板上下两面的金属板22、嵌入在两层金属 板22中间的非导电基板21中的第一电磁带隙EBG层23和第二电磁带隙EBG层24,其中，
[0036] 所述第一电磁带隙EBG层23由两种不同尺寸的电磁带隙元件231周期性横向级 联构成，所述第二EBG24层由两种不同尺寸的电磁带隙元件241周期性横向级联构成；所述 第一电磁带隙EBG层23和第二EBG24进行纵向级联。
[0037] 本实用新型实施例中，所述非导电基板21材料为FR4材料；
[0038] 如图2所示，所述覆盖于非导电基板21上下两面的金属板22分别为电源层和地 层；所述第一电磁带隙EBG层23与电源层相邻，所述第二电磁带隙EBG层24与地层相邻。
[0039] 图3为本实用新型实施例第一电磁带隙EBG层结构俯视示意图，图4为本实用新 型实施例第二电磁带隙EBG层结构俯视示意图，如图2、图3和图4所示，所述第一电磁带 隙EBG层23的两种不同尺寸的电磁带隙元件231与所述第二电磁带隙EBG层24的两种不 同尺寸的电磁带隙元件241的尺寸不同：所述第一电磁带隙EBG层23的两种电磁带隙元件 231为两种不同尺寸的正方形金属贴片2311和2312,所述金属贴片2311和2312在中心处 通过金属过孔2313和地层相连；所述的第二电磁带隙EBG层24的两种电磁带隙元件241 分别为不同尺寸的正方形和长方形金属贴片2411和2412,所述金属贴片2411和2412在中 心处通过金属过孔2413和电源层相连。所述第一电磁带隙EBG层23和所述第二电磁带隙 EBG层24的电磁带隙元件（23U241)之间有间隙232和242。
[0040] 由于不同尺寸的金属贴片级联产生的阻带的频段范围不同，因此，可以通过选择 合适的基板材料和金属贴片尺寸，可实现连续宽频段范围内的阻带效果，从而达到对同步 开关噪声更好的抑制。
[0041] 下面结合具体数据，对本实用新型实施例所述电磁带隙结构及其功能进行描述。 本实用新型实施例中，仅仅是以下述数据为例，实际应用中，所述电磁带隙结构中的元件可 以根据实际需求选取符合要求的具体尺寸。
[0042] 如图3所示，第一电磁带隙EBG层23由两种不同尺寸的正方形金属贴片2311和 2312周期性排列横向级联构成，金属贴片2311尺寸为3. 75mmX 3. 75mm，金属贴片2312尺 寸为1. 75mmX 1. 75mm，所有金属贴片之间的间隙232均为0. 25mm，如图2所示，每个金属贴 片中心通过金属过孔2313和地层相连。如图4所示，第二电磁带隙EBG层由两种不同尺寸 的金属贴片2411和2412周期性排列横向级联构成，金属贴片2411为正方形贴片单元，尺 寸为7. 75mmX 7. 75mm，金属贴片2412为长方形贴片单元，其尺寸为5. 75mmX 3. 75mm ;所有 金属贴片间隙均为〇. 25_，如图2所示，每个金属贴片中心通过金属过孔2413和电源层相 连。
[0043] 图5为本实用新型实施例第一电磁带隙EBG层和第二电磁带隙EBG层纵向级联结 构俯视示意图。以图5和图2所述电磁带隙结构为例，通过仿真，证明本实用新型实施例 所述电磁带隙结构对同步开关噪声的抑制效果。
[0044] 选择作为电源层和地层的金属板的尺寸均为40mmX32mm，电源层和地层的距离 为0. 7_，电源层和地层之间填充的非导电基板材料为常见的FR4材料，其相对介电常数为 4. 4,损耗角正切为0. 02,电源层和地层保持连续完整，第一电磁带隙EBG层和第二电磁带 隙EBG层嵌入到电源层和地层FR4材料中，其中第一电磁带隙EBG层距电源层为0. 1mm，第 二电磁带隙EBG层距地层为0· 1mm ;
[0045] 在坐标为（4mm，8mm)，（34mm, 8mm)的位置处，分别加载1个测试端口 P1和P2,这两 个测试点和原点的坐标如图5所示。两个测试端口的S21的仿真曲线示意图如图6所示：抑 制深度为_40dB时，由仿真曲线可知，所述EBG结构的阻带频段范围为1. 3GHz~23. 5GHz， 阻带带宽大约为22GHz ;因为两个测试端口的距离仅有30mm，因此，本实用新型实施例所述 EBG结构可以应用于小型化的PCB上。
[0046] 本实用新型所述电磁带隙结构，由于较大尺寸的金属贴片级联产生的阻带位于低 频率范围，较小尺寸的金属贴片级联产生的阻带位于高频率范围，通过选择合适的金属贴 片的尺寸和基板介质材料，可以获得连续频段内的超宽带阻带带宽；由以上具体实例可以 看出，本实用新型所述电磁带隙结构可以在保证电源层和地层完整的情况下，实现了在大 约22GHz的连续超宽带阻带范围内对同步开关噪声的抑制，抑制深度达到-40dB以下，且便 于在小型化PCB上实现，能够与现有的印制电路板工艺兼容，易实现，成本低，效益高，可应 用在未来对速率等方面性能要求更高的终端产品（如5G终端产品）的PCB设计中，提高产 品的整体性能指标。
[0047] 以上所述仅为本实用新型的一个具体实施例，并不限定本实用新型的保护范围， 凡在本实用新型的精神和原则之内，对本实用新型所述三维级联的电磁带隙结构，包括EBG 结构贴片形状（如多边形、圆形等）、贴片尺寸、贴片单元之间的间隙、每层EBG结构的不同 贴片单元的数量（如两种或更多）、基板介质材料等方面所作的任何简单修改、等同替换、 改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内
[0048] 本实用新型实施例还提供了一种印刷电路板，图7为本实用新型实施例印刷电路 板结构示意图，所述印刷电路板包括图2至图6任一种电磁带隙结构。
[0049] 下面结合具体实施例，对本实用新型PCB板进行进一步详细描述，如图7所示，所 述PCB板包括：信号层71、地层72、EBG结构73、信号层74、地层75、信号层76、地层77、信 号层78、底层79,每层之间填充合适的非导电基板材料，如常见的FR4或高介电常数的陶瓷 介质材料等，PCB自身的尺寸大小以及板层之间的距离依据具体的产品需求和PCB制作工 艺水平确定，通过选择EBG结构73内部元件的参数，可抑制高速PCB板上内部产生的同步 开关噪声，从而保证PCB板的整体性能指标。
[0050] 虽然本实用新型以一种较佳的实施例揭露如上，然而并非限定本实用新型，在不 背离本实用新型实质的情况下，可以对本实用新型做出各种相应的改变和变形，这些改变 和变形都属于本实用新型的权利要求保护范围。
[0051] 以上所述，仅为本实用新型的较佳实施例而已，并非用于限定本实用新型的保护 范围。
【主权项】
1. 一种电磁带隙结构，其特征在于，所述电磁带隙结构包括：非导电基板、覆盖于非导 电基板上下两面的金属板，嵌入在两层金属板中间的非导电基板中的第一电磁带隙EBG层 和第二电磁带隙EBG层； 其中，所述第一电磁带隙EBG层由两种不同尺寸的电磁带隙元件周期性横向级联构 成，所述第二电磁带隙EBG层由两种不同尺寸的电磁带隙元件周期性横向级联构成。2. 根据权利要求1所述电磁带隙结构，其特征在于，所述非导电基板材料为FR4材料。3. 根据权利要求1所述电磁带隙结构，其特征在于，所述覆盖于非导电基板上下两面 的金属板分别为电源层和地层；所述第一电磁带隙EBG层与电源层相邻，所述第二电磁带 隙EBG层与地层相邻。4. 根据权利要求3所述电磁带隙结构，其特征在于，所述第一电磁带隙EBG层的两种不 同尺寸的电磁带隙元件与所述第二电磁带隙EBG层的两种不同尺寸的电磁带隙元件的尺 寸不同。5. 根据权利要求4所述电磁带隙结构，其特征在于，所述第一电磁带隙EBG层的两种电 磁带隙元件为两种不同尺寸的正方形金属贴片，所述金属贴片在中心处通过金属过孔和地 层相连。6. 根据权利要求4所述电磁带隙结构，其特征在于，所述的第二电磁带隙EBG层的两种 电磁带隙元件分别为不同尺寸的正方形和长方形金属贴片，所述金属贴片在中心处通过金 属过孔和电源层相连。7. 根据权利要求5或6所述电磁带隙结构，其特征在于，所述金属贴片之间有间隙。8. -种印刷电路板，其特征在于，所述印刷电路板包括权利要求1至6任一项所述电磁 带隙结构。
【专利摘要】本实用新型实施例公开了一种电磁带隙结构，所述电磁带隙结构包括：非导电基板、覆盖于非导电基板上下两面的金属板，嵌入在两层金属板中间的第一电磁带隙EBG层和第二电磁带隙EBG层；其中，所述第一电磁带隙EBG层由两种不同尺寸的电磁带隙元件周期性横向级联构成，所述第二电磁带隙EBG层由两种不同尺寸的电磁带隙元件周期性横向级联构成；所述第一电磁带隙EBG层和第二EBG进行纵向级联。本实用新型实施例还公开了一种印刷电路板。
【IPC分类】H05K1/02
【公开号】CN205071428
【申请号】CN201520528281
【发明人】李欢欢
【申请人】西安中兴新软件有限责任公司
【公开日】2016年3月2日
【申请日】2015年7月20日