用无源器件构成的微波人工带隙材料制造技术

用无源器件构成的微波人工带隙材料，包括采用印刷电路板技术在介质覆铜板上设计、制作符合使用要求的图形结构，其特征在于：在图形结构的水平缝隙间和垂直的通孔（６）内分别固接无源的电容器（１）或／和电感器（４），构成二维的复合平面网络结构，即为本发明专利技术的具有二维高阻抗电磁波表面。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种高阻抗电磁波表面材料，具体是指微波频段的高阻抗电磁波表面的结构改进。
技术介绍
微波人工带隙材料，又称电磁波晶体，在这里具体是指微波频段的高阻抗电磁波表面，因其具有广泛的用途而受到业内人士的关注。当该材料用于微波天线反射面，或微波滤波器的基板及微波屏蔽材料等时，具有非常特异的性能。但是，由于目前用于微波的天线基板(反射面)、微波滤波器的基板等的高阻抗电磁波表面都是采用印刷电路板工艺制成，具有特殊图形的材料，例如采用介质覆铜板(介质覆铜板可以是单层、双层或多层)作为一种金属材料，在介质覆铜板上用印刷电路板技术制造各种具有周期性图形结构。利用各种不同的周期性的图形，能够使一频带的表面电磁波不能通过，从而在符合设计和使用要求的微波频段内具有电磁波的带阻特性-即具有带隙特点。但是，由于这种微波人工带隙材料是单纯用印刷电路技术制得，因受其图形尺寸和材料厚度的限制，使带隙调节范围，即实际上能够调节和改变的适用频率范围十分有限，不能满足某些场合的使用要求。
技术实现思路
本专利技术的目的是公开一种能增大带隙调节范围、缩小体积的微波人工带隙材料。为了达到上述目的，本专利技术包括采用印刷电路板技术在介质覆铜板上设计、制作符合使用要求的图形结构，其特点是在图形结构的水平缝隙间和垂直的通孔内分别固接无源的电容器或/和电感器，构成二维的复合型平面网络结构，即为本专利技术的具有二维高阻抗电磁波表面。上述无源的电感器和电容器为贴片元件或小型、微型电容器、电感器。本专利技术的微波人工带隙材料可以同时用无源的电感器和电容器，分别固接在图形结构的水平缝隙间和垂直的通孔内。也可以只用电容器固接在图形结构的水平缝隙间，或只用电感器固接在垂直的通孔内，都能达到增大带隙调节范围、缩小体积的目的。本专利技术的优点是1.由于本专利技术采用无源的电感器或/和电容器构成二维的平面网络，结合印刷电路板(PCB)的图形结构，因此本专利技术的微波人工带隙材料的带隙调节范围增大到0.5GHz～10GHz，带隙深度为20～40dB、面积缩小8～10倍。2.由于本专利技术的结构是在PCB板上进行改进，因此工艺简单，具有容易设计，容易制造等优点。3.本专利技术的材料广泛适用于各种微波天线反射面，微波滤波器的基板，以及微波屏蔽材料等。附图说明图1为本专利技术的结构原理2为本专利技术的同时用无源的电感元件和电容元件的结构示意3为图2的A-A剖视图附图中的标号说明1-电容器2-连接点3-导线4-电感器5-金属地板6-通孔 7-介质 8-焊锡9-铜箔具体实施方式首先请参阅图1、2、3。本专利技术的材料由在介质覆铜板上按设定要求设计的图形，制作成印刷电路板，以及在构成图形的水平缝隙间和垂直的通孔内，同时用无源的电容器1和电感器4以及导线3通过焊锡8固接其上并连为一体，使其构成二维的复合型平面网络结构，组成本专利技术的具有二维高阻抗电磁波表面。介质覆铜板可以是有一层金属地板5与一层介质7组成的单层材料，也可以由上层的铜箔9和下层的金属地板5与中间介质7组成的双层材料。本专利技术的材料也可以在介质覆铜板上按设定要求设计的图形，制作成印刷电路板，以及在构成图形的通孔6内，只用无源的电感器4通过焊锡8与铜箔9固接，构成本专利技术的具有二维高阻抗电磁波表面。本专利技术的材料也可以由在介质覆铜板上按设定要求设计的图形，制作成印刷电路板，以及在构成图形的水平缝隙间，只用无源的电容器1通过焊锡8与导线3和铜箔9固接，构成本专利技术的具有二维高阻抗电磁波表面。工作原理由于周期性的电容和电感结构构成二维的平面网络，结合印刷电路板的图形结构，所产生的带阻效应，使在带隙频率中的表面电磁波不能传播。因此，使在这一频率范围内的电磁波反射效率，与现有的纯金属表面结合印刷电路板的图形结构相比，明显地得到提高。本专利技术的这种高阻抗电磁波表面如用做微波天线反射面，则能非常明显地提高天线的辐射频率，大大缩小了天线的体积，有效的提高了方向性，降低了辐射损耗等。设计原理工作在1GHz～10GHz的范围，电容器的取值范围为0.5pF～10pF，电感器的取值范围为0.5GHz～10GHz的范围。适用范围将这种高阻抗电磁波表面的带隙频率通过选择合适的电容和电感值，在仅用电容的情况下，则选择合适的电容值与合适的通孔尺寸与厚度。在仅用电感的情况下，则选择合适的电感值与合适的单元图形尺寸形状，将带隙频率调在所希望的频率。权利要求1.用无源器件构成的微波人工带隙材料，包括采用印刷电路板技术在介质覆铜板上设计、制作符合使用要求的图形结构，其特征在于在图形结构的水平缝隙间和垂直的通孔(6)内分别固接无源的电容器(1)或/和电感器(4)，构成二维的复合平面网络结构，即为本专利技术的具有二维高阻抗电磁波表面。2.根据权利要求1所述的用无源器件构成的微波人工带隙材料，其特征在于所述的无源的电感器(4)和电容器(1)元件为贴片元件或小型、微型的电容器、电感器。3.根据权利要求1所述的用无源器件构成的微波人工带隙材料，其特征在于所述的图形结构的水平缝隙间，只用无源的电容器(1)，通过焊锡(8)与导线(3)和铜箔(9)固接，构成具有二维高阻抗电磁波表面。4.根据权利要求1所述的用无源器件构成的微波人工带隙材料，其特征在于所述的图形结构的通孔(6)内，只用无源的电感器(4)，通过焊锡(8)与铜箔(9)固接，构成具有二维高阻抗电磁波表面。全文摘要用无源器件构成的微波人工带隙材料，涉及一种微波频段的高阻抗电磁波表面材料。其特点是采用无源的电感器(4)或/和电容器(1)元件构成二维的复合型平面网络，结合印刷电路板(PCB)的图形结构，组成本专利技术的具有二维高阻抗电磁波表面。无源的电感器(4)和电容器(1)元件为贴片元件或小型、微型的电容器、电感器。本专利技术的微波人工带隙材料的带隙调节范围增大到0.5GHz～10GHz，带隙深度为20～40dB、面积缩小8～10倍。工艺简单，具有容易设计，容易制造的优点。可广泛应用于微波天线反射面，或微波滤波器的基板及微波屏蔽材料等。文档编号H05K9/00GK1555217SQ200310122780公开日2004年12月15日 申请日期2003年12月24日 优先权日2003年12月24日专利技术者张冶文, 陈鸿, 李宏强, 宋文仙, 王素玲, 廖海涛 申请人:同济大学本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：张冶文，陈鸿，李宏强，宋文仙，王素玲，廖海涛，
申请(专利权)人：同济大学，
类型：发明
国别省市：