与图8中的TL结构类似的具有截断的接地的对应4单元天线。
[0100] 图11示意了具有截断的接地结构的MTM天线的另一示例。在该示例中，接地导电 层包括通孔线和主接地，所述主接地形成于单元贴片覆盖区以外。每个通孔线在第一末端 连接至主接地，并在第二末端连接至通孔。通孔线的宽度小于每个单位单元的单元路径的 尺寸。
[0101] 可以导出截断的接地结构的公式。在截断的接地示例中，并联电容Cr变小，并且谐 振服从与式（1)、（5)和（6)相同的公式以及表1。提出两种方式。图8和9表示第一方式 (方式1)，其中，在以（LR+Lp)替换1^后，谐振与式（1)、（5)和（6)以及表1中相同。对于 n|乒0,每个模式具有两个谐振，对应于：（1)ω 土n，对于以（LR+Lp)替换LjP (2)ω 土n， 对于以（LR+Lp/N)替换Lr，其中，N是单位单元的数目。在该方式1下，阻抗公式变为：
其中 X = -YZ且 X = -YZP，
[0103] 式（11)
[0104] 其中，Zp = jcoLp，并且Y定义于式（2)。式（11)中的阻抗公式规定，两个谐振ω 和ω'分别具有低阻抗和高阻抗。因此，在多数情况下，易于调谐在ω谐振附近。
[0105] 在图11和12中示意了第二方式（方式2)，并且在以（U+Lp)替换，谐振与 式（1)、（5)和（6)以及表1中相同。在第二方式中，组合并联电感器（LJLp)增大，同时并 联电容器Cr减小，导致较低的LH频率。
[0106] 以上示例MTM结构形成在两个金属化层上，并且两个金属化层之一被用作接地电 极，并通过导电通孔连接至另一金属化层。可以使用如图1和5所示的完整的接地电极或 图8和10所示的截断的接地电极来构造这样的具有通孔的两层CRLH MTM TL和天线
[0107] 在一个实施例中，SLM MTM结构包括：具有第一基板表面和相对的基板表面的基 板；形成在第一基板表面上并被图案化为具有两个或更多个导电部分的金属化层，以形成 无穿透介电基板的导电通孔的SLM MTM结构。金属化层中的导电部分包括：SLM MTM结构 的单元贴片；空间上与单元贴片分开的接地、将接地和单元贴片互连的通孔线；以及电容 性親合至单元贴片而不与单元贴片直接接触的馈线。通过馈线和单元贴片间的间隙的电容 性耦合，产生LH串联电容Q。RH串联电感1^主要产生在馈线和单元贴片中。不存在垂直 地夹在该SLM MTM结构中的两个导电部分间的介电材料。因此，SLM MTM结构的RH并联电 容Cr可以被设计为小到忽略不计。在单一金属化层中的单元贴片和接地间，仍可以引起小 RH并联电容Cr。由于不存在穿透基板的通孔，SLM MTM结构中的LH并联电感U可以忽略， 但连接至接地的通孔线能够产生等效于LH并联电感U的电感。TLM-VL MTM天线结构可以 具有置于两个不同层中的馈线和单元贴片，以产生垂直的电容性耦合。
[0108] 与SLM和TLM-VL MTM天线结构不同，多层MTM天线结构在由至少一个通孔连接的 两个或更多金属化层中具有导电部分。这样的多层MTM天线结构的示例和实现在以下美国 专利申请中描述：申请号 12/270,410,名称 "Metameterial Structures with Multilayer Metallization and Via"，申请日2008年10月13日，其公开通过引用并入此处。这些多 金属化层被图案化为具有基于基板、膜或板结构的多个导电部分，其中，两个相邻的金属化 层由电绝缘材料（例如，介电材料）分开。两个或更多个基板可以堆叠在一起（带有或不 带有介电隔离物），以提供多个金属化层的多个表面，从而实现特定的技术特征或优势。这 样的多层MTM结构可以实现至少一个导电通孔，以将一个金属化层中的一个导电部分连接 至另一金属化层中的另一导电部分。这允许一个金属化层中的一个导电部分至另一金属化 层中的另一导电部分的连接。
[0109] 具有通孔的双层MTM天线结构的实现包括：具有第一基板表面和与第一表面相 对的第二基板表面的基板；形成在第一基板表面上的第一金属化层；以及形成在第二基板 表面上的第二金属化层，其中，两个金属化层被图案化为具有两个或更多个导电部分，至少 一个导电通孔将第一金属化层中的一个导电部分连接至第二金属化层中的另一导电部分。 截断的接地可以形成在第一金属化层中，使表面的一部分暴露。第二金属化层中的导电部 分可以包括MTM结构的单元贴片和馈线，馈线的末端位于接近于并且电容性耦合至单元贴 片，以向单元贴片发送和从单元贴片接收天线信号。与暴露表面的至少一部分相平行地形 成单元贴片。第一金属化层中的导电部分包括通孔线，该通孔线通过在基板中形成的通孔 将第一金属化层中的截断的接地与第二金属化层中的单元贴片相连接。通过馈线和单元贴 片间的间隙的电容性耦合，产生LH串联电容Q。RH串联电感Lr主要产生在馈线和单元贴 片中。LH并联电感k主要由通孔和通孔线引起。RH并联电容Cr主要在第二金属化层中的 单元贴片和投影在第一金属化层上的单元贴片覆盖区中的通孔线的一部分之间引起。可以 将附加的导电线（如，弯折线）附接至馈线，以引起RH单极谐振，从而支持宽带或多带天线 操作。
[0110] 可以由MTM天线支持的各种频带的示例包括：蜂窝电话和移动设备应用、WiFi 应用、WiMax应用以及其他无线通信应用的频带。蜂窝电话和移动设备应用的频带示例 为：蜂窝频带（824-960MHZ)，包括 CDMA(824-894MHz)和 GSM(880-960MHz)两个频带；以 及 PCS/DCS 频带（1710-2170MHz)，包括 DCS(1710-1880MHz)、PCS(1850-1990MHz)和 MS/ WCDMA(2110-2170MHz)三个频带。
[0111] CRLH结构可以被专门定制为符合应用的要求（如，PCB空间约束和布局因素）、设 备性能要求以及其他规定。CRLH结构中的单元贴片可以具有各种几何形状和尺寸，包括例 如：矩形、多边形、不规则形状、圆形、椭圆形、或不同形状的组合。通孔线和馈线也可以具有 各种几何形状和尺寸，包括例如：矩形、多边形、不规则形状、Z字形、螺旋形、弯折形、或不 同形状的组合。馈线的末端可以被改变为形成发射板，以改变电容性耦合。其他电容性耦 合技术可以包括：在单元贴片和发射板间形成垂直的耦合间隙。发射板可以具有各种几何 形状和尺寸，包括例如：矩形、多边形、不规则形状、圆形、椭圆形、或不同形状的组合。发射 板和单元贴片间的间隙可以采取各种形式，包括例如：直线、曲线、L形线、Z字形线、非连续 线、封闭线、或不同形式的组合。馈线、发射板、单元贴片和通孔线中的某些组件可以在与其 他组件不同的层中形成。馈线、发射板、单元贴片和通孔线中的某些组件可以从一个金属化 层扩展至不同金属化层。可以将天线部分置于主基板上方几毫米的位置。可以串行地级联 多个单元，以形成多单元ID结构。可以在正交的方向上级联多个单元，以形成2D结构。在 某些实现中，单个馈线可以被配置为向多个单元贴片传送功率。在其他实现中，可以向馈线 或发射板添加附加导电线，其中，该附加导电线可以具有各种几何形状和尺寸，包括例如： 矩形、不规则形状、Z字形、平面螺旋形、垂直螺旋形、弯折形、或不同形状的组合。所述附加 导电线可以被置于顶层、中间层、或底层、或者基板上方几毫米的位置。
[0112] 另一种MTM天线包括非平面MTM天线。这样的非平面MTM天线结构将MTM天线 的一个或多个天线部分布置为远离同一 MTM天线的一个或多个其他天线部分，使得MTM天 线的天线部分在非平面配置中形成空间分布，以提供适于适应无线通信设备（如，便携式 无线通信设备）的所分配的空间或体积的紧凑的结构。例如，MTM天线的一个或多个天线 部分可以位于介电基板上，同时将MTM天线的一个或多个其他天线部分置于另一介电基板 上，使得MTM天线的天线部分在非平面配置（如，L形天线配置）中形成空间分布。在各种 应用中，MTM天线的天线部分可以被布置为，在3维（3D)基板结构中的平行或非平行层中 容纳各个部分。这样的非平面MTM天线结构可以缠绕在产品封装内，或者绕产品封装缠绕。 非平面MTM天线结构中的天线部分可以被布置为接合至封装、壳壁、天线载体、或其他封装 结构，以节省空间。在某些实现中，与这样的封装结构的临近表面实质平行地并且在该临近 表面附近，放置非平面MTM天线结构的至少一个天线部分，其中，天线部分可以在封装结构 内部或外部。在某些其他实现中，可以使MTM天线结构与产品外壳的内壁、天线载体的外表 面、或设备封装的轮廓的形状相符。同平面配置中相似的MTM天线相比，这样的非平面MTM 天线结构可以具有更小的覆盖区，并且因此能够适合便携式通信设备（如，蜂窝电话）中有 限可用的空间。在某些非平面MTM天线设计中，可以并入旋转机制或滑动机制，使得MTM天 线的一部分或整体能够折叠或滑入，以在不使用时节省空间。此外，可以使用带有或不带有 介电隔离物的堆叠基板，以支持MTM天线的不同的天线部分，并在堆叠的基板间并入机械 和电接触，以利用主板上的空间。
[0113] 可以在各种配置中实现非平面3D MTM天线。例如，可以在非平面3D配置中布置 此处描述的MTM单元段，以实现在各种MTM结构附近形成有调谐元件的设计。例如，以下美 国专利申请公开了能够在MTM结构附近实现调谐元件的3D天线结构：申请号12/465,571， 申请日 2009 年 5 月 13 日，名称"Non-Planar Metamaterial Antenna Structures"。申请 号No. 12/465, 571的整个公开通过引用被并入此处，作为本文公开的一部分.
[0114] 在一个方面，申请号No. 12/465,571公开了一种天线设备，包括：设备外壳，包括 形成封装的壁；第一天线部分，位于设备外壳内，并且同其他壁相比更接近于第一壁；以及 第二天线部分。第一天线部分包括：一个或多个第一天线组件，被布置在接近于第一壁的第 一平面中。第二天线部分包括：一个或多个第二天线组件，被布置在与第一平面不同的第二 平面中。该设备包括：接合天线部分，将第一和第二天线部分相连接，使得第一天线部分的 一个或多个第一天线组件和第二天线部分的一个或多个第二天线组件电磁耦合，以形成支 持天线信号中的至少一个谐振频率并且尺寸小于谐振频率波长一半的CRLH MTM天线。在 另一方面，申请号No. 12/465, 571公开了一种天线设备，被构造为接合封装结构。该天线设 备包括第一天线部分，该第一天线部分被配置为位于封装结构的第一平面部分附近，并且 包括第一平面基板以及与第一平面基板相关联的至少一个第一导电部分。在该设备中提供 第二天线部分，并且第二天线部分被配置为位于封装结构的第二平面部分附近。第二天线 部分包括第二平面基板以及与第二平面基板相关联的至少一个第二导电部分。该设备还包 括将第一和第二天线部分相连接的接合天线部分。至少一个第一导电部分、至少一个第二 导电部分以及接合天线部分共同形成CRLH MTM结构，以支持天线信号中的至少一个谐振频 率。在又一方面，申请号No. 12/465, 571公开了一种天线设备，被构造为接合至封装结构， 并且包括具有柔性介电材料的基板以及与基板相关联的两个或更多个导电部分，以形成被 配置为支持天线信号中的至少一个频率谐振的CRLH MTM结构。所述CRLH MTM结构被划分 为第一天线部分、第二天线部分和第三天线部分，所述第一天线部分被配置为位于封装结 构的第一平面部分附近，所述第二天线部分被配置为位于封装结构的第二平面部分附近， 所述第三天线部分形成在第一和第二天线部分之间，并且在由封装结构的第一和第二平面 部分形成的角部附近弯曲。
[0115] 在本文中提供了各种缝隙天线设计，以基本缝隙天线设计起始，并以多带CRLH缝 隙天线设计结束。基本缝隙天线设计提供若干公共结构元件，在此处提出的后续缝隙天线 设计中共享这些公共结构元件，在结构和功能上，每个后续实施例基于先前的设计来构建。
[0116] 图13A-13C示意了根据示例实施例的基本缝隙天线设备1300的多个视图。图 1