的多个投影人工磁镜的截面示意图；

图102是根据本发明一个实施例的同一基板上的多个投影人工磁镜的截面示意图；

图103a-d是根据本发明实施例的投影人工磁镜波导的示意图；

图104是根据本发明一个实施例的用于带内通信的单芯片投影人工磁镜接口的示意图；

图105是根据本发明一个实施例的对较低层的投影人工磁镜的截面示意图；

图106是根据本发明一个实施例的具有投影人工磁镜的运输线的示意图；

图107是根据本发明一个实施例的具有投影人工磁镜的滤波器的示意图；

图108是根据本发明一个实施例的具有投影人工磁镜的电感器的示意图；以及

图109是根据本发明一个实施例的具有共面投影人工磁镜的天线的截面示意图。

具体实施方式

图1是根据本发明一个实施例的多个光子晶体晶胞10的示意图，包括金属散射体12的共面阵列层。每层金属散射体12包括整合(介电)层14和多个光子晶体晶胞10(例如金属盘)。光子晶体晶胞10的一个单层16可以配置如图。

图2是根据本发明一个实施例的晶体晶胞10的理论表示的示意图，晶体晶胞10具有传播矩阵18、散射矩阵20和第二传播矩阵22。盘介质的分析方法可以用下式表示：

$B_D^D=\frac{16}{3}{\left(\frac{r}{a}\right)}^2\frac{\mathrm{kr}}{\cos {\mathrm{\θ}}_d}[\frac{1}{1-\frac{8}{3}{\left(\frac{r}{a}\right)}^3{C}_e}-\frac{{\sin }^2{\mathrm{\θ}}_d}{2}\frac{1}{1-\left(\frac{4}{3}\right){\left(\frac{r}{a}\right)}^3{C}_m}]$

其中，kr是散射体的电磁大小，θ_d是介电层中的入射角，a是相对UC(近似填充率)的散射体大小，C_e和C_m分别是电和磁耦合常数。

$B_{\mathrm{RC}}^D=\frac{16}{3}{\left(\frac{r}{a}\right)}^2\frac{\mathrm{kr}}{{\cos \mathrm{\θ}}_d}{\left(\mathrm{kr}\right)}^2[\frac{8}{15}-\frac{{\sin }^2{\mathrm{\θ}}_d}{6}-\frac{{\sin }^4{\mathrm{\θ}}_d}{150}]$

其中，插入项对应于四极辐射校正(quadrupole radioactive correction)。

该分析方法适用于任意入射角度和任意偏振。该方法还可以应用于矩形或圆形波导中的圆柱激发(cylindrical excitation)和模态激发(modal excitation)。另外，该方法在主传播模式内可使其有效范围具有一定的扩展。

继续上述等式，四方平面阵列的电磁耦合可以表示如下：

$C_e=\frac{1}{\mathrm{\π}}[1.2-8{\mathrm{\π}}^2{K}_0\left(2\mathrm{\π}\right)]+$

$\frac{{\left(\mathrm{ka}\right)}^2}{2\mathrm{\π}}[-\ln 4\mathrm{\π}+\frac{1}{2}+\frac{{\left(\mathrm{ka}\right)}^2}{48}-i(\left(\frac{\mathrm{ka}}{3}\right)-\frac{\mathrm{\π}}{\mathrm{ka}\cos {\mathrm{\θ}}_d})+\mathrm{\π}\underset{l=1}{\overset{\∞}{\mathrm{\Σ}}}(\frac{1}{a{\mathrm{\Γ}}_l}+\frac{1}{a{\mathrm{\Γ}}_{-l}}-\frac{1}{\mathrm{l\π}})]+$

${\left(\mathrm{ka}\right)}^2[(\frac{2}{\mathrm{\π}}+4\mathrm{\π}{\sin }^2{\mathrm{\θ}}_d)K_0\left(2\mathrm{\π}\right)-2K_1\left(2\mathrm{\π}\right)]$

$C_m=-\frac{1}{2\mathrm{\π}}[1.2+\frac{{\mathrm{\π}}^2}{3}-8\mathrm{\π}{K}_1\left(2\mathrm{\π}\right)]-$

$\frac{{\left(\mathrm{ka}\right)}^2}{4\mathrm{\π}}\left[\begin{array}{c}1-\mathrm{\γ}+(1-\cos \mathrm{ka})\ln \left(\frac{8\mathrm{\π}}{{\left(\mathrm{ka}\right)}^2}\right)+\frac{{\left(\mathrm{ka}\right)}^2}{18}-2i(\left(\frac{\mathrm{ka}}{3}\right)-\frac{\mathrm{\π}{\sin }^2{\mathrm{\θ}}_d}{\mathrm{ka}\cos {\mathrm{\θ}}_d})-\\ 2\mathrm{\π}\underset{l=1}{\overset{\∞}{\mathrm{\Σ}}}(\frac{1}{a{\mathrm{\Γ}}_l}+\frac{1}{a{\mathrm{\Γ}}_{-l}}-\frac{1}{2\mathrm{l\π}}+\frac{a{\mathrm{\Γ}}_l+{\mathrm{a\Γ}}_{-l}-4\mathrm{l\π}}{{\left(\mathrm{ka}\right)}^2})\end{array}\right]+$

$\frac{{\left(\mathrm{ka}\right)}^2}{\mathrm{\π}}[2K_0\left(2\mathrm{\π}\right)-K_2\left(2\mathrm{\π}\right)]$

重建S参数换算结果：

$S_{11}^{\left(i\right)}=\frac{{\mathrm{\Ψ}}_i\left(\frac{1-{\left[{\mathrm{\ξ}}_i\right]}^N}{2{\mathrm{\τ}}_i{\mathrm{\ζ}}_i}\right)({\mathrm{\η}}_{-}^{\left(i\right)}-{\mathrm{\η}}_{+}^{\left(i\right)}\frac{Y_i}{2{\mathrm{\Ψ}}_i})}{1+{\left[{\mathrm{\ξ}}_i\right]}^N+{\mathrm{\Ψ}}_i\left(\frac{{1-\left[{\mathrm{\ξ}}_i\right]}^N}{2{\mathrm{\τ}}_i{\mathrm{\ζ}}_i}\right)({\mathrm{\η}}_{+}^{\left(i\right)}-{\mathrm{\η}}_{-}^{\left(i\right)}\frac{Y_i}{2{\mathrm{\Ψ}}_i})},$ $S_{11}^{\left(i\right)}=\frac{\left(\frac{2}{{(1+{\mathrm{\ζ}}_i)}^N{{\mathrm{\τ}}_i}^N}\right)}{1+{\left[{\mathrm{\ξ}}_i\right]}^N+{\mathrm{\Ψ}}_i\left(\frac{{1-\left[{\mathrm{\ξ}}_i\right]}^N}{2{\mathrm{\τ}}_i{\mathrm{\ζ}}_i}\right)({\mathrm{\η}}_{+}^{\left(i\right)}-{\mathrm{\η}}_{-}^{\left(i\right)}\frac{Y_i}{2{\mathrm{\Ψ}}_i})}$

Ψ_i＝j sin(k₀cn cos(θ_d))+cos(k₀cn cos(θ_d))Y_i

τ_i＝cos(k₀cncos(θ_d))+j sin(k₀cn cos(θ_d))Y_i

${\mathrm{\ζ}}_i=\frac{{\mathrm{\Ψ}}_i}{{\mathrm{\τ}}_i}\sqrt{1-{\left(\frac{Y_i}{{\mathrm{\Ψ}}_i}\right)}^2},$ ${\mathrm{\ξ}}_i=\frac{1-{\mathrm{\ζ}}_i}{1+{\mathrm{\ζ}}_i},$ ${\mathrm{\η}}_{\±}^i=\frac{{\mathrm{\η}}_a^i}{{\mathrm{\η}}_d^i}\±\frac{{\mathrm{\η}}_d^i}{{\mathrm{\η}}_a^i}$

${\mathrm{\η}}_{\mathrm{\α}}^i=\frac{{\mathrm{\η}}_{\mathrm{\α}}}{{\cos }^i{\mathrm{\θ}}_{\mathrm{\α}}},$ ${\mathrm{\η}}_{\mathrm{\α}}=\sqrt{\frac{{\mathrm{\μ}}_{\mathrm{\α}}}{{\mathrm{\ϵ}}_{\mathrm{\α}}}},$ α∈{a＝air，d＝dielectric}，i∈{1，-1}，

其中，cn对应于主折射率，na对应于波阻抗，i对应于偏振。

图3是根据本发明一个实施例的多个光子晶体晶胞的频率响应的示意图。在第一频带中，光子晶体晶胞提供低频电介质24；在第二频带中，光子晶体晶胞提供第一电磁带隙(electromagnetic band gap，EBG)26；在第三频带中，光子晶体晶胞提供带通滤波器28；在第四频带中，光子晶体晶胞提供第二EBG30。

在本例中，光子晶体晶胞被设计为在高达40GHz的频率范围内提供上述特性。在另一设计下，光子晶体晶胞可以在其它频率提供上述至少一种特性。例如，光子晶体晶胞可以在60GHz提供带通滤波器、在60GHz提供电磁带隙(EBG)等。又例如，光子晶体晶胞可以在其它微波频率(例如3GHz到300GHz)提供至少一种上述特性。

图4是根据本发明另一个实施例的多个光子晶体晶胞的频率响应的示意图。例如，该图分别示出了光子晶体晶胞的有效响应函数和的共振磁化的发展。

参考该图表，非磁性金属-介电光子晶体中的人工磁体通过在光子晶体中堆叠交流电流片以产生用于特定频带的强磁性偶极子密度来发展。k+1对单层的相关磁化强度平行于该位置的总磁场，并由下式给出：

$M^{(k+1)}=\frac{1}{2}{J}_s^{(2k+1)}\hat{X}$

其中，J_s ^(2k+1)是该对中的一个单层的表面电流密度。该对中的相邻单层具有相反的电流密度。这种磁偶极子片提高了总的磁偶极距和相应的人工磁性。它仅仅出现在电磁带隙内。这在光子晶体中产生人工磁导体(AMC)现象。

图5是根据本发明另一个实施例的多个光子晶体晶胞的频率响应的示意图。该图示出了变质材料(metamorphic material)例如光子晶体的各种性质。在这种材料中，半无限介质的反射系数仅仅依赖于复波阻抗，可以用下式表示：

$\mathrm{\Γ}=\frac{\mathrm{\η}-1}{\mathrm{\η}+1},$ $\mathrm{\η}=\sqrt{\frac{\mathrm{\μ}}{\mathrm{\ϵ}}}$

改变n值，可以展现出该材料的各种性质。例如，将n设为+/-0.1可以产生电壁32的性质；将n设为+/-0.5可以产生放大器34的性质；将n设为+/-1可以产生吸收器(absorber)36的性质；将n设为+/-10可以产生磁壁38的性质。

图6是根据本发明另一个实施例的多个光子晶体晶胞的频率响应的示意图。特别地，该图示出各种条件下(例如变化的k₀c)变质材料的各种性质。

图7是根据本发明另一个实施例的多个光子晶体晶胞10的示意图。在该示意图中，重配置变质材料以便在大致相同的频率实现电磁跃迁。每个晶胞包括一个或多个开关40(例如二极管和/或MEMS开关)来耦合晶胞以产生光子晶体或其补充物。

图8是根据本发明另一个实施例的多个光子晶体晶胞10的示意图。在本例中，第一层和第三层晶胞使它们各自的开关40开启，而第二层上的晶胞使它们各自的开关40关闭。在这种配置中，第一层和第三层提供相似的电流片(current sheet)，且第二层提供互补的电流片。

图9是根据本发明另一个实施例的多个光子晶体晶胞的频率响应的示意图。参考该示意图，互补屏幕的巴比内准则(Babinet’s principle)的分析方法可以用布克关系(Booker’s relation)的格式表示。就此而言，可以调整变质材料(例如光子晶体)以提供图中左图所示的基于电容的特性，以及右图所示的基于电感的特性。

图10是根据本发明另一个实施例的对应的多个光子晶体晶胞的频率响应的示意图。在该图中，左边的图对应于其下所示的光子晶体(例如每层上的晶胞的开关是开启的)。该图右边的图表表示每层上的晶胞的开关关闭时光子晶体的特性。

图11是根据本发明另一个实施例的多个光子晶体晶胞的频率响应的示意图。在该图中，各层上开关的开启和关闭被调节。对于左边的图表，细实线表示第一和第三层上的开关开启且第二层上的开关关闭时光子晶体的特性；虚线表示各层上的开关都开启时的特性；粗实线表示各层上的开关都关闭时的特性。

对于右边的图表，细实线表示第一和第三层上的开关关闭且第二层上的开关开启时光子晶体的特性；虚线表示各层上的开关都开启时的特性；粗实线表示各层上的开关都关闭时的特性。

图12是根据本发明另一个实施例的多个光子晶体晶胞的频率响应的示意图。在该图中，折射率随频率变化且与对应于通过共振逆散射的有效响应函数。因此，通过S参数和分析逆散射方法，可以将光子晶体定性为均匀变质材料。这将导致对复函数{ε(ω)，μ(ω)}或等效地{n(ω)，η(ω)}的求导，其对共振频率区域都是有效的。数学上，可以表示如下：

$\mathrm{\η}=\frac{1+A}{1-A}=\±\sqrt{\frac{V+1}{V-1}},$ $A=V\±\sqrt{V^2-1},$ 其中n为复波阻抗；

$\mathrm{Re}\left(n\right)=\frac{\arccos \left(\mathrm{Re}\right\{x\}/|x\left|\right)}{k_{0}d},$ $\mathrm{Im}\left(n\right)=-\frac{\ln \left|x\right|}{k_{0}d},$ 其中Re(n)和Im(n)为复折射率；

$V=\frac{{1+S}_{11}^2-S_{21}^2}{2S_{11}},$ $x=\frac{S}{1+R-\mathrm{ASR}},$

S＝S₁₁+S₂₁， $R=\frac{S_{11}}{S_{21}}$

$\{\mathrm{\ϵ}\left(\mathrm{\ω}\right),\mathrm{\μ}\left(\mathrm{\ω}\right)\}=\{\frac{N\left(\mathrm{\ω}\right)}{\mathrm{\η}\left(\mathrm{\ω}\right)},N\left(\mathrm{\ω}\right)\·\mathrm{\η}\left(\mathrm{\ω}\right)\}$

图13是根据本发明附加实施例的多个光子晶体晶胞的频率响应的示意图。这些图示出光子样本的阻抗特性，并说明了复函数{ε(ω)，μ(ω)}、{n(ω)，η(ω)}与光子晶体厚度无关，这提供了均匀描述的有效证明。

图14是根据本发明附加实施例的多个光子晶体晶胞的频率响应的示意图。这些图示出具有短盘介质的光子样本的阻抗特性。

图15是根据本发明附加实施例的多个光子晶体晶胞的频率响应的示意图。特别地，左边的图表说明了光子晶体的各层的各种开关配置下折射率随频率的变化，且右边的图表说明了光子晶体的各层的各种开关配置下介电常数随频率的变化。

在两个图表中，细实线对应于每层的开关都开启；虚线对应于每层的开关都关闭；且粗实线对应于第一和第三层上的开关开启而第二层上的开关关闭。

图16是根据本发明一个实施例的通过射频(RF)和/或毫米波(MMW)通信介质44进行通信的通信设备42的示意框图。每一个通信设备42包括基带处理模块46、发射器部分48、接收器部分50以及RF和/或MMW天线结构52(例如无线通信结构)。将参考图17-78中至少一幅对RF和/或MMW天线结构52进行详细描述。注意，通信设备42可以是移动电话、无线局域网(WLAN)客户端、WLAN接入点、计算机、视频游戏机、定位设备、雷达设备和/或播放单元等。

基带处理模块46可以通过处理模块实施，该处理模块可以是单个处理设备或多个处理设备。该处理设备可以是微处理器、微控制器、数字信号处理器、微计算机、中央处理器单元、现场可编程门阵列、可编程逻辑设备、状态机、逻辑电路、模拟电路、数字电路和/或任意根据电路的硬代码和/或操作指令来处理信号(模拟和/或数字)的设备。处理模块可以具有相关的存储器和/或存储器组件，上述存储器和/或存储器组件可以是单个存储器设备、多个存储器设备和/或处理模块的嵌入式电路。该存储器设备可以是只读存储器、随机访问存储器、易失性存储器、非易失性存储器、静态存储器、动态存储器、闪存、高速缓冲存储器和/或存储数字信息的任意设备。注意若处理模块包括多个处理设备，这些处理设备可以集中排布(例如，通过有线和/或无线总线结构直接连接在一起)或分散排布(例如，通过经局域网和/或广域网的间接连接进行云计算)。还要注意，当处理模块通过状态机、模拟电路、数字电路和/或逻辑电路执行它的一个或多个功能时，存储相应操作指令的存储器和/或存储器组件可以嵌入或外接于包含该状态机、模拟电路、数字电路和/或逻辑电路的电路中。还应注意，存储器组件存储、且处理模块执行与如图16-78中所示的至少一些步骤和/或功能相关的硬代码和/或操作指令。

在一个工作实例中，一个通信设备42将数据(例如语音、文本、音频、视频、图形等)发送给其它通信设备42。例如，基带处理模块46接收数据(例如输出数据)，并根据一个或多个无线通信标准(例如GSM、CDMA、WCDMA、HSUPA、HSDPA、WiMAX、EDGE、GPRS、IEEE802.11、蓝牙、紫蜂、通用移动电信系统(UMTS)、长期演进(LTE)、IEEE802.16、数据优化改进(EV-DO)等)将数据转化为一个或多个输出符号流。这种转化包括以下至少一项：加扰、穿刺(puncturing)、编码、交错、群映射、调制、频率扩展、跳频、波束成形、空时分组编码、空频分组编码、频域-时域转换和/或数字基带-中频转换。注意，基带处理模块46将输出数据转换为单个输出符号流，以实现单输入单输出(SISO)通信和/或多输入单输出(MISO)通信，并将输出数据转换为多个输出符号流，以实现单输入多输出(SIMO)和多输入多输出(MIMO)通信。

发射器部分48将一个或多个输出符号流转化为一个或多个具有所给频带(例如，2.4GHz、5GHz、57-66GHz等)内的载波频率的输出RF信号。在一个实施例中，可以通过将一个或多个输出符号流与本地振荡混频来产生一个或多个上变频信号。一个或多个功率放大器和/或功率放大器驱动器放大可能经RF带通滤波的一个或多个上变频信号以产生输出RF信号。在另一个实施例中，发射器部分48包括产生振荡的振荡器。输出符号流提供相位信息(例如，+/-Δθ[相移]和/或θ(t)[相位调制])，这些相位信息可以用来调整振荡的相位以产生作为输出RF信号发射的经调相的RF信号。在另一个实施例中，输出符号流包括幅度信息(例如，A(t)[幅度调制])，这些幅度信息可以用来调整经调相的RF信号的幅度以产生输出RF信号。

在另一个实施例中，发射器部分48包括产生振荡的振荡器。输出符号流提供频率信息(例如，+/-Δf[频移]和/或f(t)[频率调制])，这些频率信息可以用来调整振荡的频率以产生作为输出RF信号发送的经调频的RF信号。在另一个实施例中，输出符号流包括幅度信息，这些幅度信息可以用来调整经调频的RF信号的幅度以产生输出RF信号。在另一个实施例中，发射器部分48包括产生振荡的振荡器。输出符号流提供幅度信息(例如+/-ΔA[幅移]和/或A(t)[幅度调制])，这些幅度信息可以用来调整振荡的幅度以产生输出RF信号。

RF和/或MMW天线结构52接收一个或多个输出RF信号并发送。其它通信设备42的RF和/或MMW天线结构52接收这一个或多个RF信号并将其提供给接收器部分50。

接收器部分50放大一个或多个输入RF信号以产生一个或多个放大的输入RF信号。然后，接收器部分50可以将放大的输入RF信号的同相(I)和正交(Q)成分与本地振荡的同相和正交成分混频以产生一个或多个混频的I信号集合和混频的Q信号集合。将每个混频的I和Q信号合成以产生一个或多个输入符号流。在本实施例中，一个或多个输入符号流中的每一个可以包括相位信息(例如，+/-Δθ[相移]和/或θ(t)[相位调制])和/或频率信息(例如，+/-Δf[频移]和/或f(t)[频率调制])。在另一个实施例中和/或在上述实施例的进一步推进中，输入RF信号包括幅度信息(例如+/-ΔA[幅移]和/或A(t)[幅度调制])。为了恢复幅度信息，接收器部分50可以包括幅度探测器譬如包络探测器、低通滤波器等。

基带处理模块46根据一个或多个无线通信标准(例如GSM、CDMA、WCDMA、HSUPA、HSDPA、WiMAX、EDGE、GPRS、IEEE802.11、蓝牙、紫蜂、通用移动电信系统(UMTS)、长期演进(LTE)、IEEE802.16、数据优化改进(EV-DO)等)将一个或多个输入符号流转换为输入数据(例如语音、文本、音频、视频、图形等)。这种转化可以包括以下至少一项：数字中频-基带转换、时域-频域转换、空-时分组解码、空-频分组解码、解调、频率扩展解码、跳频解码、波束成形解码、群去映射、解交错、解码、解穿刺和/或解加扰。注意，基带处理模块将单个输入符号流转换为输入数据，以实现单输入单输出(SISO)通信和/或多输入单输出(MISO)通信，并将多个输入符号流转换为输入数据，以实现单输入多输出(SIMO)和多输入多输出(MIMO)通信。

图17是根据本发明一个实施例的包含封装基板56和管芯(die)58的集成电路(IC)54的示意图。管芯58包括基带处理模块60、RF收发器62、本地天线结构64和远程天线结构66。该IC 54可以用在如图16所示的通信设备42和/或其它无线通信设备中。

在一个实施例中，IC 54支持本地和远程通信，其中本地通信是很短的范围(例如小于0.5米)，远程通信是较长的范围(例如大于1米)。例如，本地通信可以是一个设备中IC与IC间的通信、IC与板间的通信和/或板与板间的通信，而远程通信可以是移动电话通信、WLAN通信、蓝牙微型网通信、对讲机通信等。另外，远程通信的内容可以包括图形、数字语音信号、数字音频信号、数字视频信号和/或输出文本信号。

图18是根据本发明一个实施例的包含封装基板56和管芯58的集成电路(IC)54的示意图。除了远程天线结构66在封装基板56上以外，该实施例与图17所示的实施例相同。相应地，IC 54包括从封装基板56上的远程天线结构66到管芯58上的RF收发器62间的连接。

图19是根据本发明一个实施例的包含封装基板56和管芯58的集成电路(IC)54的示意图。除了本地天线结构64和远程天线结构66都位于封装基板56上以外，该实施例与图17所示的实施例相同。相应地，IC 54包括从封装基板56上的远程天线结构66到管芯58上的RF收发器62以及从封装基板56上的本地天线结构64到管芯58上的RF收发器62间的连接。

图20是根据本发明一个实施例的包含封装基板72和管芯74的集成电路(IC)70的示意图。管芯74包括控制模块76、RF收发器78和多个天线结构80。控制模块76可以是单个处理设备或多个处理设备(如前面定义的)。注意，IC 70可以用于图16所示的通信设备42和/或其它无线通信设备中。

在工作过程中，控制模块76配置多个天线结构80中至少一个，以提供输入RF信号82给RF收发器78。另外，控制模块76配置多个天线结构80中至少一个，以便从RF收发器78接收输出RF信号84。在本实施例中，多个天线结构80位于管芯74上。在一个替代实施例中，多个天线结构80的第一天线结构位于管芯74上，而多个天线结构80的第二天线结构位于封装基板72上。注意，多个天线结构80的一个天线结构可以包括以下至少一项：天线、传输线、变压器以及阻抗匹配电路。

RF收发器78将输入RF信号82转换为输入符号流。在一个实施例中，输入RF信号82具有位于大约55GHz到64GHz的频带中的载波频率。另外，RF收发器78将输出符号流转换为输出RF信号，输出RF信号具有位于大约55GHz到64GHz的频带中的载波频率。

图21是根据本发明一个实施例的包含封装基板72和管芯74的集成电路(IC)70的示意图。除了多个天线结构80位于封装基板72上以外，该实施例与图20所示的实施例相同。相应地，IC 70包括从封装基板72上的多个天线结构80到管芯74上的RF收发器78间的连接。

图22是根据本发明一个实施例的在集成电路(IC)的管芯86的一个或多个层88上实施的天线结构90的示意图。管芯86包括多个层88并可以由CMOS制造工艺、砷化镓制造工艺或其它IC制造工艺制成。在本实施例中，根据管芯86的外层上的天线90所需的天线性质(例如频带、带宽、阻抗、质量因子等)，形成的一个或多个天线90可以是具有特定长度和形状的一个或多个金属线路(metal trace)。

在与用于支持天线的层距离d的内层上，形成投影人工磁镜(PAMM)92。可以按照多种配置中的一种形成PAMM 92，这将参考图33-63进行详细描述。PAMM 92可以通过一个或多个导通孔96与管芯86的金属衬垫94(例如接地层)电气连接。替代地，PAMM 92可以与金属衬垫94电容耦合(即不是通过导通孔96与金属衬垫94直接连接，而是通过PAMM 92的金属组件与金属衬垫94之间的电容耦合)。

PAMM 92在给定频带中作为天线90的磁场反射器使用。以这种方式，形成于管芯86的其它层上的电路组件98(例如基带处理器、发射器部分和接收器部分的元件等)基本上被屏蔽掉了天线的RF和/或MMW能量。另外，PAMM92的反射本质使天线90的增益至少增加了3dB。

图23是根据本发明一个实施例的在集成电路(IC)的封装基板102的一个或多个层上实施的天线结构100的示意图。封装基板102包括多个层104，且可以是印刷电路板或其它类型的基板。在本实施例中，根据封装基板102的外层上的天线100所需的天线性质，形成的一个或多个天线100可以是具有特定长度和形状的一个或多个金属线路。

在封装基板100的内层上，形成投影人工磁镜(PAMM)106。可以按照多种配置中的一种形成PAMM 106，这将参考图33-63进行详细描述。PAMM106可以通过一个或多个导通孔112与管芯108的金属衬垫110(例如接地层)电气连接。替代地，PAMM 106可以与金属衬垫110电容耦合。

图24是根据本发明一个实施例的天线结构114的示意图，除了天线114形成于管芯86的至少两个层88上以外，天线结构114与图22所示的天线结构相同。天线114的不同层可以以串联方式和/或并联方式耦合，以便实现天线114的所需性质(例如频带、带宽、阻抗、质量因子等)。

图25是根据本发明一个实施例的天线结构116的示意图，除了天线116形成于封装基板102的至少两个层104上以外，天线结构116与图23所示的天线结构相同。天线116的不同层可以以串联方式和/或并联方式耦合，以便实现天线116的所需性质(例如频带、带宽、阻抗、质量因子等)。

图26是根据本发明一个实施例的形成于集成电路的管芯118上的隔离结构的示意图。管芯118包括多个层120并可以由CMOS制造工艺、砷化镓制造工艺或其它IC制造工艺制成。在本实施例中，一个或多个噪声电路122形成于管芯118的外层上。该噪声电路122包括但不限于数字电路、逻辑门、存储器、处理核等。

在与用于支持噪声电路122的层距离为d的内层上，形成PAMM 124。可以按照多种配置中的一种形成PAMM 124，这将参考图33-63进行详细描述。PAMM 124可以通过一个或多个导通孔128与管芯118的金属衬垫126(例如接地层)电气连接。替代地，PAMM 124可以与金属衬垫126电容耦合(即不是通过导通孔128与金属衬垫126直接连接，而是通过PAMM 124的金属组件与金属衬垫126之间的电容耦合)。

PAMM 124在给定频带中作为噪声电路122的磁场反射器使用。以这种方式，形成于管芯118的其它层上的噪声敏感组件130(例如模拟电路、放大器等)基本上被屏蔽掉了噪声电路的带内RF和/或MMW能量。

图27是根据本发明一个实施例的在集成电路(IC)的封装基板132的一个或多个层上实施的隔离结构的示意图。封装基板132包括多个层134，且可以是印刷电路板或其它类型的基板。在本实施例中，一个或多个噪声电路136形成于封装基板132的外层上。

在封装基板132的内层上，形成PAMM 138。可以按照多种配置中的一种形成PAMM 138，这将参考图33-63进行详细描述。PAMM 138可以通过一个或多个导通孔142与管芯132的金属衬垫140(例如接地层)电气连接。替代地，PAMM 138可以与金属衬垫140电容耦合，并为噪声敏感元件144提供对噪声电路144的带内RF和/或MMW能量的屏蔽。

图28是根据本发明一个实施例的与一个或多个电路元件耦合的天线结构的透视图。该天线结构包括形成于管芯和/或封装基板的外层148上的偶极子天线146以及形成于管芯和/或封装基板的内层152上的PAMM 150。电路元件154形成于管芯和/或封装基板的一个或多个层上，这些层可能是底层158。金属衬垫160形成于底层158上。尽管没有示出，天线结构还可以包括传输线和阻抗匹配电路。

PAMM 150包括至少一个开口以允许一个或多个天线连接156穿过其中，从而实现天线到至少一个电路元件154(例如功率放大器、低噪声放大器、发射/接收开关、循环器等)的电气连接。这些连接可以是绝缘的或不绝缘的金属导通孔。

图29是根据本发明一个实施例的管芯和/或封装基板上的天线结构的示意图。天线结构包括天线组件162、PAMM 164和传输线。在本实施例中，天线组件162与PAMM 164垂直，且长度大约为它所收发的RF和/或MMW信号的1/4波长。PAMM 164可以是圆形、椭圆形、矩形或其它任意形状的，以便为天线组件162提供有效接地。PAMM 164包括一开口，以便实现传输线与天线组件162的连接。

图30是根据图29所示实施例的天线结构的截面示意图。天线结构包括天线组件162、PAMM 164和传输线166。在本实施例中，天线组件162与PAMM164垂直，且长度大约为它所收发的RF和/或MMW信号的1/4波长。如图所示，PAMM 164包括一开口，以便实现传输线与天线组件162的连接。

图31是根据本发明一个实施例的管芯上和/或封装基板上的天线结构的示意图。该天线结构包括多个离散的天线组件168、PAMM 170以及传输线。在本实施例中，多个离散的天线组件168包括多个无穷小天线(即长度＜＝1/50波长)或多个小型天线(即长度＜＝1/10波长)，以提供离散的天线结构，其功能与连续的垂直偶极子天线相似。PAMM 170可以是圆形、椭圆形、矩形或其它任意形状的，以便为多个离散的天线组件168提供有效接地。

图32是根据本发明一个实施例的管芯上和/或封装基板上的天线结构的示意图。该天线结构包括天线组件、PAMM 182和传输线。在本实施例中，天线组件包括多个基本封闭的金属线和导通孔。该基本封闭的金属线可以是圆形、椭圆形、正方形、矩形或其它任意形状的。

在一个实施例中，第一基本封闭的金属线172位于第一金属层174上，第二基本封闭的金属线178位于第二金属层180上，导通孔176连接第一基本封闭的金属线172与第二基本封闭的金属线178以提供螺旋状的天线结构。PAMM 182可以是圆形、椭圆形、矩形或其它任意形状的，以便为天线组件提供有效接地。PAMM 182包括一开口，以便实现传输线与天线组件的连接。

图33-51示出了PAMM的各种实施例和/或特点，随后将对此进行描述。一般地，PAMM 184包括多个导电线圈、一金属衬垫和一介电材料。多个导电线圈在基板(例如印刷电路板、集成电路封装基板和/或IC管芯)的第一层上排布成阵列(例如圆形、矩形等)。金属衬垫位于基板的第二层上。介电材料(例如印刷电路板材料、IC的非金属层等)位于基板的第一和第二层之间。例如，多个导电线圈可以位于基板的内层上，金属衬垫可以位于相对导电线圈层的外层上。

导电线圈与金属衬垫通过导通孔(例如直接电气连接)或通过电容耦合电气相连。由于相连，导电线圈和金属衬垫190形成电感-电容网络，大幅减少了沿基板第三层的给定频带的表面波。注意，第一层位于第二和第三层之间。以这种方式，PAMM在第三层提供了有效磁镜，使得第三层上的电路组件(例如电感、滤波器、天线等)与导电线圈层的另一侧上的电磁信号电磁隔离。另外，导电线圈层一侧上的电磁信号被反射回第三层上的电路组件，使它们可加入电路组件所接收和/或生成的电磁信号或从中减去(根据距离和频率)。

大小、形状以及第一、二和三层间的距离d影响PAMM 184的磁镜像性质。例如，导电线圈的形状可以包括以下至少一种：圆形、正方形、矩形、六边形、八边形和椭圆形，导电线圈的模式可以包括以下至少一种：互连分支、n阶皮亚诺(Peano)曲线以及n阶希尔伯特(Hilbert)曲线。导电线圈中的每一个可以具有相同的形状、相同的模式、不同的形状、不同的模式和/或可编程的大小和/或形状。例如，第一导电线圈具有第一大小、第一形状和第一模式，第二导电线圈具有第二大小、第二形状和第二模式。作为一个具体的例子，导电线圈的长度小于或等于给定频带的最大频率的1/2波长。

图33是根据本发明一个实施例的单个层上包含多个金属贴片(metalpatch)186的投影人工磁镜184的示意图。金属贴片中的每一个具有大致相同的形状、大致相同的模式以及大致相同的大小。形状可以是圆形、正方形、矩形、六边形、八边形、椭圆形等；模式可以是盘状、具有互连分支的模式、n阶皮亚诺曲线或n阶希尔伯特曲线。

金属贴片可以通过一个或多个连接器188(例如导通孔)与金属衬垫190相连。替代地，金属贴片可以与金属衬垫190电容耦合(例如无导通孔)。

多个金属贴片186成阵列排布(例如如图所示的3*5)。该阵列可以具有不同大小和形状。例如，该阵列可以是n*n正方金属贴片阵列，其中n至少为2。又例如，该阵列可以是金属贴片大小和数量逐渐增加的同心环集合。又例如，该阵列可以是三角形、六边形、八边形等。

图34是根据本发明一个实施例的位于单个层上包含多个金属贴片186的投影人工磁镜184的示意图。金属贴片具有大致相同的形状、大致相同的模式，但是具有不同的大小。形状可以是圆形、正方形、矩形、六边形、八边形、椭圆形等；模式可以是盘状、具有互连分支的模式、n阶皮亚诺曲线或n阶希尔伯特曲线。

金属贴片可以通过一个或多个连接器188(例如导通孔)与金属衬垫190相连。替代地，金属贴片可以与金属衬垫190电容耦合(例如无导通孔)。

多个金属贴片186成阵列排布，且不同大小的金属贴片可以在不同位置。例如，较大的金属贴片可以位于阵列的外部，较小的金属贴片可以位于阵列的内部。又例如，较大和较小金属贴片可以相互穿插。尽管只示出了两种大小的金属贴片，但可以使用更多大小的金属贴片。

图35是根据本发明一个实施例的位于单个层上包含多个金属贴片186的投影人工磁镜184的示意图。金属贴片中具有不同的形状、大致相同的模式以及大致相同的大小。形状可以是圆形、正方形、矩形、六边形、八边形、椭圆形等；模式可以是盘状、具有互连分支的模式、n阶皮亚诺曲线或n阶希尔伯特曲线。

金属贴片可以通过一个或多个连接器188(例如导通孔)与金属衬垫190相连。替代地，金属贴片可以与金属衬垫190电容耦合(例如无导通孔)。

多个金属贴片186成阵列排布，且不同形状的金属贴片可以在不同位置。例如，一种形状的金属贴片可以位于阵列的外部，另一种形状的金属贴片可以位于阵列的内部。又例如，不同形状的金属贴片可以相互穿插。尽管只示出了两种形状的金属贴片，但可以使用更多形状。

图36是根据本发明一个实施例的位于单个层上包含多个金属贴片186的投影人工磁镜184的示意图。金属贴片中具有不同的形状、大致相同的模式以及不同的大小。形状可以是圆形、正方形、矩形、六边形、八边形、椭圆形等；模式可以是盘状、具有互连分支的模式、n阶皮亚诺曲线或n阶希尔伯特曲线。

金属贴片可以通过一个或多个连接器188(例如导通孔)与金属衬垫190相连。替代地，金属贴片可以与金属衬垫190电容耦合(例如无导通孔)。

多个金属贴片186成阵列排布，且不同形状和大小的金属贴片可以在不同位置。例如，一种形状和大小的金属贴片可以位于阵列的外部，另一种形状的金属贴片可以位于阵列的内部。又例如，不同形状和大小的金属线路可以相互穿插。

作为对PAMM 184的另一替代实施例，可以改变金属贴片的模式。因此，可以改变金属贴片的大小、形状以及模式，以便获得PAMM 184的所需性质。

图37是根据本发明一个实施例的位于单个层上包含多个金属贴片192的投影人工磁镜184的示意图。金属贴片中的每一个具有大致相同的形状、大致相同的改进波利亚曲线模式以及大致相同的大小。形状可以是圆形、正方形、矩形、六边形、八边形、椭圆形等；模式可以是盘状、具有互连分支的模式、n阶皮亚诺曲线或n阶希尔伯特曲线。

金属贴片可以通过一个或多个连接器188(例如导通孔)与金属衬垫190相连。替代地，金属贴片可以与金属衬垫190电容耦合(例如无导通孔)。

多个金属贴片192成阵列排布(例如如图所示的3*5)。该阵列可以具有不同大小和形状。例如，该阵列可以是n*n正方金属贴片阵列，其中n至少为2。又例如，该阵列可以是金属贴片大小和数量逐渐增加的同心环集合。又例如，该阵列可以是三角形、六边形、八边形等。

作为替代，金属贴片的大小和/或形状可以是不同的，以便实现PAMM 184所期望的性质。作为另一替代，每个金属贴片的改进波利亚曲线的阶数、宽度和/或比例因子都可以是不同的，以便实现所期望的PAMM 184的性质。

图38a-38e是根据本发明实施例的具有恒定宽度(w)和形状因子(s)以及变化阶数(n)的改进波利亚曲线(MPC)金属线路的示意图。具体地，图38a示出了二阶MPC金属线路；图38b示出了三阶MPC金属线路；图38c示出了四阶MPC金属线路；图38d示出了五阶MPC金属线路；图38e示出了六阶MPC金属线路。注意，多边形中还可以使用更高阶的MPC金属线路以提供天线结构。

图39a-39c是根据本发明实施例的具有恒定宽度(w)和阶数(n)以及变化形状因子(s)的MPC金属线路的示意图。具体地，图39a示出了具有0.15形状因子的MPC金属线路；图39b示出了具有0.25形状因子的MPC金属线路；图39c示出了具有0.5形状因子的MPC金属线路。注意，MPC金属线路还可以具有其它形状因子以提供天线结构。

图40a-40b是根据本发明实施例的MPC(改进波利亚曲线)金属线路的示意图。在图40a中，MPC金属线路被限制在直角三角形形状中并可以包括两种元素：较短的有角度直线和曲线。在该实施例中，天线结构用于至少两个频带中。例如，该天线结构可以用于2.4GHz频带和5.5GHz频带中。

图40b示出了图40a所示天线结构的优化。在该示意图中，直线线路包括延伸金属线路194，且曲线被缩短。具体地，延伸线路194和/或曲线线路的缩短调节了天线结构的性质(例如频带、带宽、增益等)。

图41a-41h是根据本发明实施例的改进波利亚曲线的受限多边形形状的示意图。具体地，图41a示出了等腰三角形；图41b示出了等边三角形；图41c示出了直角三角形；图41d示出了任意三角形；图41e示出了矩形；图41f示出了五边形；图41g示出了六边形；图41h示出了八边形。注意，还可以使用其它几何形状来限定MPC金属线路(例如圆形、椭圆形等)。

图42是根据本发明一个实施例的可编程的金属贴片的示意图，该可编程金属贴片可以被编程为具有一个或多个改进波利亚曲线。可编程金属贴片包括多个排布在x*y矩阵中的更小金属贴片。贯穿该矩阵的开关单元从控制模块接收控制信号以便将这些更小的金属贴片耦合在一起，从而获得所期望的改进波利亚曲线。注意，这些更小的金属贴片可以是连续的盘状、具有互连分支的模式、n阶皮亚诺曲线或n阶希尔伯特曲线。

在该例中，可编程金属贴片被配置为具有三阶改进波利亚曲线金属线路和四阶改进波利亚曲线金属线路。配置后的金属线路可以是独立的线路或耦合在一起。注意，可编程金属贴片可以被配置为其它模式(例如连续的盘状、具有互连分支的模式、n阶皮亚诺曲线或n阶希尔伯特曲线等)。

图43是根据本发明一个实施例的具有投影人工磁镜的天线的示意图，该投影人工磁镜具有改进波利亚曲线线路。PAMM包括5*3金属贴片阵列，具有改进的波利亚曲线模式196，这些金属贴片具有大致相同的大小以及大致相同的形状。该天线是一定大小和形状的偶极子天线198，以便在60GHz频带中工作。

偶极子天线198的辐射组件位于PAMM 196之上，使得一个或多个连接可以穿过PAMM 196来将偶极子天线198耦合到PAMM 196另一侧的电路组件上。在该例中，偶极子天线198形成于管芯和/或封装基板的外层上，PAMM196形成于管芯和/或封装基板的内层上。PAMM的金属衬垫(未示出)在比金属贴片阵列更低的层上。

图44是根据本发明另一个实施例的位于单个层上的包含多个线圈200的投影人工磁镜184的示意图。线圈中的每一个具有大致相同的大小、形状、长度和匝数。形状可以是圆形、正方形、矩形、六边形、八边形、椭圆形等。注意，该线圈可以通过一个或多个连接器188(例如导通孔)与金属衬垫190相连。替代地，线圈可以与金属衬垫190电容耦合(例如无导通孔)。在一个具体实施例中，线圈的长度可以小于或等于PAMM 184的所期望的频带的1/2波长(即，在该频带中，表面波和电流不传播，且切向磁场很小)。

多个线圈200成阵列排布(例如如图所示的3*5)。该阵列可以具有不同大小和形状。例如，该阵列可以是n*n正方线圈阵列，其中n至少为2。又例如，该阵列可以是线圈大小和数量逐渐增加的同心环集合。又例如，该阵列可以是三角形、六边形、八边形等。

图45是根据本发明一个实施例的包含多个线圈202、金属衬垫204以及一种或多种电介质206的投影人工磁镜的截面示意图。每个线圈通过一个或多个导通孔与金属衬垫204耦合，并距离金属衬垫204的距离为d。一种或多种电介质206位于金属衬垫204和线圈202之间。电介质206可以是管芯和/或封装基板的介电层。替代地，电介质206可以被注入金属衬垫204和线圈202之间。尽管图45参考线圈202来形成PAMM，该截面视图可以应用于前面描述过的或随后将要描述的PAMM的任意其它实施例中。

图46是根据本发明一个实施例的图45所示的投影人工磁镜的示意框图。在该示意图中，每个线圈表示为电感器，线圈202间的电容表示为电容器，这些电容器的电容基于线圈与金属衬垫间的距离d、线圈间的距离、线圈的大小以及电介质206的性质。从线圈到金属衬垫的连接可以在电感器的分接头(tap)处实现，该分接头可以位于线圈上的一个或多个位置处。

如图所示，PAMM是可以被配置为实现图1-15中至少一幅所示的各种频率响应的分布式电感-电容网络。例如，可以改变线圈的大小来获得所期望的电感。另外，可以改变电感器间的距离来调节其间的电容。因此，通过调节分布式电感-电容网络的电感和/或电容，可以得到所期望的频带内的一个或多个所期望的PAMM性质(例如放大器、带通、带隙、电壁、磁壁等)。

图47是根据本发明另一个实施例的包含多个线圈202、金属衬垫204以及一种或多种电介质206的投影人工磁镜的截面示意图。一种或多种电介质206位于金属衬垫204和线圈202之间。电介质206可以是管芯和/或封装基板的介电层。替代地，电介质206可以被注入金属衬垫204和线圈202之间。注意，线圈202不是通过导通孔与金属衬垫204相连。尽管图47参考线圈202来形成PAMM，该截面视图可以应用于前面描述过的或随后将要描述的PAMM的任意其它实施例中。

图48是根据本发明另一个实施例的图47所示的投影人工磁镜的示意框图。在该示意图中，每个线圈表示为电感器，线圈202间的电容表示为电容器，线圈和金属衬垫间的电容也表示为电容器。

如图所示，PAMM是可以被配置为实现图1-15中至少一幅所示的各种频率响应的分布式电感-电容网络。例如，可以改变线圈的大小来获得所期望的电感。另外，可以改变电感器间的距离(和/或线圈与金属衬垫间的距离)来调节其间的电容。因此，通过调节分布式电感-电容网络的电感和/或电容，可以得到所期望的频带内的一个或多个所期望的PAMM性质(例如放大器、带通、带隙、电壁、磁壁等)。

图49是根据本发明另一个实施例的结合图45和47所示实施例的投影人工磁镜的截面示意图。具体地，线圈202中的一部分通过导通孔与金属衬垫204耦合，而另一部分不是。尽管图49参考线圈202来形成PAMM，该截面视图可以应用于前面描述过的或随后将要描述的PAMM的任意其它实施例中。

图50是根据本发明另一个实施例的图49所示的投影人工磁镜的示意框图。在该示意图中，每个线圈表示为电感器，线圈间的电容表示为电容器，线圈和金属衬垫间的电容也表示为电容器。图中还示出，一些线圈通过连接部(例如导通孔)与金属衬垫直接相连，而另一些线圈与金属衬垫电容耦合。

如图所示，PAMM是可以被配置为实现图1-15中至少一幅所示的各种频率响应的分布式电感-电容网络。例如，可以改变线圈的大小来获得所期望的电感。另外，可以改变电感器间的距离(和/或线圈与金属衬垫间的距离)来调节其间的电容。因此，通过调节分布式电感-电容网络的电感和/或电容，可以得到所期望的频带内的一个或多个所期望的PAMM性质(例如放大器、带通、带隙、电壁、磁壁等)。

图51是根据本发明另一个实施例的包含多个线圈208-210、金属衬垫204以及一种或多种电介质206的投影人工磁镜的截面示意图。第一部分多个线圈208位于第一层上，第二部分多个线圈210位于第二层上。每个线圈通过一个或多个导通孔与金属衬垫204相连。一种或多种电介质206位于金属衬垫204和线圈之间。电介质206可以是管芯和/或封装基板的介电层。替代地，电介质206可以被注入金属衬垫204和线圈202之间。

由于多个线圈层之间还形成了电容，这个PAMM的实施例产生了更复杂的分布式电感-电容网络。可以调整分布式电感-电容网络的电感器和/或电容器以实现图1-15中至少一幅所示的各种频率响应。例如，可以改变线圈的大小来获得所期望的电感。另外，可以改变电感器间的距离、层间的距离和/或线圈与金属衬垫间的距离来调节其间的电容。因此，通过调节分布式电感-电容网络的电感和/或电容，可以得到所期望的频带内的一个或多个所期望的PAMM性质(例如放大器、带通、带隙、电壁、磁壁等)。

图51参考线圈来形成PAMM，该截面视图可以应用于前面描述过的或随后将要描述的PAMM的任意其它实施例中。另外，尽管示出的每个线圈具有与金属衬垫204的连接，但线圈中的部分或全部可以不具有如图47和49所示的与金属衬垫的连接。

图52是根据本发明一个实施例的具有投影人工磁镜212的天线的示意图，该投影人工磁镜具有螺旋线路(例如线圈)。PAMM 212包括5*3线圈阵列，这些线圈具有大致相同的大小、大致相同的长度、大致相同的匝数以及大致相同的形状。该天线是一定大小和形状的偶极子天线214，以便在60GHz频带中工作。

偶极子天线214的辐射组件位于PAMM 212之上，使得一个或多个连接可以穿过PAMM 212来将偶极子天线214耦合到PAMM 212另一侧的电路组件上。在该例中，偶极子天线214形成于管芯和/或封装基板的外层上，PAMM212形成于管芯和/或封装基板的内层上。PAMM 212的金属衬垫(未示出)在比金属贴片阵列更低的层上。

图53是根据本发明一个实施例的同心螺旋线圈(例如关于中心点对称)的辐射图形的示意图。面对外部电磁场(例如发射的RF和/或MMW信号)，线圈作为具有辐射图形的天线使用，该辐射图形与其x-y平面216正交。因此，当同心线圈包含在PAMM 218中时，它根据自己的辐射图形反射电磁能量。例如，当以一定入射角接收电磁信号时，作为PAMM 218一部分的同心线圈将以相应反射角(即，反射角等于入射角)反射信号。

图54是根据本发明一个实施例的具有多个同心螺旋线圈220的投影人工磁镜的辐射图形的示意图。参考图53所述的，同心螺旋线圈的辐射图形正交于其x-y平面。因此，同心螺旋线圈220的阵列将产生复合辐射图形，该复合辐射图形正交于其x-y平面，这将导致该阵列作为电磁信号的镜像使用(在PAMM的频带内)。

图55是现有偶极子天线224的辐射图形的示意图。如图所示，偶极子天线224具有前向辐射图形226和图像辐射图形228，它们正交于天线224的平面。当使用时，在可能的情况下，定位天线224，使得所接收的信号位于前向辐射图形226中，其中该天线的增益为其最大值。

图56是具有投影人工磁镜232的偶极子天线230的辐射图形的示意图。在该例中，前向辐射图形236与图55所示的前向辐射图形226相似。但是，图像辐射图形234被PAMM 232反射到与前向辐射图形236同一方向。在PAMM 232阻挡了其另一侧的信号的同时，由于图像辐射图形234的反射，PAMM 232针对PAMM 232的天线侧上的信号将天线230的增益增加了至少3dB。

图57是偏心螺旋线圈238(例如关于中心点不对称)的辐射图形240的示意图。面对外部电磁场(例如发射的RF和/或MMW信号)，偏心螺旋线圈238作为具有辐射图形240的天线使用，辐射图形240偏离正交于其x-y平面。偏离角(例如0)基于螺旋线圈238的不对称度。一般而言，螺旋线圈238的不对称度越大，偏离角也将越大。

当偏心螺旋线圈238包含在PAMM中时，它根据自己的辐射图形240反射电磁能量。例如，当以一定入射角接收电磁信号时，作为PAMM一部分的偏心螺旋线圈238将以加上偏离角的相应反射角(即，反射角等于入射角加上偏离角，其将逐渐平行于x-y平面)反射信号。

图58是根据本发明一个实施例的具有一些偏心和同心螺旋线圈242的投影人工磁镜的辐射图形的示意图。同心螺旋线圈246具有参考图53描述的一般辐射图形，偏心螺旋线圈244具有如图57所示的偏离辐射图形。对于偏心和同心螺旋线圈的组合242，在距离PAMM表面一定距离处产生聚焦点。聚焦点的焦点(例如它的相对大小)和它到PAMM表面的距离基于偏心螺旋线圈244的偏离角、同心螺旋线圈246的数量、偏心螺旋线圈244的数量以及这两种类型螺旋线圈的位置。

图59是根据本发明另一个实施例的具有第一类型偏心螺旋线圈250、第二类型偏心螺旋线圈252以及同心螺旋线圈246的投影人工磁镜的辐射图形的示意图。同心螺旋线圈246具有参考图53描述的一般辐射图形，偏心螺旋线圈250-252具有如图57所示的偏离辐射图形。第一类型偏心螺旋线圈250具有第一偏离角，第二类型偏心螺旋线圈252具有第二偏离角。在该例中，第二偏离角大于第一偏离角。

对于偏心和同心螺旋线圈的组合242，在距离PAMM表面一定距离处产生聚焦点。聚焦点的焦点(例如它的相对大小)和它到PAMM表面的距离基于偏心螺旋线圈250-252的偏离角、同心螺旋线圈246的数量、偏心螺旋线圈250-252的数量以及这两种类型螺旋线圈的位置。

尽管该例示出了两种类型偏心螺旋线圈250-252，还可以使用不止两种类型。偏心螺旋线圈250-252的类型数量至少部分依赖于其应用。例如，可使用至少两种类型的偏心螺旋线圈250-252来最佳地完成天线应用。

图60是根据本发明的具有第一类型偏心螺旋线圈、第二类型偏心螺旋线圈以及同心螺旋线圈的投影人工磁镜的示意图。同心螺旋线圈具有参考图53描述的一般辐射图形，偏心螺旋线圈具有如图57所示的偏离辐射图形。第一类型偏心螺旋线圈具有第一偏离角，第二类型偏心螺旋线圈具有第二偏离角。在该例中，第二偏离角大于第一偏离角。

如图所示，PAMM的整体形状是圆形(但还可以是椭圆形、正方形、矩形或其它形状)，其中同心螺旋线圈具有一定模式且位于中心。第一类型偏心螺旋线圈具有对应模式且环绕(至少部分)同心螺旋线圈，相反地，第一类型偏心螺旋线圈又被具有第二对应模式的第二类型偏心螺旋线圈环绕(至少部分)。

注意，尽管图53-60显示线圈通过导通孔与金属衬垫相连，但至少一个线圈可以前面所描述的与金属衬垫电容耦合。因此，具有偏心螺旋线圈和同心螺旋线圈的PAMM可以具有与图47和49所示金属衬垫连接模式相似的连接模式。

图61是根据本发明一个实施例的包含一个或多个天线256以及多个线圈258的有效碟形天线254的示意图，多个线圈258形成PAMM。该PAMM可以与图60所示PAMM相同，包括环绕同心螺旋线圈246的两种类型偏心螺旋线圈250-252。一个或多个天线256位于PAMM的聚焦点260中。以这种方式，PAMM作为天线256的碟，用于在聚焦点260聚集电磁信号的能量。因此，由基本平面结构实现碟形天线。

可以根据各种频率范围制造有效碟形天线254。例如，有效碟形天线254可以形成于管芯和/或封装基板上以便在60GHz频带中使用。替代地，多个螺旋线圈258可以是离散元件，被设计为在500MHz-1GHz的C带中和/或在12GHz-18GHz的K带中(例如卫星电视和/或无线电频带)工作。又例如，有效碟形天线254可以用于900MHz频带、1800-1900MHz频带、2.4GHz频带、5GHz频带和/或RF和/或MMW通信使用的任意其它频带中。

图62是根据本发明另一个实施例的包含一个或多个天线256、多个同心螺旋线圈246以及多种类型的偏心螺旋线圈250、252、266的有效碟形天线264的示意图。在本实施例中，基于各种类型偏心螺旋线圈250、252、266的不平衡，聚焦点260偏离中心。如图所示，只示出了第一类型偏心螺旋线圈250在同心螺旋线圈246的右侧。在同心螺旋线圈246的左侧是第二类型螺旋线圈252和第三类型螺旋线圈266。第三类型螺旋线圈254具有第三偏离角，第三偏离角大于第二偏离角。

偏心螺旋线圈的不平衡使有效碟形天线254相对于图61所示发生了偏转。因此，有效碟形天线264被配置为具有特定接收/发射角。

图63是根据本发明一个实施例的包含多个有效碟形天线254、264的有效碟形天线阵列268的示意图。在本实施例中，有效碟形天线阵列268包括如图61和62所示的有效碟形天线254、264。替代地，阵列268可以只包括图61或图62所示的有效碟形天线。又例如，该阵列可以包括与图61和62所示例子不同的其它类型的有效碟形天线。

有效碟形天线阵列268可以具有如图63所示的线性形状，可以具有圆形形状，可以具有椭圆形状，可以具有正方形形状，可以具有矩形形状，或可以具有任意其它形状。对于非线性形状(例如圆形)，图61所示的有效碟形天线254可以在圆的中心，被图62所示的有效碟形天线264环绕。

图64是有效碟形天线阵列的一个应用的示意图。在本实施例中，一个或多个有效碟形天线和/或一个或多个有效碟形天线阵列272设置于机动车(例如轿车、卡车、客车等)的至少一个部件上。替代地，有效碟形天线和/或阵列272可以集成到机动车部件中。例如，轿车的塑料后挡板中可以安装有效碟形天线阵列。又例如，轿车的车顶中可以安装有效碟形天线阵列。

对于机动车应用，有效碟形天线和/或阵列272的大小可以根据具体应用的频带进行变化。例如，对于60GHz应用，有效碟形天线和/或阵列272可以在集成电路上实施。又例如，对于卫星通信，有效碟形天线和/或阵列272将基于卫星信号的波长。

又例如，机动车可以装配有多个有效碟形天线和/或阵列272。在本实施例中，一个碟形天线或阵列可以用于第一频带，第二碟形天线和/或阵列可以用于第二频带。

图65是有效碟形天线阵列的另一个应用的示意图。在本实施例中，一个或多个有效碟形天线和/或一个或多个有效碟形天线阵列272设置在建筑物274(例如家、公寓楼、办公楼等)上。替代地，有效碟形天线和/或阵列272可以集成到建筑物的非导电表面材料中。例如，屋顶材料中可以安装有效碟形天线阵列。又例如，壁板材料中可以安装有效碟形天线阵列。又例如，墙壁、天花板和/或屋顶材料中可以安装有效碟形天线阵列。

对于建筑物应用，有效碟形天线和/或阵列272的大小可以根据具体应用的频带进行变化。例如，对于60GHz应用，有效碟形天线和/或阵列272可以在集成电路上实施。又例如，对于卫星通信，有效碟形天线和/或阵列272将基于卫星信号的波长。

又例如，建筑物274可以装配有多个有效碟形天线和/或阵列。在本实施例中，一个碟形天线或阵列可以用于第一频带，第二碟形天线和/或阵列可以用于第二频带。在本实施例的进一步推进中，有效平面碟可以用于用来支持蜂窝通信的基站天线和/或用于无线局域网的接入点的天线。

图66是根据本发明另一个实施例的用于投影人工磁镜中的可调线圈276的示意图。可调线圈276包括内部绕组部分278、外部绕组部分280和耦合电路282(例如MEM开关、RF开关等)。绕组部分278-280可以分别包括一匝或多匝，并可以具有相同的长度和/或宽度或不同的长度和/或宽度。

为了调整线圈276的特性(例如它的电感、电抗、电阻、与其它线圈和/或金属衬垫耦合的电容)，绕组部分278-280可以并联耦合(如图68所示)、串联耦合(如图67所示)或作为单独线圈使用。

利用可调线圈，可以调整PAMM以便在不同频带工作。例如，在工作在两个频带的多模通信设备中，天线结构(或其它电路结构[例如传输线、滤波器、电感器等])的PAMM被调整为对应于通信设备中正在使用的频带。

图69是根据本发明一个实施例的用于投影人工磁镜中的可调线圈的截面示意图。如图所示，绕组部分286在一层上，耦合电路282在第二层上。通过可开关导通孔284将这些层连接在一起。例如，耦合电路282可以包括MEMS开关和/或RF开关，对于并联耦合，通过使能多个可开关导通孔284将绕组部分286连接在一起。作为串联连接的例子，耦合电路282使能绕组部分286的各自端点附近的一个或几个可开关导通孔284，以便将它们连接在一起。

图70是根据本发明另一个实施例的用于投影人工磁镜中的可调线圈的截面示意图。除了包含有并联绕组部分288(例如图66所示绕组部分的镜像，但在不同层上)，该实施例与图69所示的实施例相似。因此，耦合电路282可以将并联绕组部分288耦合到更上层的绕组部分286上，以减小绕组部分的电阻、电感和/或电抗。

图71是根据本发明一个实施例的具有可调线圈290的投影人工磁镜的示意框图。在本实施例中，每个可调线圈290具有两个绕组部分(L1和L2)、三个开关(S1-S3)以及选择性分接开关292。对于绕组部分的串联连接，S1关闭且S2和S3开启。对于并联连接，S1开启且S2和S3关闭。对于两个线圈应用，所有的三个开关都开启。

为了调整与金属衬垫的耦合，选择性分接开关292可以是开启的，从而实现与金属衬垫的电容耦合。替代地，两个选择性分接开关中至少一个是关闭的，以调整线圈的电感-电容电路。此外，每个绕组部分可以具有不只一个分接头，从而进一步实现对线圈的电感-电容电路的调节。

图72是根据本发明另一个实施例的用于投影人工磁镜中的可调线圈的示意图。在本实施例中，可调线圈包括多个金属片段和多个开关组件(例如变压器、MEMS开关、RF开关等)，以便将线圈配置为同心螺旋线圈(如图74所示)、第一偏心螺旋线圈(如图73所示)或如本图所示的第二偏心螺旋线圈。

利用可编程线圈，可以将PAMM编程，以提供平碟形天线(例如如图54所示)、第一类型有效碟形天线(例如如图61所示)和/或第二类型有效碟形天线(例如如图62所示)。因此，随着有效碟形天线的应用的改变，可以对PAMM进行编程以适应应用的改变。

图75是根据本发明另一个实施例的用于投影人工磁镜中的可调线圈的示意图。可调线圈包括排布在x*y矩阵中的多个小型金属贴片。贯穿该矩阵的开关单元从控制模块接收控制信号，以便将小型金属贴片耦合在一起，从而获得所期望的螺旋线圈。注意，小型金属贴片可以是连续的盘状、具有互连分支的模式、n阶皮亚诺曲线或n阶希尔伯特曲线。

在本实施例中，可调线圈被配置为偏心螺旋线圈。在图76所示实施例中，可调线圈被配置为同心螺旋线圈。注意，可调线圈还可以被配置为其它线圈模式(例如圆形螺旋、椭圆等)。

图77是根据本发明一个实施例的可调的有效碟形天线阵列294的示意图，该阵列294包括一个或多个天线296和多个可调线圈298，这些可调线圈298形成PAMM。在本实施例中，可以改变有效碟形天线294的形状。替代地，可以改变有效碟形天线294的聚焦点300。可调的有效碟形天线294的具体配置将由当前应用确定。控制单元解析当前应用并生成控制信号，以便按照期望配置可调的有效碟形天线294。

图78是两个管芯间的倒装连接的示意图。第一管芯304包括一个或多个天线304以及PAMM 308。第二管芯310包括一个或多个电路元件312(例如LNA、PA等)。金属板314可以位于第一管芯304的底面上或第二管芯310的顶面上。无论哪种情况，金属板314为PAMM 308提供了金属衬垫。

为了耦合第一管芯304和第二管芯310，金属板中提供了接口，以允许天线306与至少一个电路元件312间的带内通信。耦合314还可以包括传统的倒装芯片耦合技术，以便于第一管芯304与第二管芯310的电气和/或机械耦合。

图79是根据本发明一个实施例的利用电磁通信318(例如近场通信[NFC])进行通信的通信设备316的示意框图。通信设备316分别包括基带处理模块320、发射器部分322、接收器部分324以及NFC线圈结构326(例如无线通信结构)。将参考图80-86对NFC线圈结构326进行详细描述。注意，通信设备316可以是移动电话、无线局域网(WLAN)客户端、WLAN接入点、计算机、视频游戏机和/或播放单元等。

基带处理模块320可以通过处理模块实施，该处理模块可以是单个处理设备或多个处理设备。该处理设备可以是微处理器、微控制器、数字信号处理器、微计算机、中央处理器单元、现场可编程门阵列、可编程逻辑设备、状态机、逻辑电路、模拟电路、数字电路和/或任意根据电路的硬代码和/或操作指令来处理信号(模拟和/或数字)的设备。处理模块可以具有相关的存储器和/或存储器组件，上述存储器和/或存储器组件可以是单个存储器设备、多个存储器设备和/或处理模块的嵌入式电路。该存储器设备可以是只读存储器、随机访问存储器、易失性存储器、非易失性存储器、静态存储器、动态存储器、闪存、高速缓冲存储器和/或存储数字信息的任意设备。注意若处理模块包括多个处理设备，这些处理设备可以集中排布(例如，通过有线和/或无线总线结构直接连接在一起)或分散排布(例如，通过经局域网和/或广域网的间接连接进行云计算)。还要注意，当处理模块通过状态机、模拟电路、数字电路和/或逻辑电路执行它的一个或多个功能时，存储相应操作指令的存储器和/或存储器组件可以嵌入或外接于包含该状态机、模拟电路、数字电路和/或逻辑电路的电路中。还应注意，存储器组件存储、且处理模块执行与如图79-87中所示的至少一些步骤和/或功能相关的硬代码和/或操作指令。

在一个工作实例中，一个通信设备316将数据(例如语音、文本、音频、视频、图形等)发送给其它通信设备316。例如，基带处理模块320接收数据(例如输出数据)，并根据一个或多个无线通信标准(例如RFID、ISO/IEC14443、ECMA-34、ISO/IEC 18092、近场通信接口和协议1&2[NFCIP-1&NFCIP-2])将数据转化为一个或多个输出符号流。这种转化包括以下至少一项：加扰、穿刺(puncturing)、编码、交错、群映射、调制、频率扩展、跳频、波束成形、空时分组编码、空频分组编码、频域-时域转换和/或数字基带-中频转换。注意，基带处理模块320将输出数据转换为单个输出符号流，以实现单输入单输出(SISO)通信和/或多输入单输出(MISO)通信，并将输出数据转换为多个输出符号流，以实现单输入多输出(SIMO)和多输入多输出(MIMO)通信。

发射器部分322将一个或多个输出符号流转化为一个或多个具有所给频带(例如，2.4GHz、5GHz、57-66GHz等)内的载波频率的输出RF信号。在一个实施例中，可以通过将一个或多个输出符号流与本地振荡混频来产生一个或多个上变频信号。一个或多个功率放大器和/或功率放大器驱动器放大可能经带通滤波的一个或多个上变频信号以产生输出一个或多个输出信号。在另一个实施例中，发射器部分322包括产生振荡的振荡器。输出符号流提供相位信息(例如，+/-Δθ[相移]和/或θ(t)[相位调制])，这些相位信息可以用来调整振荡的相位以产生作为输出信号发射的经调相的信号。在另一个实施例中，输出符号流包括幅度信息(例如，A(t)[幅度调制])，这些幅度信息可以用来调整经调相的信号的幅度以产生输出信号。

在另一个实施例中，发射器部分322包括产生振荡的振荡器。输出符号流提供频率信息(例如，+/-Δf[频移]和/或f(t)[频率调制])，这些频率信息可以用来调整振荡的频率以产生作为输出信号发送的经调频的信号。在另一个实施例中，输出符号流包括幅度信息，这些幅度信息可以用来调整经调频的信号的幅度以产生输出信号。在另一个实施例中，发射器部分322包括产生振荡的振荡器。输出符号流提供幅度信息(例如+/-ΔA[幅移]和/或A(t)[幅度调制])，这些幅度信息可以用来调整振荡的幅度以产生输出信号。

NFC天线结构326接收一个或多个输出信号，将其转换为电磁信号并发送该电磁信号。其它通信设备的NFC天线结构326接收这一个或多个电磁信号，将其转换为输入电磁信号并将该输入电磁信号提供给接收器部分324。

接收器部分324放大一个或多个输入信号以产生一个或多个放大的输入信号。然后，接收器部分324可以将放大的输入RF信号的同相(I)和正交(Q)成分与本地振荡的同相和正交成分混频以产生一个或多个混频的I信号集合和混频的Q信号集合。将每个混频的I和Q信号合成以产生一个或多个输入符号流。在本实施例中，一个或多个输入符号流中的每一个可以包括相位信息(例如，+/-Δθ[相移]和/或θ(t)[相位调制])和/或频率信息(例如，+/-Δf[频移]和/或f(t)[频率调制])。在另一个实施例中和/或在上述实施例的进一步推进中，输入信号包括幅度信息(例如+/-ΔA[幅移]和/或A(t)[幅度调制])。为了恢复幅度信息，接收器部分可以包括幅度探测器譬如包络探测器、低通滤波器等。

基带处理模块320根据一个或多个无线通信标准(例如RFID、ISO/IEC14443、ECMA-34、ISO/IEC 18092、近场通信接口和协议1&2[NFCIP-1&NFCIP-2])将一个或多个输入符号流转换为输入数据(例如语音、文本、音频、视频、图形等)。这种转化可以包括以下至少一项：数字中频-基带转换、时域-频域转换、空-时分组解码、空-频分组解码、解调、频率扩展解码、跳频解码、波束成形解码、群去映射、解交错、解码、解穿刺和/或解加扰。注意，基带处理模块320将单个输入符号流转换为输入数据，以实现单输入单输出(SISO)通信和/或多输入单输出(MISO)通信，并将多个输入符号流转换为输入数据，以实现单输入多输出(SIMO)和多输入多输出(MIMO)通信。

图80是根据本发明一个实施例的包含封装基板330和管芯332的集成电路(IC)328的示意图。管芯332包括基带处理模块334、收发器336以及一个或多个NFC线圈338。该IC 328可以用在如图79所示的通信设备42和/或其它无线通信设备中。

图81是根据本发明一个实施例的包含封装基板330和管芯332的集成电路(IC)328的示意图。除了一个NFC天线结构342位于封装基板330上(另一个在管芯上)以外，该实施例与图80所示的实施例相同。相应地，IC 328包括从封装基板330上的NFC线圈结构342到管芯332上的收发器336间的连接。

图82是根据本发明一个实施例的包含封装基板330和管芯332的集成电路(IC)328的示意图。除了两个NFC线圈结构342都位于封装基板330上以外，该实施例与图80所示的实施例相同。相应地，相应地，IC 328包括从封装基板330上的NFC线圈结构342到管芯332上的收发器336间的连接。

在图79-82所示的NFC线圈结构的各种实施例中，NFC线圈结构可以包括一个或多个线圈，根据所给NFC通信类型和频率对这些线圈定型。例如，60GHz NFC通信需要NFC线圈位于管芯上，而2.4GHz和5GHz NFC通信通常需要NFC线圈位于封装基板330上和/或支持IC 328的基板上(例如PCB上)。

图83是根据本发明一个实施例的在集成电路(IC)的管芯346的一个或多个层上实施的NFC线圈结构的截面示意图。管芯346包括多个层348并可以由CMOS制造工艺、砷化镓制造工艺或其它IC制造工艺制成。在本实施例中，根据管芯346的外层上的线圈所期望的线圈性质(例如频带、带宽、阻抗、质量因子等)，形成的一个或多个线圈344可以是具有特定长度和形状的一个或多个金属线路。

在与用于支持线圈344的层距离d的内层上，形成PAMM 350。可以参照图33-63中至少一幅所描述的多种配置中的一种来形成PAMM 350。PAMM350可以通过一个或多个导通孔352与管芯346的金属衬垫354(例如接地层)电气连接。替代地，PAMM 350可以与金属衬垫354电容耦合(即不是通过导通孔352与金属衬垫354直接连接，而是通过PAMM 350的金属组件与金属衬垫354之间的电容耦合)。

PAMM 350在给定频带中作为线圈344的电场反射器使用。以这种方式，形成于管芯346的其它层上的电路组件356(例如基带处理器、发射器部分和接收器部分的元件等)基本上被屏蔽于线圈344的电磁能量以外。另外，PAMM350的反射本质改善了线圈344的增益。

图84是根据本发明一个实施例的在集成电路(IC)的封装基板360的一个或多个层上实施的NFC线圈结构的示意图。封装基板360包括多个层362，且可以是印刷电路板或其它类型的基板。在本实施例中，根据封装基板360的外层上的线圈所期望的线圈性质，形成的一个或多个线圈358可以是具有特定长度和形状的一个或多个金属线路。

在封装基板360的内层上，形成PAMM 364。可以参照图33-63中至少一幅所描述的多种配置中的一种来形成PAMM 364。PAMM 364可以通过一个或多个导通孔366与管芯370的金属衬垫368(例如接地层)电气连接。替代地，PAMM 364可以与金属衬垫368电容耦合。

图85是根据本发明一个实施例的NFC线圈结构的示意图，除了线圈372形成于管芯346的至少两个层上以外，图85所示的NFC线圈结构与图83所示的NFC线圈结构相同。线圈372的不同层可以以串联方式和/或并联方式耦合，以便实现线圈372所期望的性质(例如频带、带宽、阻抗、质量因子等)。

图86是根据本发明一个实施例的NFC线圈结构的示意图，除了线圈374形成于封装基板360的至少两个层上以外，图86所示的NFC线圈结构与图84所示的NFC线圈结构相同。线圈374的不同层362可以以串联方式和/或并联方式耦合，以便实现线圈所期望的性质(例如频带、带宽、阻抗、质量因子等)。

图87是根据本发明一个实施例的包含一个或多个雷达设备1-R以及处理模块378的雷达系统的示意框图。雷达系统376可以是固定的或便携的。例如，当检测室内游戏系统的玩家动作时，雷达系统376可以是固定配置。又例如，当检测装配该雷达系统376的机动车周围的机动车时，雷达系统376可以是便携式配置。固定的雷达系统应用还包括用于天气、基于控制塔的飞机追踪、生产线材料追踪以及安全系统动作感应等的雷达。便携式系统应用还包括车辆的安全应用(例如碰撞报警、防撞、自适应巡航控制、车道偏离报警)、基于飞机的飞机追踪、基于火车的防撞以及基于高尔夫球车的高尔夫球追踪。

每一个雷达设备1-R分别包括上述包含PAMM的天线结构380、定形模块382以及收发器模块384。处理模块378可以是单个处理设备或多个处理设备。该处理设备可以是微处理器、微控制器、数字信号处理器、微计算机、中央处理器单元、现场可编程门阵列、可编程逻辑设备、状态机、逻辑电路、模拟电路、数字电路和/或任意根据电路的硬代码和/或操作指令来处理信号(模拟和/或数字)的设备。处理模块378可以具有相关的存储器和/或存储器组件，上述存储器和/或存储器组件可以是单个存储器设备、多个存储器设备和/或处理模块378的嵌入式电路。该存储器设备可以是只读存储器、随机访问存储器、易失性存储器、非易失性存储器、静态存储器、动态存储器、闪存、高速缓冲存储器和/或存储数字信息的任意设备。注意若处理模块378包括多个处理设备，这些处理设备可以集中排布(例如，通过有线和/或无线总线结构直接连接在一起)或分散排布(例如，通过经局域网和/或广域网的间接连接进行云计算)。还要注意，当处理模块378通过状态机、模拟电路、数字电路和/或逻辑电路执行它的一个或多个功能时，存储相应操作指令的存储器和/或存储器组件可以嵌入或外接于包含该状态机、模拟电路、数字电路和/或逻辑电路的电路中。还应注意，存储器组件存储、且处理模块378执行与如图87-92中所示的至少一些步骤和/或功能相关的硬代码和/或操作指令。

在示例性工作过程中，雷达系统376用于探测关于其扫描区域386中的对象(例如对象A、B和/或C)的定位信息。定位信息可以用二维或三维形式表示，并可以随时间变化(例如速度和加速度)。定位信息可以是相对雷达系统376的，或它相对更全球化的标准(例如经度、纬度、海拔)是绝对的。例如，相对定位信息可以包括对象与雷达系统376间的距离和/或对象与雷达系统376间的角度。

扫描区域386包括雷达设备1-R中每一个的辐射图形。例如，每一个雷达设备1-R分别在整个扫描区域386上发射并接收雷达信号。又例如，每一个雷达设备1-R分别在扫描区域386的各自唯一区间发射并接收雷达信号，且它们的辐射图形基本不重叠。又例如，一些雷达设备具有重叠的辐射图形，其它的不重叠。

雷达系统376可以按照多种方式在多个频带中探测对象并确定定位信息。作为覆盖优化功能和系统设计目标，雷达设备1-R可以工作在60GHz频带中或30MHz-300GHz范围内的任意其它频带中，以便符合特定应用的需求。例如，50MHz可以用于穿过大气层来扫描地球轨道中的对象，而60GHz可以用于在装配有雷达的机动车中扫描1-3个轿车长范围内的机动车，其中大气效应很小。雷达设备1-R工作在相同或不同频率范围中。

当雷达系统376工作在不同模式时，可以由雷达系统376确定定位信息，该不同模式包括如下至少一个模式：每个雷达设备分别独立工作、至少两个雷达设备协同工作、连续波(CW)发射、脉冲发射、单独发射(TX)和接收(RX)天线以及共有发射(TX)和接收(RX)天线。雷达设备可以在处理模块378的控制下工作，处理模块378可以配置雷达设备使其根据工作模式工作。

例如，在脉冲发射模式，处理模块378发送控制信号388给雷达设备以配置模式和工作参数(例如脉冲发射、60GHz频带、单独发射(TX)和接收(RX)天线、与其它雷达设备一起工作)。控制信号388包括分别用于收发器模块384、定形模块382和天线模块380中每一个的工作参数。收发器384接收控制信号388并配置收发器384使其工作在60GHz频带下的脉冲发射模式中。

收发器模块384可以包括一个或多个发射器和/或一个或多个接收器。发射器可以根据来自处理模块378的输出控制信号388生成输出无线信号390。输出控制信号388可以包括用于操作雷达设备的的任意部件的控制信号，并可由包含嵌入在输出雷达信号中的输出信息(例如时间戳)。注意，时间戳可以便于确定CW模式或脉冲模式下的定位信息。

在本实施例中，收发器384生成脉冲发射模式输出无线信号390并将其发送给定形模块382。注意，脉冲发射模式输出无线信号390可以包括单个脉冲和/或一系列脉冲(例如每毫秒到每隔几秒脉冲宽度小于1纳秒)。输出雷达信号可以包括被发射时的时间戳信息。在一个实施例中，收发器384将时间戳信息转换为输出符号流，并将输出符号流转换为输出无线信号390。在另一个实施例中，处理模块378将输出信息转换为输出符号流。

定形模块382接收控制信号388(例如在处理模块378的初始化步骤中)，并配置来操作具有单独发射(TX)和接收(RX)天线的天线模块380。定形模块382根据来自收发器384的输出无线信号390以及根据工作参数为天线模块380产生一个或多个发射定形信号392，上述工作参数基于来自处理模块378的至少一个输出控制信号388和/或来自收发器384的工作参数。定形模块382通过针对一个或多个发射定形信号392中的每一个分别不同地调节输出无线信号的幅度和相位，可以产生一个或多个发射定形信号392。

雷达设备天线模块380辐射输出雷达信号394，根据工作参数和模式在扫描区域386中建立发射图形。天线模块380可以包括一个或多个天线。天线可以在发射和接收操作中共用。注意，在实施例中可以使用单独的TX(例如在雷达设备中)和RX(例如在第二雷达设备中)天线。

天线模块的天线可以包括以下设计的任意结合：单极子、偶极子、电极臂(horn)、碟形、贴片、微带、对数型(isotron)、分形、八木天线、环路、螺旋状的(helical)、螺旋的(spiral)、圆锥、菱形、J极子、对数周期性的、槽状的、旋转的、共线、纳米级的天线。天线可以是几何排布的，使得当它们与定形模块382的定相性能结合时能够形成定相阵列天线。雷达设备可以利用该定相阵列天线配置作为发射天线系统，以便在感兴趣的特定方向将输出雷达信号394作为发射波束发射。

在实例中，第二雷达设备通过它的天线模块380接收输入雷达信号394，输入雷达信号394是通过扫描区域386中的一个或多个物体(例如物体A、B和/或C)部分地反射、折射和吸收输出雷达信号394而得到的。第二雷达设备可以利用该定相阵列天线配置作为接收天线系统，以便接收输入雷达信号394来识别它的原始方向(例如，雷达信号在物体处根据到达的特定方向反射)。

第二雷达设备的天线模块380将输入雷达信号394作为定形信号392发送给它的定形模块382。定形信号392可以是由输入雷达信号394入射到一个或多个天线上而得到的，上述天线包括天线模块380(例如阵列)。例如，在定相阵列的各元素间，幅度和相位将略有变化。

定形模块382根据接收自天线模块380的一个或多个定形信号392以及来自处理模块378和/或收发器384中至少一个的工作参数为收发器生成一个或多个输入无线信号。定形模块382通过针对一个或多个所接收的定形信号392中的每一个分别不同地调节一个或多个接收定形信号的幅度和相位，可以产生一个或多个无线信号390。

在一个实施例中，第二雷达设备收发器384根据来自其定形模块382的输入无线信号390生成输入控制信号388。输入控制信号388可以包括工作参数、输入无线信号参数(例如幅度信息、时间信息、相位信息)以及解码自输入无线信号的输入信息等的状态。收发器384将输入无线信号390转换为输入符号流，并将输入符号流转换为输入消息(例如解码时间戳)。在另一个实施例中，处理模块378将输入符号流转换为输入消息。

处理模块378根据雷达设备接收的输入雷达信号394确定关于物体的定位信息。具体地，处理模块378可以根据时间戳以及雷达设备接收输入雷达信号394的时间确定到物体的距离。由于雷达信号394以光速传播，因此可以轻易地确定距离。

在另一个例子中，当模式为每个雷达设备独立工作时，每个雷达设备分别发射输出雷达信号394到扫描区域386，且每个雷达设备分别接收由输出雷达信号394在一个或多个物体上反射得到的输入雷达信号394。每个雷达设备分别利用自己的天线模块380给处理模块378提供控制信号388，控制信号388可以揭露物体参考雷达设备的定位信息。例如，当位于已知间距的两个雷达设备提供用于揭露输入雷达信号394抵达角度的控制信号388时，处理模块378确定物体的位置。

在另一个工作实例中，处理模块378根据应用需求(例如扫描区域大小和定位信息的刷新率)为雷达设备1和2确定工作参数。处理模块378发送工作需求给雷达设备(例如，工作在60GHz、配置每个雷达设备的发射天线为全方位模式、每1毫秒发射一个带时间戳的1纳秒脉冲、利用每个雷达设备中的定相阵列天线配置扫描扫描区域386)。天线模块380、定形模块382和收发器384根据工作参数进行配置。接收天线阵列可以被初始化配置为从默认位置(扫描区域386的极左方向)开始。

收发器384生成包含标有带时间戳的输出消息的输出无线信号390。定形模块382将输出无线信号390传递给全方位发射天线，在该天线处输出雷达信号394被辐射到扫描区域386中。输入雷达信号394由物体A反射生成。接收天线阵列捕捉输入雷达信号394，并将输入无线信号390传递给收发器384。收发器384根据所接收的时间戳消息和所接收的时间确定到物体A的距离。收发器384根据该次脉冲的输入无线信号390的幅度的确定来形成输入控制信号388，并将输入控制信号388发送给处理模块378，在处理模块378中，保存输入控制信号388以便比较随后脉冲中的相似数据。

在实例中，收发器模块384和/或处理模块378确定并发送更新的工作参数给定形模块382，以便在发射下一输出雷达信号394之前改变接收天线阵列的模式。该确定过程可以根据预确定清单进行，或至少部分地基于对目前所接收的信息的分析(例如，追踪到物体的接收天线模式，该模式产生更大幅度的输入无线信号)。

重复上述过程直至每个雷达设备已产生针对相应接收天线阵列模式的输入无线信号峰值。处理模块378根据接收天线阵列设置(例如定形模块工作参数和使用的天线)确定输入雷达信号394到达每个雷达设备的角度。处理模块378根据输入雷达信号394到达雷达设备的角度(它们的线相交)以及雷达设备相互间的距离和角度来确定物体A的定位信息。重复上述处理过程直至处理模块378以确定扫描区域386中的每个物体A、B和C的定位信息。

注意，收发器384、定形模块382以及天线模块380可以被合成为一个或多个工作在60GHz的雷达设备集成电路。因此，紧密封装更轻易地便利于雷达系统应用，包括游戏机的玩家动作追踪和基于车辆的防碰撞系统的机动车追踪。定形模块382和天线模块380一起可以形成发射和接收波束，以便更轻易地识别扫描区域386中的物体并确定它们的定位信息。

在具有PAMM的情况下，天线结构380具有完全的水平扫描，因此可以充分消除水平线附近物体的雷达系统盲点(例如，充分消除通过“在雷达下传播”避免雷达探测)。这是可以实现的，因为PAMM充分消除了表面波，对于具有一定入射角(例如大于60度)的信号，该表面波控制了传统天线结构。没有表面波，甚至可以探测到入射角接近90度的空中波束。

图88是根据本发明一个实施例的图87所示雷达系统的天线结构380和定形模块382的示意框图。天线结构380包括多个发射天线1-T、多个接收天线1-R以及公共PAMM 396。定形模块382包括开关及合成模块398以及协同工作以便调节通过其中的信号的相位和幅度的相位及幅度模块400。

定形模块382控制来自收发器的输出无线信号402形成应用于TX天线1-T的多个发射定形信号1-T。例如，定形模块382输出4个发射定形信号1-4，其中每个发射定形信号具有相对其它三个唯一的相位和幅度。当TX天线1-4由相位和幅度控制的发射定形信号1-4激励时，天线模块380形成发射波束(例如角度为Φ的复合输出雷达信号406)。在另一个实例中，定形模块382可以利用全方位天线模式将输出雷达信号照明至少部分扫描区域，从而将输出无线信号402从收发器直接传递给单个TX天线。

复合输出雷达信号406可以从扫描区域中的物体处反射，并产生根据物体的几何形状和材料性质在多个方向传播的反射。至少部分反射可以产生从物体直接传播给RX天线的输入雷达信号，而其它反射还可以在其它物体处反射，然后传播给RX天线(例如多径)。

定形模块382可以控制从RX天线1-R接收定形信号1-R，以形成发送给收发器的输入无线信号494。天线模块380根据输入雷达信号1-R和每个RX天线1-R的天线模式来形成复合输入雷达信号408。例如，天线模块380利用6个RX天线1-6形成接收天线阵列，以捕捉代表复合输入雷达信号408的输入雷达信号1-6，以产生接收定形信号1-6。根据原始输入雷达信号的方向和RX天线1-6的天线模式，定形模块382接收6个接收定形信号1-6，其中每个接收的定形信号具有相对其它5个来说唯一的相位和幅度。定形模块382控制6个接收定形信号1-6的相位和幅度以形成输入无线信号404，使得当接收天线阵列(例如从定形模块382的工作参数和6个天线模式得到的)与原始输入雷达信号的方向(例如β角)排布基本一致时，输入无线信号404的幅度将达到最大值和/或相位为预期值。收发器模块探测峰值，处理模块确定原始输入雷达信号的方向。

定形模块382可以从收发器和/或处理模块接收新的工作参数以进一步改善波束的发射和/或接收，从而优化对物体的搜寻。例如，可以移动发射波以提高特定感兴趣区域的通用信号水平。可以移动接收波以精确到达确定过程中复合输入雷达信号角度408。可以移动发射和/或接收波以补偿多径反射，其中额外的反射通常是时延的，且具有比来自物体的直接路径的输入雷达信号更低的幅度。

注意，开关及合成模块398以及相位及幅度模块400可以以任意顺序被使用以控制通过定形模块382的信号。例如，通过调相、幅度调节以及进而继续拧交换来形成发射定形信号，而接收定形信号可被合成、交换、调相以及调幅。还要注意，天线结构380可以根据上述至少一种天线结构实施。

图89是根据本发明另一个实施例的如图87所示雷达系统的天线结构380和定形模块382的示意框图，除了每个天线具有自己的PAMM 396外，该图与图8所示相应结构相同。使用这种配置的天线结构380，可以通过每个天线的PAMM 396来单独配置和/或调节每个天线。

为了支持PAMM 396的配置，雷达系统还包括PAMM控制模块410。PAMM控制模块410发布控制信号412给每个PAMM 396以获得所期望的配置。例如，每个天线可以包括如图77所示的有效碟形天线，其中有效碟形和/或碟的聚焦点可以改变。又例如，PAMM 396可以包括如图66-76所示的可调线圈，以便改变PAMM 396的性质(例如频带、带隙、带通、放大器、电壁、磁壁等)。

图90是根据本发明一个实施例的包括处理模块(未示出)、定形模块382、PAMM控制模块410以及天线结构的雷达系统的示意框图。天线结构包括发射有效碟形阵列414和接收有效碟形阵列416。每个有效碟形阵列包括多个有效碟形天线。定形模块382包括相位及幅度模块398和开关及合成模块400。

该实例开始于雷达系统扫描物体418。处理模块与定形模块和PAMM控制模块410一起协调控制该扫描。例如，处理模块发布以特定模式(例如水平扫描、在特定区域等)扫描的命令给PAMM控制模块410和定形模块382。该命令指示扫描范围(例如各种发射角和接收角)、扫描速率(例如改变角度的频率)以及所期望的复合天线辐射图形。除了发布扫描命令外，处理模块还生成至少一个输出信号402。

对于搜寻扫描(例如当前无物体追踪)，处理模块发布以水平扫描方式、广天线辐射图形、1秒速率进行扫描的命令。又例如，处理模块发布在特定区域(例如发射和接收角的有限区域)、以较窄辐射图形、500毫秒速率进行扫描的命令。相应地，处理模块可以发布以任意角度范围、各种天线辐射图形以及各种速率进行扫描的命令。

响应命令，PAMM控制模块410生成TX PAMM控制信号420和RXPAMM控制信号422。TX PAMM控制信号420(例如一一对应于每个有效碟形天线)定形相应天线的有效碟形。作为提供广天线辐射图形的例子，TX有效碟形阵列414的左有效碟形天线被配置为具有向左偏移一定量的辐射图形。TX有效碟形阵列414的中心有效碟形天线被配置为具有正常辐射图形(无偏移)，且右有效碟形天线被配置为具有向右偏移一定量的辐射图形。这样，复合辐射图形是三个辐射图形的总和，它比各个辐射图形宽。注意，TX有效碟形阵列414可以包括不只三个有效碟形天线，且复合天线图形是三维的。RX有效碟形阵列416以类似方式配置。

定形模块382接收输出信号，并根据命令生成一个或多个定形TX信号424。例如，若该命令是水平扫描，定形模块生成定形TX信号424的初始集合，当定形TX信号242通过TX有效碟形阵列414发射时，这些信号的角度使得它们沿水平向雷达系统左侧发射。特定初始发射角度(0)依赖于TX有效碟形阵列的辐射图形的宽度。例如，TX有效碟形阵列414的辐射图形可以是45度，因此定形模块382将设置初始TX角度为67.5度(例如90-22.5)。又例如，若TX有效碟形阵列414具有180度辐射图形，那么定形模块382将设置初始TX角度为0且无扫描速率，因为辐射图形水平覆盖。

当TX有效碟形阵列414的辐射图形小于180度时，定形模块382重定形输出信号402以产生该扫描速率下的新发射角(θ)。定形模块382继续重定形输出信号402以产生新的发射角，直至扫描进入水平扫描，然后重复该过程。

当定形模块382生成TX定形信号424时，它还可以在TX和RX天线辐射图形中存在物体418时从RX有效碟形阵列416接收RX定形信号426。注意，RX天线辐射图形与TX天线辐射图形以相似方式调节，并基本与TX天线辐射图形重叠。

在实例中，当RX天线辐射图形中有物体418时，RX有效碟形阵列414从物体418接收反射的TX信号424、折射的TX信号或物体发射的信号。RX有效碟形阵列414提供RX信号426给定形模块382，定形模块382按上述处理过程处理它们，以生成输入信号404。处理模块处理输入信号以确定最近探测到的物体418的一般位置。

图91是继续图90所示实施例在雷达系统探测到物体418后的示意框图。如参考图90所述的，处理模块确定最近探测到的物体418的一般位置。为了更好地追踪物体运动，处理模块生成聚焦天线辐射图形的命令，并生成TX定形信号424到物体428的一般位置。

PAMM控制模块410接收命令，并响应该命令，生成更新的TX和RXPAMM控制信号420-422。如实例所示，TX控制信号420调整TX有效碟形阵列414的有效碟形天线，使它们分别具有更朝向物体418的辐射图形。RX有效碟形阵列416的有效碟形天线以相似方式调节。

定形模块382根据命令由输出信号402生成TX定形信号424。TX定形信号424进一步聚焦于物体418(至少其一般位置点)。定形模块382对RX定形信号426执行相似定形功能以产生输入信号404。处理模块解析输入信号404以更新物体的当前位置。

图92是继续图90和91所示实施例的示意框图。由于处理模块更新了物体的位置，它确定物体的运动。因此，处理模块追踪物体418，并可以根据它的之前位置预测它的未来未知。利用这一信息，处理模块为PAMM控制模块410和定形模块382生成命令(例如物体运动追踪控制信号)以便继续聚焦物体418。

当雷达系统追踪物体418时，它还可以执行扫描来探测其它物体。例如，TX有效碟形阵列414的至少一个有效碟形天线可以被用于追踪所探测物体418的运动，而其它有效碟形天线用于扫描。RX有效碟形阵列416的有效碟形天线将以类似方式分配。又例如，处理模块可以发布命令继续聚焦的天线辐射图形和聚焦的定形信号，但继续扫描。这样，执行了更加聚焦的扫描。

图93是根据本发明一个实施例的包含金属衬垫428、第一电介质430、PAMM 432、第二电介质434、天线436以及第三电介质438的横向天线的截面图。每一电介质层可以是相同的材料(例如管芯、封装基板、PCB等的一层)或不同材料。天线436可以是偶极子、单极子或本申请中前面所描述过的其它天线。

电介质438位于天线436之上，作为波导或覆板使用，将天线的辐射能量横向传递给天线436，而不是垂直于它。PAMM 432的功能如前所述，反射由天线436进行收发的电场信号。

图94是根据本发明另一个实施例的包含处理模块(未示出)、定形模块382以及天线结构380的雷达系统的示意框图。处理模块和定形模块382的功能如前所述。

天线结构380包括多个横向天线436(图93所示)以及一个或多个有效碟形天线264(图60-62所示)。如图所示，第一横向天线436具有+90度辐射图形，且第二横向天线436具有-90度辐射图形。有效碟形天线264具有0度辐射图形。使用一些天线，可以得到近似水平复合辐射图形。如上所述，对天线利用PAMM 396充分消除了限制现有天线发射和接收角度的表面波和电流。消除该限制，雷达系统就可以探测任意角度的物体。因此，雷达系统不再有盲点。

图95是根据本发明一个实施例的可以使用于雷达系统的天线结构的截面示意图。该天线结构包括金属衬垫428、第一电介质430、PAMM 432、第二电介质434、多个天线436以及多个第三电介质438。每个电介质层可以是相同的材料(例如管芯、封装基板、PCB等的一层)或不同材料。天线436可以是偶极子、单极子或上述其他天线。

在相应天线436之上的第三电介质438创建出具有所示横向辐射图形的横向天线。未覆盖的天线具有垂直辐射图形。因此，利用芯片上、封装体上和/或PCB上的多个定向天线可以得到全方位天线阵列。

图96是根据本发明一个实施例的包含多个金属线路444(例如用灰色轮廓线的电感器(L1-L3)表示)的多频带投影人工磁镜的示意框图。金属线路444位于一个或多个层上，具有不同位置和间距，以在此之间产生不同电容(例如C1-C3)。利用合适的金属线路大小及其位置，可以得到具有至少两个工作频带的分布式L-C网络(例如PAMM表现所期望放大器、带隙、带通、电壁、磁壁等性质)。

在该实例中，PAMM具有两个工作频带，其中第一频带低于第二频带。在第一频带中，电容器C1的电容使它们开路(例如在第一频率，电容器C1具有高阻抗)。电容器C2和电感器L3谐振以提供所期望的阻抗。电感器L2和电容器C3各自具有一定的电感和电容使它们在第一频带中影响最小。

因此，电感器L1以及电容器C2和电感器L3相对地(例如金属衬垫)的振荡电路在第一频带中占主导。可以在频带中调整这些组件以提供所期望的PAMM性质。

在第二频带中，C2和L3的振荡电路具有高阻抗，因此它们近似于开路电路。另外，电容器C1和电感器L1具有低阻抗，因此它们近似于短路电路。因此，电感器L2和电容器C3是第二频带中分布式L-C网络的主要组件。注意，通过使用开关(例如RF开关、MEMS开关、晶体管等)可以得到由振荡电路(C2和L3)和耦合电容器(C1)提供的有效切换。

图97是根据本发明一个实施例的包含第一PAMM层、第二PAMM层、两个电介质层446、金属衬垫450以及多个连接448的多频带投影人工磁镜的截面示意图。图96所示的金属线路可以在第一或第二PAMM层上实施，以获得所期望的电感和/或相关的电容。注意，可以特别形成电容器以提供电容器C1-C3中的而一个或多个。

图98是根据本发明一个实施例的包含四端口去耦合模块452、电介质454、PAMM 456以及多个天线(该图中仅示出了两个天线)的天线结构的示意图。如图所示，天线物理分离，并位于基板的相对的边缘上。作为2*22.4GHz天线的例子，基板可以是FR4基板，基板大小为20mm*68mm，厚度为1mm。该天线结构的辐射部分可以是20mm*18mm，使得天线间的距离为20mm。对于更高频天线，尺寸将更小。

如图所示，该天线结构和可以实现为PAMM的接地层458耦接，且通过电介质层454与PAMM层456隔离。四端口去耦合模块452给天线提供耦合和隔离。四端口去耦合模块452包括四个端口(P1-P4)、一对电容器(C1、C2)以及一对电感器(L1、L2)。电容器可以是固定电容器或可以调节的可变电容器。电感器可以是固定电感器或可以调节的可变电感器。在一个实施例中，选择电容器的电容和电感器的电感以便在端口间提供所期望的隔离水平以及在给定频率范围内提供所期望的阻抗。

图99是根据本发明一个实施例的包含通过多个导通孔连接在一起的多个金属衬垫的天线的示意图。通过这种方式，天线的有效长度扩大了天线的几何区域。

图100是根据本发明一个实施例的具有投影人工磁镜456的双带MIMO天线的示意图。除了包括用于第二频带的第二对天线外，该实施例与图98所示实施例相同。

图101是根据本发明一个实施例的同一基板上的多个投影人工磁镜的截面示意图。多个PAMM结构包括金属衬垫460、第一PAMM、第二PAMM、连接462以及两个电介质层464-466。在该配置中，第一PAMM位于第一电介质464上，且第二PAMM位于第二电介质466上。另外，第一和第二PAMM在垂直方向上偏移，使得它们在垂直方向的重叠区域几乎为零。替代地，第一和第二PAMM可以具有重叠部分。注意，可以分别调整第一和第二PAMM至相同或不同的频带。

图102是根据本发明一个实施例的同一基板上的多个投影人工磁镜的截面示意图。多个PAMM结构包括金属衬垫460、第一PAMM、第二PAMM、连接462以及电介质464。在该配置中，第一和第二PAMM都位于电介质464上并被物理隔离，使得它们之间的交互几乎为零。注意，可以分别调整第一和第二PAMM至相同或不同的频带。

图103a是根据本发明实施例的投影人工磁镜波导的截面示意图，PAMM波导包括第一PAMM组件(例如多个金属贴片(第一PAMM)、第一电介质材料470以及第一金属衬垫468)、第二PAMM组件(例如多个金属贴片(第二PAMM)、第二电介质材料470以及第二金属衬垫468)以及波导区域474。

PAMM组件位于基板(例如IC管芯、IC封装基板、PCB等)的第一个层集上，以形成第一电感-电容网络，从而如上所述大幅减小第一给定频带内沿着基板的第一表面的表面波。第二PAMM组件位于基板的第二个层集上，以形成第二电感-电容网络，从而如上所述大幅减小第二给定频带内沿着基板的第二表面的表面波。注意，第一给定频带与第二给定频带的频率范围基本相同；第一给定频带与第二给定频带的频率范围基本重叠；和/或第一给定频带与第二给定频带的频率范围基本不重叠。

第一和第二PAMM组件用于容纳基本在波导区域474内的电磁信号。例如，若电磁信号是邻近该波导区域的天线辐射而来的RF或MMW信号，该RF或MMW信号的能量将基本限制在波导区域内。

图103b是根据本发明另一个实施例的投影人工磁镜波导的截面示意图，该PAMM波导包括多个金属贴片(例如第一PAMM)、金属衬垫468、波导区域474以及三个电介质层470，其中三个电介质层可以是相同电介质材料、不同电介质材料或其组合。多个金属贴片位于基板(例如IC管芯、IC封装基板、PCB等)的第一层上，金属衬垫位于基板的第二层上。第一电介质材料位于基板的第一和第二层指尖，第二电介质材料与多个金属贴片并置。波导区域474位于第二和第三电介质材料之间。

在一个工作实例中，多个金属贴片与金属衬垫468电相连(例如直接或电容性)以形成电感-电容网络，从而大幅减小给定频带内沿着基板的表面的表面波。波导区域474位于第二和第三电介质材料之间，电感-电容网络、第二电介质材料以及第三电介质材料中至少一者便于将电磁信号限制在波导区域474内。例如，PAMM层反射电磁信号的能量给波导区域474，且第三电介质(例如图中所示的波导区域474之上的电介质)将辐射的能量沿着自己的表面横向传递。

图103c是根据本发明一个实施例的包含第一和第二连接471和473的波导区域474的截面示意图。连接471和473可以是基板的层上的金属线路、天线、微带等，并用于传送电磁信号。波导区域474还可以包括气体和/或电介质材料来作为波导电介质(即该材料填充波导区域474)。

图103d是根据本发明另一个实施例的包含第一和第二连接471和473以及第四电介质材料470的波导区域474的截面示意图，第四电介质材料包括气体部分477。连接471和473位于基板的一层上且位于气体部分477中。这样，在第一和第二连接471和473间传送的电磁信号可以被基本限制在气体部分477中。

图104是根据本发明一个实施例的用于带内通信的单芯片投影人工磁镜接口的示意图。在该实例中，PAMM 478层包括一个或多个馈通(feedthrough)476，使带内信号在PAMM 478一侧上的电路484与PAMM 478另一侧上的连接器482(或其它电路)间通信。连接器482可以是电连接器或光纤连接器。

图105是根据本发明一个实施例的对较低层的投影人工磁镜的截面示意图。如图所示，电路单元494位于低于PAMM层484的层上。

图106是根据本发明一个实施例的与一个或多个电路组件506连接的传输线的示意图。传输线496形成于管芯和/或封装基板的外层498上，PAMM 500形成于管芯和/或封装基板的内层502上。电路组件506形成于管芯和/或封装基板的一个或多个层上，可以是底层508。金属衬垫510形成于底层508上。尽管没有示出，传输线496可以与天线结构和/或阻抗匹配电路相连。

PAMM 500包括至少一个开口以便允许一个或多个连接能够在其中穿过，从而实现传输线496与一个或多个电路组件506(例如功率放大器、低噪放大器、发射/接收开关、循环器等)的电连接。连接504可以是绝缘的或非绝缘的金属导通孔。

图107是根据本发明一个实施例的具有投影人工磁镜(PAMM)500的滤波器512的示意图。滤波器512形成于管芯和/或封装基板的外层498上，PAMM500形成于管芯和/或封装基板的内层502上。电路组件506形成于管芯和/或封装基板的一个或多个层上，可以是底层508。金属衬垫510形成于底层508上。尽管没有示出，滤波器512可以与至少一个电路组件506相连。

PAMM 500包括至少一个开口以便允许一个或多个连接能够穿过其中，从而实现滤波器512与一个或多个电路组件506(例如功率放大器、低噪放大器、发射/接收开关、循环气等)的电连接。该连接可以是绝缘的或非绝缘的金属导通孔。

图108是根据本发明一个实施例的具有投影人工磁镜500的电感器514的示意图。电感器514形成于管芯和/或封装基板的外层498上，PAMM 500形成于管芯和/或封装基板的内层502上。电路组件506形成于管芯和/或封装基板的一个或多个层上，可以是底层508。金属衬垫510形成于底层508上。尽管没有示出，电感器514可以与至少一个电路组件506相连。

PAMM 500包括至少一个开口以便允许一个或多个连接能够穿过其中，从而实现电感器514与一个或多个电路组件506(例如功率放大器、低噪放大器、发射/接收开关、循环器等)的电连接。该连接可以是绝缘的或非绝缘的金属导通孔。

图109是根据本发明一个实施例的位于多层管芯和/或封装基板516上的天线结构的截面示意图。该天线结构包括一个或多个天线518、PAMM 520以及金属衬垫522。管芯和/或封装基板516还可以在其它层526上支持电路组件524。

在本实施例中，一个或多个天线518与PAMM 520共面。PAMM 520可以与天线518相邻或环绕天线518。PAMM 520被构件为具有磁壁，该磁壁与PAMM 520同一水平(而不是高于或低于它)。这样，天线518可以是共面的，并具有前面介绍的性质。

本文可能用到的，术语“基本上”或“大约”，对相应的术语和/或组件间的关系提供一种业内可接受的公差。这种业内可接受的公差从小于1％到50％，并对应于，但不限于，组件值、集成电路处理波动、温度波动、上升和下降时间和/或热噪声。组件间的关系从小百分比的差分到大的差分。本文还可能用到的，术语“可操作地连接”、“连接”和/或“耦合”，包括通过中间组件(例如，该组件包括，但不限于，组件、组件、电路和/或模块)直接连接和/或间接连接，其中对于间接连接，中间插入组件并不改变信号的信息，但可以调整其电流电平、电压电平和/或功率电平。本文还可能用到，推断连接(亦即，一个组件根据推论连接到另一个组件)包括两个组件之间用相同于“可操作地连接”的方法直接和间接连接。本文还可能用到，术语“可操作地连接”，表明组件包括以下一个或多个：功率连接、输入、输出等，用于在激活时执行一个或多个相应功能并可以进一步包括与一个或多个其它组件的推断连接。本文还可能用到，术语“相关的”，正如这里可能用的，包括单独组件和/或嵌入另一个组件的某个组件的直接和/或间接连接。本文还可能用到，术语“比较结果有利”，正如这里可能用的，指两个或多个组件、信号等之间的比较提供一个想要的关系。例如，当想要的关系是信号1具有大于信号2的振幅时，当信号1的振幅大于信号2的振幅或信号2的振幅小于信号1振幅时，可以得到有利的比较结果。

尽管上述附图中示出的晶体管是场效应晶体管(FET)，但本领域技术人员应该明白，上述晶体管可以使用任意类型的晶体管结构，包括但不限于，双极、金属氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET)、N阱晶体管、P阱晶体管、增强型、耗尽型以及零电压阈值(VT)晶体管。

以上借助于说明指定的功能和关系的方法步骤对本发明进行了描述。为了描述的方便，这些功能组成模块和方法步骤的界限和顺序在此处被专门定义。然而，只要给定的功能和关系能够适当地实现，界限和顺序的变化是允许的。任何上述变化的界限或顺序应被视为在权利要求保护的范围内。

以上还借助于说明某些重要功能的功能模块对本发明进行了描述。为了描述的方便，这些功能组成模块的界限在此处被专门定义。当这些重要的功能被适当地实现时，变化其界限是允许的。类似地，流程图模块也在此处被专门定义来说明某些重要的功能，为广泛应用，流程图模块的界限和顺序可以被另外定义，只要仍能实现这些重要功能。上述功能模块、流程图功能模块的界限及顺序的变化仍应被视为在权利要求保护范围内。本领域技术人员也知悉此处所述的功能模块，和其它的说明性模块、模组和组件，可以如示例或由分立组件、特殊功能的集成电路、带有适当软件的处理器及类似的装置组合而成。

Claims (10)

1.一种投影人工磁镜，其特征在于，包括：

成阵列排布在基板的第一层上的多个导电线圈；

位于基板的第二层上的金属衬垫；以及

位于基板的第一和第二层之间的介电材料，其中所述多个导电线圈电耦合至所述金属衬垫以形成电感-电容网络，针对所述基板的第三层在给定频带范围内大幅地减少沿所述第三层的表面波，且其中所述第一层位于所述第二层和第三层之间。

2.根据权利要求1所述的投影人工磁镜，其特征在于，所述多个导电线圈中的导电线圈与所述金属衬垫之间的耦合包括以下至少一项：

导通孔电连接；以及

电容耦合。

3.根据权利要求1所述的投影人工磁镜，其特征在于，所述多个导电线圈中的导电线圈包括：

多个金属贴片；以及

多个开关组件，用于配置所述导电线圈的大小、形状和模式中的至少一者。

4.根据权利要求1所述的投影人工磁镜，其特征在于，还包括：

所述第一层与所述第三层间间隔一距离“d”。

5.根据权利要求1所述的投影人工磁镜，其特征在于，所述多个导电线圈中的导电线圈包括：

长度小于或等于所述给定频带的最大频率的1/2波长。

6.根据权利要求1所述的投影人工磁镜，其特征在于，所述投影人工磁镜还包括：

所述多个导电线圈的每一个具有给定大小、给定模式和给定长度；以及

所述金属衬垫与所述第一层间间隔一距离“d”以获得所述投影人工磁镜的至少一种期望性质。

7.根据权利要求1所述的投影人工磁镜，其特征在于，所述投影人工磁镜还包括：

成阵列排布在基板的第四层上的第二多个导电线圈；以及

位于基板的所述第四层和所述第二层之间的介电材料，其中所述第二多个导电线圈与所述金属衬垫电耦合以进一步形成所述电感-电容网络。

8.一种投影人工磁镜，其特征在于，包括：

成阵列排布在基板的第一层上的多个导电线圈，其中所述多个导电线圈中的导电线圈包括：

具有第一形状的第一绕组；

具有与第一形状类似的形状的第二绕组；

第一耦合电路，用于在使能时串联耦合所述第一和第二绕组；以及

第二耦合电路，用于在使能时并联耦合所述第一和第二绕组；

位于基板的第二层上的金属衬垫；以及

位于基板的所述第一和第二层之间的介电材料，其中所述多个导电线圈与所述金属衬垫电耦合以形成电感-电容网络，针对所述基板的第三层在给定频带范围内大幅地减少沿所述第三层的表面波，且其中所述第一层位于所述第二层和第三层之间。

9.根据权利要求8所述的投影人工磁镜，其特征在于，还包括：

所述第一耦合电路用于第一频带；以及

所述第二耦合电路用于第二频带。

10.根据权利要求8所述的投影人工磁镜，其特征在于，所述导电线圈还包括：

第一选择性分接开关，用于在使能时将所述第一绕组耦合到所述金属衬垫；以及

第二选择性分接开关，用于在使能时将所述第二绕组耦合到所述金属衬垫。

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