专利名称：一种三维缺陷接地结构的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种新型人工合成电磁材料——三维缺陷接地结构(3D-DGS)，属微波 通讯器件技术领域。
背景技术：
随着现代通讯和雷达技术的快速发展，射频/微波系统对小型化、模块化、可靠性 提出了更为紧迫的要求，研究满足小型化、低损耗、宽频带要求的微波毫米波集成电路模 块，是发展未来无线通信系统最为关键技术之一。然而传统的电磁材料已经不能满足日益 发展的移动通信和个人通信业务的需要。在这种背景下，新型人工合成电磁材料的提出及 其在微波、毫米波领域的应用，将会为下一代无线通信系统的小型化和高可靠性开拓了全 新的领域和途径。 2001年韩国学者Ahn等人率先提出了一种新的刻蚀结构一缺陷接地平面结构 (Defected Ground Sructure，DGS) 。DGS新型人工合成电磁材料具有小型化的优点，除此之 外还具有良好的陷波效应和慢波特性，而且DGS计算简单，无需引入电磁场数值计算，通过 采用简单的LC等效电路建模分析即可，其占用较小的电路面积，更适于微波毫米波集成电 路实际应用。研究证明，采用DGS技术，可以显著提高微波电路个器件的性能，从而带动系 统整体性能的提高，与此同时，DGS还能有效縮减电路尺寸，从而降低耗材成本。但是，DGS 有一个致命伤——接地板需要悬空。这是由于DGS的微带线形成环绕的电磁场分布，结果 微带线分布参数改变。这样的条件严重削弱了 DGS在工程中的实用性。
图1为传统的DGS结构示意图，即缺陷接地平面结构，传统的DGS结构由微带线 (1)、介质板(2)、接地板(3)组成，需要在接地板(3)上进行结构刻蚀。但这种结构的接地 板必须悬空而不能接地，否则会造成微带线分布参数的改变。 公告号CN201307641公开的是一种共面波导交指型缺陷接地结构及共面波导天 线，为缺陷接地结构在波导天线上的应用，在天线翼型接地板的底边两侧设置了交指型缺 陷接地结构。 本发明提出了一种新型的三维缺陷接地结构，在原来传统DGS的基础上增加了一 层介质板和接地板。这样大大解决了 DGS的致命伤——接地板需要悬空的问题，另外，这种 结构拥有两个接地板和两种不同的介质，不仅可以增加设计的自由度，还大大缓解了加工 难的问题。
发明内容
本发明的目的是，为了解决传统的电磁材料不能满足现代通讯要求的问题，而提 出一种新型人工电磁合成材料——三维缺陷接地结构(3D-DGS)，有效地解决了传统DGS在 工程应用中接地板需要悬空的致命伤，在第一层接地板上刻蚀结构，这样第二层接地板可 以直接接地。 本发明为解决其技术问题所采用的技术方案是本发明在传统DGS接地板下面增加了一层介质板和接地板，这种材料解决了 DGS的致命伤——接地板需要悬空，另外这种结 构拥有两个接地板和两种不同的介质，不仅可以增加设计的自由度，还大大缓解了加工难 的问题。两层接地板直接可以通过金属通孔连接，在第一层接地板上刻蚀结构，第二层接地 板可以直接接地使用。 本发明三维缺陷接地结构(3D-DGS)如图2和图8所示，图2为三维缺陷接地结构 的侧视图，图8为三维缺陷接地结构的俯视图。 本发明三维缺陷接地结构采用了两个接地板和两种不同的介质，形成了接地板集 成波导；在传统的DGS基础上，在DGS下面的接地板上增加了一层介质板和接地板，并在第 一层接地板上刻蚀了一维周期性的哑铃形结构单元，两层接地板之间靠金属通孔连接。
三维缺陷接地结构(3D-DGS)由微带线、两层介质层和两层接地板所组成，最上面 是微带线，下面依次是第一层介质板、第一层接地板、第二层介质板、第二层接地板，它们紧 密叠合成一体。微带线位于第一层介质板的中间部位，第一层接地板上刻蚀了一维周期性 哑铃状结构单元，在第二层介质板上设置了金属通孔，以保证两层接地板之间靠金属通孔 进行连接。 两层接地板和两层介质层的引入是本发明的关键，因为传统的DGS只有一层介质 板和接地板，而在工程应用中需要将接地板悬空，这样将会占用很大空间。本发明由于采用 了两层介质层和两层接地板结构，其中第二层接地板的设置可以解决第一层接地板的悬空 问题，两层接地板之间靠金属通孔进行连接。 本发明与现有技术相比的有益效果是，本发明在保持传统DGS的优点基础上，采 用三维缺陷接地结构，不仅具有良好的陷波效应和慢波特性，而且通过采用简单的LC等效 电路建模分析计算简单的传统DGS的优点，大大解决了 DGS在工程应用中接地板需要悬空 的难题。同时，传统的DGS是分层加工的，加工难度大，电路的最后成形需要位置校准工艺， 因此增加了工艺复杂度和加工成本。这种结构拥有两个接地板和两种不同的介质，不仅可 以增加设计的自由度，还大大缓解了加工难的问题。 本发明适用于在小型化、低损耗、宽频带要求的微波毫米波集成电路模块。可以显 著提高整个微波电路器件的性能，从而带动系统整机性能的提高。
图1是传统的DGS结构图2是三维缺陷接地结构的侧视图； 图3是三维缺陷接地结构微带线的俯视图4是三维缺陷接地结构第一层介质板的俯视图 图5是三维缺陷接地结构第一层接地板的俯视图
板；(31)第
属通孔。
图6是三维缺陷接地结构第二层介质板的俯视图 图7是三维缺陷接地结构第二层接地板的俯视图 图8是三维缺陷接地结构的放大俯视图。
图中(1)微带线；(2)介质板；(21)第一层介质板；(22)第二层介质板；(3)接地
层接地板；(32)第二层接地板；(4)接地板上刻蚀了的哑铃结构单元；(5)金
具体实施例方式
本发明实施例如图2所示，本实施例三维缺陷接地结构(3D-DGS)由微带线、两层 介质层和两层接地板组成，最上面是微带线(l)，下面依次是第一层介质板(21)、第一层接 地板(31)、第二层介质板(22)、第二层接地板(32)，它们逐层紧密叠合成一体。微带线位于 第一层介质板的中间部位，如图8所示；第一层接地板上刻蚀了一维周期性的鹏铃状结构 单元(4)，如图5所示；在第二层介质板(22)设置了金属通孔(5)，以保证两层接地板之间 靠金属通孔进行连接。因为传统DGS只有一层介质板和接地板。在工程应用中需要将接地 板悬空，这样将会占用很大空间。第2层的接地板可以解决这一问题，第二层接地板避免了 第一层接地板直接接地。但两层接地板之间可以靠金属通孔进行连接。
本实施例结构实现了不仅具有良好的陷波效应和慢波特性，通过采用简单的LC 等效电路建模分析计算简单的传统DGS优点，还大大解决了 DGS在工程应用中接地板需要 悬空的难题，适合应用在小型化、低损耗、宽频带要求的微波毫米波集成电路模块。可以显 著提高整个微波电路器件的性能，从而带动系统整机性能的提高。
权利要求
一种三维缺陷接地结构，其特征在于，所述三维缺陷接地结构采用了两个接地板和两种不同的介质，形成了接地板集成波导；在传统的DGS基础上，在下面的接地板上增加了一层介质板和接地板，并在第一层接地板上刻蚀了一维周期性的哑铃形结构单元，两层接地板之间靠金属通孔连接。
全文摘要
一种三维缺陷接地结构，所述三维缺陷接地结构采用了两个接地板和两种不同的介质，并形成了接地板集成波导；在传统的DGS基础上，在下面的接地板上增加了一层介质板(22)和接地板(32)，并在第一层接地板(21)上刻蚀了一维周期性的哑铃形结构单元(4)，两层接地板之间靠金属通孔(5)连接。这种结构拥有两个接地板和两种不同的介质，不仅具有良好的陷波效应和慢波特性，而且具有通过采用简单的LC等效电路建模分析计算简单的传统DGS的优点，大大解决了DGS在工程应用中接地板需要悬空的难题；不仅可以增加设计的自由度，还大大缓解了加工难的问题。本发明适用于在小型化、低损耗、宽频带要求的微波毫米波集成电路模块。
文档编号H01P3/00GK101771185SQ20101011993
公开日2010年7月7日 申请日期2010年3月8日 优先权日2010年3月8日
发明者刘海文, 史丽云, 王杉 申请人:华东交通大学