[发明专利]基于超材料的微带线

说明书

技术领域

本发明涉及微带线领域，更具体的说，涉及一种基于超材料的微带线。

背景技术

微带线(Microstrip Line)是目前混合微波集成电路(Hybrid Microwave Integrated Circuits，HMIC)和单片微波集成电路(Monolithic Mictowave Integrated Circuits，MMIC)中使用最多的一种平面型传输线。从结构上看，微带线是由很薄的金属带以远小于波长的间隔置于一接地板上，金属带与接地板之间用介质基板隔开。

微带线的突出优点是结构小巧、重量轻，可以用刻板、光刻、腐蚀等工艺在不大的体积内制成复杂的微波电路，并且容易与其他的微波器件集成，实现微波部件和系统的集成化。

随着微波元器件和系统的日益小型化，在一些对体积和重量要求苛刻的场合，可以采用微带传输线取代波导来构成微波电路并在同一块基板上组成各种不同的复杂平面电路，包括桥型电路、匹配负载、衰减器天线等。但是采用微带线传输同样存在缺点，即微带线损耗较大、易泄漏电磁能量造成串扰、Q值低、难以实现微调、功率容量小等。

在使用微带线传输过程中，微带线上的导行电磁波沿微带线轴向不断向空间辐射能量而产生漏波，其中电磁波泄露有两种形式：空间波形式1和表面波形式2，如图1所示。目前已经知道微带线在高频段存在一个泄漏主模，这个泄漏主模以表面波的形式向外泄漏电磁波能量；而在低频段，微带线的各个高次模则以空间波的形式向外泄漏电磁波能量。不管是表面波泄漏还是空间波泄漏，在集成电路中，这些漏波都是有害的，它不仅带来传输功率的下降，而且其泄漏的能量还会给周围其他电路带来电磁干扰问题，从而使得系统总体性能下降，因此需要抑制它。

现有技术中，对于抑制微带线主模泄漏的方法主要采用在微带线上敷一层介电常数足够大的薄的介质层；然而，对于微带线高次模泄漏的抑制，则没有什么简单有效的方法。这主要是由于微带线主模泄漏与高次模泄漏的物理机制不同而造成的，微带线高次模的空间波泄漏几乎很难被完抑制掉。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中微带线高次模的空间波泄露的缺陷，提供基于超材料的微带线，该微带线能够有效的抑制空间波泄露，解决微带线之间电磁波串扰的问题。

为了达到上述目的，本发明采用的如下技术方案：

基于超材料的微带线，所述微带线包括金属带、介质基板以及接地板，所述介质基板为超材料基板，其中，所述金属带和所述接地板分别位于所述超材料基板的两侧且均与超材料基板紧贴，所述超材料基板由多个超材料片层组成。

进一步地，所述多个超材料片层是具有相同折射率分布的多个超材料片层。

进一步地，所述每一超材料片层均由多个超材料单元组成。

进一步地，所述超材料单元包括人造微结构和供人造微结构附着的单元基材。

进一步地，所述每一超材料片层的折射率分布规律为：与所述金属带正下方处的折射率最小，且往远离所述金属带两侧的地方折射率逐渐增大。

进一步地，所述人造微结构为由至少一根金属丝组成对电磁场有响应的平面结构或立体结构。

进一步地，所述金属丝为铜丝或银丝。

进一步地，所述金属丝通过蚀刻、电镀、钻刻、光刻、电子刻或离子刻的方法附着在所述单元基材上。

进一步地，所述人造微结构为雪花状或雪花状的衍生形任意一种。

进一步地，所述单元基材由陶瓷材料、环氧树脂、聚四氟乙烯、FR-4复合材料或F4B复合材料制得。

本发明相对于现有技术，具有以下有益效果：

1、本发明采用超材料作为介质基板，通过调节超材料内部的折射率分布，有效的抑制了微带线的空间波泄露。

2、本发明通过改变超材料内部的介电常数的变化来实现实际应用中需要的折射率，工艺简单，且易于批量生产。

3、利用超材料作为基板材料，免除了介质拼接技术，节约了成本。

附图说明

图1是现有技术中微带线的两种泄露波形式的示意图；

图2是本发明基于超材料的微带线的结构示意图；

图3是本发明所述超材料基本结构示意图；

图4是本发明所述超材料单元结构示意图；

图5是本发明实施例示意图；

图6是本发明实施例示意图；

图7是本发明实施例示意图。

具体实施方式

下面结合实施例及附图，对本发明作进一步地详细说明，但本发明的实施方式不限于此。

实施例1