專利名稱：一種三維缺陷接地結構的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種新型人工合成電磁材料——三維缺陷接地結構(3D-DGS)，屬微波 通訊器件技術領域。
背景技術：
隨著現代通訊和雷達技術的快速發(fā)展，射頻/微波系統(tǒng)對小型化、模塊化、可靠性 提出了更為緊迫的要求，研究滿足小型化、低損耗、寬頻帶要求的微波毫米波集成電路模 塊，是發(fā)展未來無線通信系統(tǒng)最為關鍵技術之一。然而傳統(tǒng)的電磁材料已經不能滿足日益 發(fā)展的移動通信和個人通信業(yè)務的需要。在這種背景下，新型人工合成電磁材料的提出及 其在微波、毫米波領域的應用，將會為下一代無線通信系統(tǒng)的小型化和高可靠性開拓了全 新的領域和途徑。 2001年韓國學者Ahn等人率先提出了一種新的刻蝕結構一缺陷接地平面結構 (Defected Ground Sructure，DGS) 。DGS新型人工合成電磁材料具有小型化的優(yōu)點，除此之 外還具有良好的陷波效應和慢波特性，而且DGS計算簡單，無需引入電磁場數值計算，通過 采用簡單的LC等效電路建模分析即可，其占用較小的電路面積，更適于微波毫米波集成電 路實際應用。研究證明，采用DGS技術，可以顯著提高微波電路個器件的性能，從而帶動系 統(tǒng)整體性能的提高，與此同時，DGS還能有效縮減電路尺寸，從而降低耗材成本。但是，DGS 有一個致命傷——接地板需要懸空。這是由于DGS的微帶線形成環(huán)繞的電磁場分布，結果 微帶線分布參數改變。這樣的條件嚴重削弱了 DGS在工程中的實用性。
圖1為傳統(tǒng)的DGS結構示意圖，即缺陷接地平面結構，傳統(tǒng)的DGS結構由微帶線 (1)、介質板(2)、接地板(3)組成，需要在接地板(3)上進行結構刻蝕。但這種結構的接地 板必須懸空而不能接地，否則會造成微帶線分布參數的改變。 公告號CN201307641公開的是一種共面波導交指型缺陷接地結構及共面波導天 線，為缺陷接地結構在波導天線上的應用，在天線翼型接地板的底邊兩側設置了交指型缺 陷接地結構。 本發(fā)明提出了一種新型的三維缺陷接地結構，在原來傳統(tǒng)DGS的基礎上增加了一 層介質板和接地板。這樣大大解決了 DGS的致命傷——接地板需要懸空的問題，另外，這種 結構擁有兩個接地板和兩種不同的介質，不僅可以增加設計的自由度，還大大緩解了加工 難的問題。
發(fā)明內容
本發(fā)明的目的是，為了解決傳統(tǒng)的電磁材料不能滿足現代通訊要求的問題，而提 出一種新型人工電磁合成材料——三維缺陷接地結構(3D-DGS)，有效地解決了傳統(tǒng)DGS在 工程應用中接地板需要懸空的致命傷，在第一層接地板上刻蝕結構，這樣第二層接地板可 以直接接地。 本發(fā)明為解決其技術問題所采用的技術方案是本發(fā)明在傳統(tǒng)DGS接地板下面增加了一層介質板和接地板，這種材料解決了 DGS的致命傷——接地板需要懸空，另外這種結 構擁有兩個接地板和兩種不同的介質，不僅可以增加設計的自由度，還大大緩解了加工難 的問題。兩層接地板直接可以通過金屬通孔連接，在第一層接地板上刻蝕結構，第二層接地 板可以直接接地使用。 本發(fā)明三維缺陷接地結構(3D-DGS)如圖2和圖8所示，圖2為三維缺陷接地結構 的側視圖，圖8為三維缺陷接地結構的俯視圖。 本發(fā)明三維缺陷接地結構采用了兩個接地板和兩種不同的介質，形成了接地板集 成波導；在傳統(tǒng)的DGS基礎上，在DGS下面的接地板上增加了一層介質板和接地板，并在第 一層接地板上刻蝕了一維周期性的啞鈴形結構單元，兩層接地板之間靠金屬通孔連接。
三維缺陷接地結構(3D-DGS)由微帶線、兩層介質層和兩層接地板所組成，最上面 是微帶線，下面依次是第一層介質板、第一層接地板、第二層介質板、第二層接地板，它們緊 密疊合成一體。微帶線位于第一層介質板的中間部位，第一層接地板上刻蝕了一維周期性 啞鈴狀結構單元，在第二層介質板上設置了金屬通孔，以保證兩層接地板之間靠金屬通孔 進行連接。 兩層接地板和兩層介質層的引入是本發(fā)明的關鍵，因為傳統(tǒng)的DGS只有一層介質 板和接地板，而在工程應用中需要將接地板懸空，這樣將會占用很大空間。本發(fā)明由于采用 了兩層介質層和兩層接地板結構，其中第二層接地板的設置可以解決第一層接地板的懸空 問題，兩層接地板之間靠金屬通孔進行連接。 本發(fā)明與現有技術相比的有益效果是，本發(fā)明在保持傳統(tǒng)DGS的優(yōu)點基礎上，采 用三維缺陷接地結構，不僅具有良好的陷波效應和慢波特性，而且通過采用簡單的LC等效 電路建模分析計算簡單的傳統(tǒng)DGS的優(yōu)點，大大解決了 DGS在工程應用中接地板需要懸空 的難題。同時，傳統(tǒng)的DGS是分層加工的，加工難度大，電路的最后成形需要位置校準工藝， 因此增加了工藝復雜度和加工成本。這種結構擁有兩個接地板和兩種不同的介質，不僅可 以增加設計的自由度，還大大緩解了加工難的問題。 本發(fā)明適用于在小型化、低損耗、寬頻帶要求的微波毫米波集成電路模塊?？梢燥@ 著提高整個微波電路器件的性能，從而帶動系統(tǒng)整機性能的提高。
圖1是傳統(tǒng)的DGS結構圖2是三維缺陷接地結構的側視圖； 圖3是三維缺陷接地結構微帶線的俯視圖4是三維缺陷接地結構第一層介質板的俯視圖 圖5是三維缺陷接地結構第一層接地板的俯視圖
板；(31)第
屬通孔。
圖6是三維缺陷接地結構第二層介質板的俯視圖 圖7是三維缺陷接地結構第二層接地板的俯視圖 圖8是三維缺陷接地結構的放大俯視圖。
圖中(1)微帶線；(2)介質板；(21)第一層介質板；(22)第二層介質板；(3)接地
層接地板；(32)第二層接地板；(4)接地板上刻蝕了的啞鈴結構單元；(5)金
具體實施例方式
本發(fā)明實施例如圖2所示，本實施例三維缺陷接地結構(3D-DGS)由微帶線、兩層 介質層和兩層接地板組成，最上面是微帶線(l)，下面依次是第一層介質板(21)、第一層接 地板(31)、第二層介質板(22)、第二層接地板(32)，它們逐層緊密疊合成一體。微帶線位于 第一層介質板的中間部位，如圖8所示；第一層接地板上刻蝕了一維周期性的鵬鈴狀結構 單元(4)，如圖5所示；在第二層介質板(22)設置了金屬通孔(5)，以保證兩層接地板之間 靠金屬通孔進行連接。因為傳統(tǒng)DGS只有一層介質板和接地板。在工程應用中需要將接地 板懸空，這樣將會占用很大空間。第2層的接地板可以解決這一問題，第二層接地板避免了 第一層接地板直接接地。但兩層接地板之間可以靠金屬通孔進行連接。
本實施例結構實現了不僅具有良好的陷波效應和慢波特性，通過采用簡單的LC 等效電路建模分析計算簡單的傳統(tǒng)DGS優(yōu)點，還大大解決了 DGS在工程應用中接地板需要 懸空的難題，適合應用在小型化、低損耗、寬頻帶要求的微波毫米波集成電路模塊?？梢燥@ 著提高整個微波電路器件的性能，從而帶動系統(tǒng)整機性能的提高。
權利要求
一種三維缺陷接地結構，其特征在于，所述三維缺陷接地結構采用了兩個接地板和兩種不同的介質，形成了接地板集成波導；在傳統(tǒng)的DGS基礎上，在下面的接地板上增加了一層介質板和接地板，并在第一層接地板上刻蝕了一維周期性的啞鈴形結構單元，兩層接地板之間靠金屬通孔連接。
全文摘要
一種三維缺陷接地結構，所述三維缺陷接地結構采用了兩個接地板和兩種不同的介質，并形成了接地板集成波導；在傳統(tǒng)的DGS基礎上，在下面的接地板上增加了一層介質板(22)和接地板(32)，并在第一層接地板(21)上刻蝕了一維周期性的啞鈴形結構單元(4)，兩層接地板之間靠金屬通孔(5)連接。這種結構擁有兩個接地板和兩種不同的介質，不僅具有良好的陷波效應和慢波特性，而且具有通過采用簡單的LC等效電路建模分析計算簡單的傳統(tǒng)DGS的優(yōu)點，大大解決了DGS在工程應用中接地板需要懸空的難題；不僅可以增加設計的自由度，還大大緩解了加工難的問題。本發(fā)明適用于在小型化、低損耗、寬頻帶要求的微波毫米波集成電路模塊。
文檔編號H01P3/00GK101771185SQ20101011993
公開日2010年7月7日 申請日期2010年3月8日 優(yōu)先權日2010年3月8日
發(fā)明者劉海文, 史麗云, 王杉 申請人:華東交通大學