小型化共面紧凑型电磁带隙结构制造技术

本发明专利技术公开了一种小型化共面紧凑型电磁带隙结构，它由介质基板和特殊结构的金属贴片组成；所述的金属贴片附着于介质基板上；其特征在于：所述的金属铜贴片由四条电感臂和四条电容臂组成；四条电感臂的一端和四条电容臂的一端在中心处交汇连接，四条电感臂的另一端和四条电容臂的另一端呈放射状间隔排列，交汇处相邻的电感臂与电容臂之间夹角为45度。由于本发明专利技术的四条电感臂和四条电容臂呈放射状间隔排列，交汇处相邻的电感臂与电容臂之间夹角为45度，具有较大的电感电容量。本发明专利技术结构简单，单层印制电路板工艺即可实现，平面尺寸小巧便于和无线通信设备集成，适用于天线、滤波器等高频器件电磁特性的改善。

【技术实现步骤摘要】
小型化共面紧凑型电磁带隙结构
本专利技术涉及一种电磁带隙结构，特别是涉及一种防止传输特定频带范围内信号的小型化共面紧凑型电磁带隙结构。
技术介绍
EBG结构具有带隙特性和同向反射特性，其带隙特性可抑制微带贴片天线的表面波。随着大规模集成电路的发展和生产工艺的进步，人们希望将电路、有源器件和辐射元件等集成到一块电路板上，以利于大规模的生产和降低成本。微带贴片天线具有易集成特性，使得这种设计思路变得可行，然而一般的集成电路衬底采用高介电常数的材料(如:S1、GaAs和InP)，由于表面波和介质波模的损耗，位于这些高介电常数衬底上的微带贴片天线的辐射效率很低。在某些情况下，表面波产生的功率损耗占整个辐射功率的60%以上，这极大地降低了微带贴片天线的辐射效率。在这种微带贴片天线设计过程中，使用EBG材料可以抑制辐射贴片激起的在衬底传播的表面波和介质波模，降低表面波和介质波模产生的损耗，增加贴片天线耦合到自由空间的辐射功率，提高天线效率。EBG材料还可以降低表面波在衬底边缘产生的旁瓣和后瓣电平、增加天线的前后比、改善天线方向图、提高天线增益。在阵列天线设计过程中，使用EBG结构可以减少单元之间的互耦，消除阵列天线的扫描盲区。EBG除了有抑制微带贴片天线表面波的功能外，还有降低印刷电路板(PrintedCircuit Board: PCB)地弹噪声(Ground Bounce Noise: GBN)的功能,能解决印制电路板高速设计过程中信号完整性的问题。电磁带隙结构种类很多，其中共面紧凑型电磁带隙结构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，受到很多学者和专业人员的关注。随着通信系统的小型化要求的不断提升，改善系统电磁特性的电磁带隙结构的小型化设计成为必然，本专利技术正是基于上述目的设计的。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种易于生产、加工，生产成本低，电容、电感电容量大的小型化共面紧凑型电磁带隙结构。为实现上述目的，本专利技术的技术方案为一种小型化共面紧凑型电磁带隙结构，它由介质基板和特殊结构的金属贴片组成；所述的金属贴片附着于介质基板上；所述的金属铜贴片由四条电感臂和四条电容臂组成；四条电感臂的一端和四条电容臂的一端在中心处交汇连接，四条电感臂的另一端和四条电容臂的另一端呈放射状间隔排列，交汇处相邻的电感臂与电容臂之间夹角为45度。所述的四条电感臂结构尺寸相同，但结构上互为镜像，交汇处相邻的电感臂之间夹角为90度，每条电感臂都是固定宽度的微带线弯折形成。所述的四条电容臂结构尺寸相同，但结构上互为镜像，交汇处相邻的电容臂间夹角90度，每条电感臂都是固定宽度的微带线螺旋绕制形成。采用上述技术方案后，由于本专利技术特殊电感与电容结构，可使该共面紧凑型电磁带隙结构单元间产生较大的电感和电容量，降低该电磁带隙结构的谐振频率，实现小型化。本专利技术结构简单，单层印制电路板工艺即可实现，平面尺寸小巧便于和无线通信设备集成，适用于天线、滤波器等高频器件电磁特性的改善。本专利技术实施简单，工艺成熟，自动化程度高，生产成本低廉，其应用范围较广。下面结合附图和具体实施例对本专利技术作进一步的说明。【附图说明】图1是本专利技术的俯视图； 图2是本专利技术的侧视图； 图3是本专利技术2X2单元阵列形式图； 图4为利用传输线法测试的本专利技术2X4单元电磁带隙传输特性曲线； 图5为2X4单元电磁带隙结构示意图； 图6为悬置微带线法测试示意图。【具体实施方式】如图1、图2所示，本专利技术是一种小型化共面紧凑型电磁带隙结构。此结构实现的是在C波段的电磁带隙特性。它由金属铜贴片I和聚四氟乙烯微波介质基板2组成。金属铜贴片I贴合在聚四氟乙烯微波介质基板2上表面，其结构可以采用PCB工艺实现。介质基板2厚度1.5mm,为聚四氟乙烯微波介质基板,介电常数4。金属铜贴片I厚度为0.035mm。所述的金属铜贴片I由四条电感臂11、13、15、17和四条电容臂12、14、16、18组成。四条电感臂11、13、15、17的一端和四条电容臂12、14、16、18的一端在中心处交汇连接，四条电感臂11、13、15、17的另一端和四条电容臂12、14、16、18的另一端呈放射状间隔排列，即，环绕交汇点，依序排列电感臂11、电容臂12、电感臂13、电容臂14、电感臂15、电容臂16、电感臂17、电容臂18，交汇处相邻的电感臂与电容臂之间夹角为45度。四条电感臂结构尺寸相同，但结构上互为镜像。交汇处相邻的电感臂之间夹角为90度。每条电感臂都是固定宽度的微带线弯折形成，以获得更大的电感量。四条电容臂结构尺寸相同，但结构上互为镜像。交汇处相邻的电容臂间夹角90度。每条电容臂都是固定宽度的微带线螺旋绕制成的电容的单个极板，根据电磁带隙结构的周期性，电容的另一极板可由相邻电磁带隙结构单元的一个电容臂实现，两电容臂平行螺旋绕制，可在单位面积内获得更大的电容量，实现小型化的螺旋电容。为说明相邻单元电磁带隙结构组成螺旋电容的结构特点，可参见图3。如图3所示，本专利技术2X2单元阵列形式，相邻四单元的电容臂10共同组成了 2组螺旋电容。通过调试螺旋电容臂的臂宽、电容缝隙间距、折线电感臂宽、电感缝隙间距和匝数后，可改变等效电容和等效电感，从而将共面紧凑型电磁带隙结构的带隙的中心频率设置在预设的频点上。图4为利用悬置微带线法测试的2X4单元电磁带隙传输特性曲线，可见在中心频点5.35GHz的600MHz带宽内有明显的带隙特性。其中，图5为2X4单元电磁带隙结构示意图，图6为悬置微带线测试示意图，它包括本专利技术的2X4单元电磁带隙结构61，50ohm微带线62，支撑介质63，SMA座64。当然，本专利技术还可以有其他多种实施例，在不背离本专利技术精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员可根据本专利技术实施各种相应的变形，但这些相应的改变和变形都应属于本专利技术权利要求的保护范围。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种小型化共面紧凑型电磁带隙结构，它由介质基板和特殊结构的金属贴片组成；所述的金属贴片附着于介质基板上；其特征在于：所述的金属铜贴片由四条电感臂和四条电容臂组成；四条电感臂的一端和四条电容臂的一端在中心处交汇连接，四条电感臂的另一端和四条电容臂的另一端呈放射状间隔排列，交汇处相邻的电感臂与电容臂之间夹角为45度。

【技术特征摘要】
1.一种小型化共面紧凑型电磁带隙结构，它由介质基板和特殊结构的金属贴片组成；所述的金属贴片附着于介质基板上；其特征在于:所述的金属铜贴片由四条电感臂和四条电容臂组成；四条电感臂的一端和四条电容臂的一端在中心处交汇连接，四条电感臂的另一端和四条电容臂的另一端呈放射状间隔排列，交汇处相邻的电感臂与电容臂之间夹角为45度。2.根据权利要求1所述的小型化...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈彭，陈朝阳，朱炜，
申请(专利权)人：集美大学，
类型：发明
国别省市：