专利名称：用贴片电感器电容器构成的微波人工带隙材料的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种可用于微波天线和微波滤波器的基板等的材料，尤指微波频段的高阻抗电磁波表面的改进结构。
背景技术：
微波人工带隙材料，又称电磁波晶体，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的基板(反射面)，或微波滤波器的基板及微波屏蔽材料等时，具有非常优越的性能。目前，制作这种高阻抗电磁波表面，都是采用在金属板材料上制作具有周期性的图形构成。金属板可以是单层、双层或多层。具体是在金属板上用印刷电路板技术制造各种具有周期性结构的矩形、正方形、六角形、八角形等图形，经过这样的制作后，该材料既具有连续性，又具有周期性的新的印刷电路组成的图形表面，所以可以不让微波频率的某一频带通过，使这种表面不支持这种频率下的表面波传播，从而使其符合设计和使用要求的微波频段的各种不同的要求，而成为具有电磁波的带阻特性-即具有带隙特点的能带结构材料，即高阻抗电磁波表面。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作构成的，所以这种结构的材料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实际上十分有限，要么做得特别大，不但增加成本，而且不能满足某些场合的使用要求。
发明内容
本实用新型的目的是推出一种能增大带隙调节范围、缩小体积、满足各种场合使用要求的微波人工带隙材料。
为了达到上述目的，本实用新型采用无源的贴片电感器或/和贴片电容器，结合印刷电路板(PCB)的图形结构，构成二维的复合型平面网络结构，达到本实用新型增大带隙调节范围、缩小体积的目的。具体结构如下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，介质覆铜板由铜箔和介质构成，其特点是在图形结构的水平缝隙间，通过焊锡和金属导线将贴片电容器与铜箔焊接牢固，同时在图形结构的垂直通孔中，通过焊锡将贴片电感器与铜箔也焊接牢固，构成二维的复合网络结构。
或者在图形结构的水平缝隙间，只通过焊锡和金属导线将贴片电容器与铜箔焊接牢固，而图形结构的垂直通孔中固接有金属片，构成二维的复合网络结构。
或者在图形结构中的垂直通孔内，只通过焊锡将贴片电感器与铜箔焊牢，构成本实用新型的二维的复合网络结构，都能达到增大带隙调节范围、缩小体积、扩大使用场合的目的。
本实用新型的优点是1.由于采用无源的贴片电感器或/和贴片电容器构成二维的复合网络，结合印刷电路板(PCB)的图形结构，因此本实用新型的微波人工带隙材料的带隙调节范围可增大到0.5GHz～10GHz，带隙深度为20～40dB、面积缩小8～10倍。
2.由于本实用新型的结构是在PCB板上增加贴片电容器和/或电感器，因此具有容易设计，容易制作和容易调节的优点。
3.由于本实用新型的制作是采用传统的焊锡，且介质覆铜板的铜箔为焊锡提供了方便，因此具有工艺简单，质量保证的优点。
图1为本实用新型的同时用贴片电感器和贴片电容器的结构示意图图2为图1的A-A剖视图图3为本实用新型的只用贴片电感器的结构示意图图4为图3的B-B剖视图图5为本实用新型的只用贴片电容器的结构示意图图6为图5的C-C剖视图附图中的标号说明1-贴片电感器 2-金属导线 3-贴片电容器 4-垂直通孔5-铜箔 6-焊锡 7-水平缝隙 8-金属片 9-介质具体实施方式
首先请参阅图1、2、3。本实用新型包括采用印刷电路板技术，按设定要求在介质覆铜板上设计制作成的正方形图形，正方形之间有水平缝隙7，水平缝隙7相交处设有垂直通孔4。介质覆铜板由中间为介质9，上下两边为铜箔5构成。在水平缝隙7间，用焊锡6和金属导线2，固结有无源的贴片电容器3。同时，在垂直通孔4内用焊锡6固结有贴片电感器1，构成二维的复合型平面网络结构，该结构具有微波频段的二维高阻抗电磁波表面—微波人工带隙材料。
请参阅图3、4。本实用新型的材料采用印刷电路板技术在介质覆铜板上按设定要求设计和制作图形结构与图1和2相同。不同处是在制作成的图形的垂直通孔4内，用无源的贴片电感器1，通过焊锡6与铜箔5固接，构成本实用新型的具有微波频段的二维高阻抗电磁波表面。
请参阅图5和6。本实用新型的材料采用印刷电路板技术在介质覆铜板上按设定要求设计和制作图形结构与图1和2相同。不同处是在制作成的图形的水平缝隙7间，只用无源的贴片电容器3，通过焊锡6和金属导线2，将其与铜箔5固结，而在垂直通孔4内设有金属片8，并与铜箔5焊牢，构成本实用新型的具有微波频段的二维高阻抗电磁波表面—微波人工带隙材料。
本实用新型的介质覆铜板可以是单层、双层或多层，以满足表面波传播特性符合使用要求为准。不管是在图形结构中的水平缝隙7间和垂直通孔4内同时用贴片电容器3和贴片电感器1，或者只用贴片电感器1，或只用贴片电容器3，都能达到增大带隙、缩小体积，满足各种场合使用的目的。如果将本实用新型的这种高阻抗电磁波表面用做微波天线反射面，则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。
权利要求1.用贴片电感器电容器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，介质覆铜板由铜箔(5)和介质(9)构成，其特征在于在图形结构的水平缝隙间(7)，用焊锡(6)和金属导线(2)将贴片电容器(3)与铜箔(5)焊接牢固，同时在图形结构的垂直通孔(4)中，还用焊锡(6)将贴片电感器(1)与铜箔(5)也焊接牢固，构成二维的复合网络结构。
2.根据权利要求1所述的用贴片电感器贴片电容器构成的微波人工带隙材料，其特征在于所述的在图形结构的水平缝隙间(7)间，通过焊锡(6)和金属导线(2)，只使用贴片电容器(3)与铜箔(5)焊牢，而图形结构的垂直通孔(4)中固接有金属片(8)，构成二维的复合网络结构。
3.根据权利要求1所述的用贴片电感和/或贴片电容构成的微波人工带隙材料，其特征在于所述的在图形结构的垂直通孔(4)中，只通过焊锡(6)将贴片电感器(1)与铜箔(5)焊牢，构成二维的复合网络结构。
专利摘要用贴片电感器电容器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。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，介质覆铜板由铜箔(5)和介质(9)构成，其特点是在图形结构的水平缝隙间(7)间和垂直通孔(4)中，依次分别用焊锡(6)将贴片电容器(3)或/和贴片电感器(1)与铜箔(5)焊接牢固，构成二维的复合网络结构。本实用新型的微波人工带隙材料的带隙调节范围可以增大到0.5GHz～10 GHz，带隙深度为20～40dB、面积缩小8～10倍。而且具有容易设计，容易调节以及工艺简单，制作容易的优点。本实用新型的材料可广泛用于微波天线的基板反射面，或微波滤波器的基板及微波屏蔽材料等，并满足各种不同场合的使用。
文档编号H05K9/00GK2676568SQ20032012275
公开日2005年2月2日 申请日期2003年12月24日 优先权日2003年12月24日
发明者张冶文, 陈鸿, 李宏强, 宋文仙, 王素玲, 廖海涛 申请人:同济大学