专利名称：微带线的制作方法
技术领域：
本发明涉及微波通信领域，更具体的说，涉及ー种微带线。
背景技术：
微带线(Mi crostrip Line)是目前混合微波集成电路(Hybrid MicrowaveIntegrated Circuits, HMIC)和单片微波集成电路(Monolithic Mictowave IntegratedCircuits, MMIC)中 使用最多的ー种平面型传输线。如图1所示，从结构上看，微带线是由很薄的金属带I以远小于波长的间隔置于ー接地板3上，金属带I与接地板2之间用介质基板3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、腐蚀等エ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，在ー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表面波形式5和空间波形式4，如图2所示。目前已经知道微带线在高频段存在一个泄漏主摸，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棹。
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，提供ー种微带线，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ー种微带线，所述微带线包括金属带、介质基板以及接地板，所述微带线还包括超材料薄膜，所述介质基板由填充有空心玻璃微珠的FR-4组成,所述超材料薄膜和金属带位于所述介质基板的ー侧，且均紧贴于所述介质基板，其中，所述超材料薄膜覆盖所述金属带，所述接地板位于所述介质基板的另ー侧。
进ー步地，所述超材料薄膜由多个超材料片层堆叠而成，且多个超材料片层具有相同折射率分布。 进ー步地,所述姆ー超材料片层均由多个超材料单元组成。进ー步地，所述超材料単元包括人造微结构和供人造微结构附着的単元基材。进ー步地，所述每ー超材料片层内的折射率分布是均匀的，且其折射率的取值范围为0 I。进ー步地，所述每ー超材料片层内的折射率为0. 7。进ー步地，所述介质基板内的所有空心玻璃微珠的体积相同，所述所有空心玻璃微珠内填充有具有相同折射率的介质材料，且填充在空心玻璃微珠内的介质材料的折射率小于所述FR-4的折射率，则所述介质基板内的玻璃微珠的数量分布规律为与所述金属带正下方处的玻璃微珠的数量最多，且往远离所述金属带两侧的地方玻璃微珠的数量逐渐减少。进ー步地，所述介质基板内的所有空心玻璃微珠的体积相同，所述所有空心玻璃微珠内填充有具有相同折射率的介质材料，且填充在空心玻璃微珠内的介质材料的折射率大于所述FR-4的折射率，则所述介质基板内的玻璃微珠的数量分布规律为与所述金属带正下方处的玻璃微珠的数量最少，且往远离所述金属带两侧的地方玻璃微珠的数量逐渐增多。
进ー步地，所述介质基板内为单位体积的FR-4内填充有相同数量的空心玻璃微珠，所述所有空心玻璃微珠内填充有具有相同折射率的介质材料，且填充在空心玻璃微珠内的介质材料的折射率小于所述FR-4的折射率，则所述介质基板内的玻璃微珠的体积分布规律为与所述金属带正下方处的玻璃微珠的体积最大，且往远离所述金属带两侧的地方玻璃微珠的体积逐渐減少。进ー步地于，所述介质基板内为单位体积的FR-4内填充有相同数量的空心玻璃微珠，所述所有空心玻璃微珠内填充有具有相同折射率的介质材料，且填充在空心玻璃微珠内的介质材料的折射率大于所述FR-4的折射率，则所述介质基板内的玻璃微珠的体积分布规律为与所述金属带正下方处的玻璃微珠的体积最小，且往远离所述金属带两侧的地方玻璃微珠的体积逐渐增加。本发明相对于现有技术，具有以下有益效果本发明ー种微带线通过在介质基板上设置ー层超材料薄膜以及采用空心玻璃微珠和FR-4混合制成的介质基板，且所述超材料薄膜覆盖金属带，有效的抑制了微带线空间波形式的漏波，减小了相邻微带线的电磁波串扰。
图1是现有技术中微带线的结构示意图；图2是现有技术中微带线的两种漏波形式的示意图；图3是本发明基于超材料的微带线的结构示意图；图4是本发明所述超材料薄膜的结构示意图；图5是本发明所述超材料单元结构示意图；图6是本发明实施例示意图7是本发明实施例示意图；图8是本发明实施例示意图；图9是本发明实施例示意图。
具体实施例方式下面结合实施例及附图，对本发明作进ー步地详细说明，但本发明的实施方式不限于此。如图3所示，本发明基于超材料的微带线的结构示意图，所述微带线包括金属带10、接地板20以及介质基板30，其中，金属带10和接地板20分别位于所述介质基板30的两侧，金属带10—般通过电路印刷的方式置于介质基板30上，在本发明较佳实施例中，还在与所述金属带10同一侧的介质基板表面涂覆ー层超材料薄膜40，且超材料薄膜40完全覆盖所述金属带10。本发明中，所述金属带10和所述接地板20都采用相同的金属，且一般采用铜。为了抑制金属带10电磁波传输过程中产生的空间波形式泄露，采用超材料薄膜40作为覆盖金属带10，进而減少相邻微带线之间的电磁波串扰。所述超材料薄膜40由多个超材料片层401组成，其中每ー超材料片层401均由多个超材料单元50组成，所述超材料单元50包括人造微结构502和供人造微结构502附着的单元基材501。所述多个超材料片层401是具有相同折射率分布的多个超材料片层。所述每ー超材料片层401内的折射率分布是均匀的，但是折射率取值范围在0和I之间，因为这个折射率范围 是制造隐身衣的介质折射率范围，用这样的超材料薄膜覆盖金属带10，能够有效的抑制微带线的空间波形式泄露，減少相邻微带线的电磁波串扰。本发明较佳的实施例中，每ー超材料片层401内的折射率的取值为0. 7。为使超材料薄膜40的每ー超材料片层401实现图3所示折射率的变化，经过理论和实际证明，可对所述人造微结构502的拓扑结构、几何尺寸以及其在単元基材501上分布的设计，単元基材501采用介电绝缘材料制成，可以为陶瓷材料、高分子材料、铁电材料、铁氧材料、铁磁材料等，高分子材料例如可以是、环氧树脂或聚四氟こ烯。人造微结构502为以一定的几何形状附着在単元基材501上能够对电磁波有响应的金属线，金属线可以是剖面为圆柱状或者扁平状的铜线、银线等，一般采用铜，因为铜丝相对比较便宜，当然金属线的剖面也可以为其他形状，金属线通过蚀刻、电镀、钻刻、光刻、电子刻或离子刻等エ艺附着在単元基材501上，所述每ー超材料片层401由多个超材料単元50组成，每ー超材料単元50都具有ー个人造微结构502，每ー个超材料单元50都会对通过其中的电磁波产生响应，从而影响电磁波在其中的传输，每个超材料単元50的尺寸取决于需要响应的电磁波，通常为所需响应的电磁波波长的十分之一，否则空间中包含人造微结构502的超材料单元50所组成的排列在空间中不能被视为连续。在単元基材501的选定的情况下，通过调整人造微结构502的形状、尺寸及其在单元基材501上的空间分布，可以调整超材料上各处的等效介电常数及等效磁导率进而改变超材料各处的等效折射率。当人造微结构502采用相同的几何形状时，某处人造微结构的尺寸越大，则该处的等效介电常数越大，折射率也越大。
本实施例采用的人造微结构502的图案为雪花状的衍生图案，由图4和图5可知，雪花状人造微结构502的尺寸可以根据具体的应用来定。除了采用超材料薄膜40减少相邻微带线之间的电磁波串扰外，还可以通过填充有玻璃微珠的FR-4改变介质基板30内部的折射率分布情况，我们知道电磁波通常是朝着折射率大的方向进行偏折，因此，在所述介质基板30内的折射率分布规律为，靠近金属带10正下面的介质基板的折射率最大，且朝着两侧方向折射率逐渐减小。所述玻璃微珠可以为空心玻璃微珠，也可以不为空心玻璃微珠，本发明较佳实施例中采用空心玻璃微珠。所述空心玻璃微珠的直径一般为10 180微米。为了使得介质基板30实现上述折射率变化规律，我们可以通过调节空心微粒微珠的大小，密度，以及在空心玻璃微珠内填充不同折射率的介质材料，下面从以上三个方面来具体详述。如图3所示，若所述介质基板30内的所有空心玻璃微珠的体积相同，所述所有空心玻璃微珠内填充有具有相同折射率的介质材料，且填充在空心玻璃微珠内的介质材料的折射率小于所述FR-4的折射率，则所述介质基板30内的玻璃微珠的数量分布规律为与所述金属帯10正下方处的玻璃微珠的数量最多，且往远离所述金属带10两侧的地方玻璃微珠的数量逐渐減少。如图4所示，若所述介质基板30内的所有空心玻璃微珠的体积相同，所述所有空心玻璃微珠内填充有具有相同折射率的介质材料，且填充在空心玻璃微珠内的介质材料的折射率大于所述FR-4的折射率，则所述介质基板30内的玻璃微珠的数量分布规律为与所述金属帯10正下方处的 玻璃微珠的数量最少，且往远离所述金属带10两侧的地方玻璃微珠的数量逐渐增多。如图5所示，若所述介质基板30内为单位体积的FR-4内填充有相同数量的空心玻璃微珠，所述所有空心玻璃微珠内填充有具有相同折射率的介质材料，且填充在空心玻璃微珠内的介质材料的折射率小于所述FR-4的折射率，则所述介质基板30内的玻璃微珠的体积分布规律为与所述金属带10正下方处的玻璃微珠的体积最大，且往远离所述金属带10两侧的地方玻璃微珠的体积逐渐減少。本发明较佳实施例中，所述介质材料为空气。如图6所示，若所述介质基板30内为单位体积的FR-4内填充有相同数量的空心玻璃微珠，所述所有空心玻璃微珠内填充有具有相同折射率的介质材料，且填充在空心玻璃微珠内的介质材料的折射率大于所述FR-4的折射率，则所述介质基板30内的玻璃微珠的体积分布规律为与所述金属带10正下方处的玻璃微珠的体积最小，且往远离所述金属带10两侧的地方玻璃微珠的体积逐渐増加。上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未违背本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置換方式，都包含在本发明的保护范围之内。
权利要求
1.一种微带线，所述微带线包括金属带、介质基板以及接地板，其特征在于，所述微带线还包括超材料薄膜，所述介质基板由填充有空心玻璃微珠的FR-4组成，所述超材料薄膜和金属带位于所述介质基板的一侧，且均紧贴于所述介质基板，其中，所述超材料薄膜覆盖所述金属带，所述接地板位于所述介质基板的另一侧。
2.根据权利要求1所述的基于超材料的微带线，其特征在于，所述超材料薄膜由多个超材料片层堆叠而成，且多个超材料片层具有相同折射率分布。
3.根据权利要求1所述的基于超材料的微带线，其特征在于，所述每一超材料片层均由多个超材料单元组成。
4.根据权利要求3所述的基于超材料的微带线，其特征在于，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。
5.根据权利要求1 3任意一项所述的基于超材料的微带线，其特征在于，所述每一超材料片层内的折射率分布是均匀的，且其折射率的取值范围为0 I。
6.根据权利要求5所述的基于超材料的微带线，其特征在于，所述每一超材料片层内的折射率为0. 7。
7.根据权利要求1所述的一种微带线，其特征在于，所述介质基板内的所有空心玻璃微珠的体积相同，所述所有空心玻璃微珠内填充有具有相同折射率的介质材料，且填充在空心玻璃微珠内的介质材料的折射率小于所述FR-4的折射率，则所述介质基板内的玻璃微珠的数量分布规律为与所述金属带正下方处的玻璃微珠的数量最多，且往远离所述金属带两侧的地方玻璃微珠的数量逐渐减少。
8.根据权利要求1所述的一种微带线，其特征在于，所述介质基板内的所有空心玻璃微珠的体积相同，所述所有空心玻璃微珠内填充有具有相同折射率的介质材料，且填充在空心玻璃微珠内的介质材料的折射率大于所述FR-4的折射率，则所述介质基板内的玻璃微珠的数量分布规律为与所述金属带正下方处的玻璃微珠的数量最少，且往远离所述金属带两侧的地方玻璃微珠的数量逐渐增多。
9.根据权利要求1所述的一种微带线，其特征在于，所述介质基板内为单位体积的FR-4内填充有相同数量的空心玻璃微珠，所述所有空心玻璃微珠内填充有具有相同折射率的介质材料，且填充在空心玻璃微珠内的介质材料的折射率小于所述FR-4的折射率，则所述介质基板内的玻璃微珠的体积分布规律为与所述金属带正下方处的玻璃微珠的体积最大，且往远离所述金属带两侧的地方玻璃微珠的体积逐渐减少。
10.根据权利要求1所述的一种微带线，其特征在于，所述介质基板内为单位体积的FR-4内填充有相同数量的空心玻璃微珠，所述所有空心玻璃微珠内填充有具有相同折射率的介质材料，且填充在空心玻璃微珠内的介质材料的折射率大于所述FR-4的折射率，则所述介质基板内的玻璃微珠的体积分布规律为与所述金属带正下方处的玻璃微珠的体积最小，且往远离所述金属带两侧的地方玻璃微珠的体积逐渐增加。
全文摘要
本发明涉及微带线领域，提供一种微带线，该微带线包括金属带、介质基板以及接地板，所述介质基板为填充有空心玻璃微珠的FR-4组成，所述微带线还包括超材料薄膜，所述超材料薄膜和金属带位于所述介质基板的一侧，且均紧贴于所述介质基板，其中，所述超材料薄膜覆盖所述金属带，所述接地板位于所述介质基板的另一侧。本发明一种微带线采用超材料薄膜覆盖金属带以及采用空心玻璃微珠和FR-4混合制成的介质基板，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。
文档编号H01P3/08GK103035993SQ201110294399
公开日2013年4月10日 申请日期2011年9月29日 优先权日2011年9月29日
发明者刘若鹏, 季春霖, 岳玉涛, 李星昆 申请人:深圳光启高等理工研究院, 深圳光启创新技术有限公司