[發明專利]小型化共面緊湊型電磁帶隙結構

有效

• 申請號: 201310584977.8
• 申請日: 2013-11-20
• 公開（公告）號: CN103594766A
• 公開（公告）日: 2014-02-19
• 發明（設計）人: 陳彭;陳朝陽;朱煒
• 申請（專利權）人: 集美大學
• 主分類號: H01P1/203
• 分類號: H01P1/203
• 代理公司: 廈門市新華專利商標代理有限公司 35203
• 代理人: 朱凌

技術領域

本發明涉及一種電磁帶隙結構,特別是涉及一種防止傳輸特定頻帶范圍內信號的小型化共面緊湊型電磁帶隙結構。

背景技術

EBG?結構具有帶隙特性和同向反射特性，其帶隙特性可抑制微帶貼片天線的表面波。隨著大規模集成電路的發展和生產工藝的進步，人們希望將電路、有源器件和輻射元件等集成到一塊電路板上，以利于大規模的生產和降低成本。微帶貼片天線具有易集成特性，使得這種設計思路變得可行，然而一般的集成電路襯底采用高介電常數的材料（如：Si、GaAs?和?InP），由于表面波和介質波模的損耗，位于這些高介電常數襯底上的微帶貼片天線的輻射效率很低。在某些情況下，表面波產生的功率損耗占整個輻射功率的?60%以上，這極大地降低了微帶貼片天線的輻射效率。在這種微帶貼片天線設計過程中，使用?EBG?材料可以抑制輻射貼片激起的在襯底傳播的表面波和介質波模，降低表面波和介質波模產生的損耗，增加貼片天線耦合到自由空間的輻射功率，提高天線效率。EBG?材料還可以降低表面波在襯底邊緣產生的旁瓣和后瓣電平、增加天線的前后比、改善天線方向圖、提高天線增益。在陣列天線設計過程中，使用?EBG?結構可以減少單元之間的互耦，消除陣列天線的掃描盲區。EBG?除了有抑制微帶貼片天線表面波的功能外，還有降低印刷電路板（Printed?Circuit?Board:?PCB）地彈噪聲（Ground?Bounce?Noise:?GBN）的功能，能解決印制電路板高速設計過程中信號完整性的問題。

電磁帶隙結構種類很多，其中共面緊湊型電磁帶隙結構具有良好的高阻抗表面特性、同相反射特性和抑制表面波特性，受到很多學者和專業人員的關注。隨著通信系統的小型化要求的不斷提升，改善系統電磁特性的電磁帶隙結構的小型化設計成為必然，本發明正是基于上述目的設計的。

發明內容

本發明的目的在于提供一種易于生產、加工，生產成本低，電容、電感電容量大的小型化共面緊湊型電磁帶隙結構。

為實現上述目的，本發明的技術方案為一種小型化共面緊湊型電磁帶隙結構，它由介質基板和特殊結構的金屬貼片組成；所述的金屬貼片附著于介質基板上；所述的金屬銅貼片由四條電感臂和四條電容臂組成；四條電感臂的一端和四條電容臂的一端在中心處交匯連接，四條電感臂的另一端和四條電容臂的另一端呈放射狀間隔排列，交匯處相鄰的電感臂與電容臂之間夾角為45度。

所述的四條電感臂結構尺寸相同，但結構上互為鏡像，交匯處相鄰的電感臂之間夾角為90度，每條電感臂都是固定寬度的微帶線彎折形成。

所述的四條電容臂結構尺寸相同，但結構上互為鏡像，交匯處相鄰的電容臂間夾角90度，每條電感臂都是固定寬度的微帶線螺旋繞制形成。

采用上述技術方案后，由于本發明特殊電感與電容結構，可使該共面緊湊型電磁帶隙結構單元間產生較大的電感和電容量，降低該電磁帶隙結構的諧振頻率，實現小型化。本發明結構簡單，單層印制電路板工藝即可實現，平面尺寸小巧便于和無線通信設備集成，適用于天線、濾波器等高頻器件電磁特性的改善。本發明實施簡單，工藝成熟，自動化程度高，生產成本低廉，其應用范圍較廣。

下面結合附圖和具體實施例對本發明作進一步的說明。

附圖說明

圖1是本發明的俯視圖；

圖2是本發明的側視圖；

圖3是本發明2×2單元陣列形式圖；

圖4為利用傳輸線法測試的本發明2×4單元電磁帶隙傳輸特性曲線；

圖5為2×4單元電磁帶隙結構示意圖；

圖6為懸置微帶線法測試示意圖。

具體實施方式

如圖1、圖2所示，本發明是一種小型化共面緊湊型電磁帶隙結構。此結構實現的是在C波段的電磁帶隙特性。它由金屬銅貼片1和聚四氟乙烯微波介質基板2組成。金屬銅貼片1貼合在聚四氟乙烯微波介質基板2上表面，其結構可以采用PCB工藝實現。介質基板2厚度1.5mm，為聚四氟乙烯微波介質基板，介電常數4。金屬銅貼片1厚度為0.035mm。