[发明专利]基于超材料的介质集成悬置线结构

说明书

本发明公开了一种基于超材料的介质集成悬置线结构，包括介质集成悬置线平台，所述介质集成悬置线平台包括自上而下重叠设置的六层电路板，每层电路板包括上下两面金属层及设置在上下两面金属层之间的介质层，其中，第二层和第五层电路板上设置有空气腔，第四层电路板上设置有超材料结构，所述超材料结构包括两端部和连接在两端部之间的连接部，所述连接部的截面积小于端部的截面积。其将超材料结构引入介质集成悬置线结构中，有效减小电路尺寸，实现电路小型化。

技术领域

本发明涉及射频电路及微波毫米波电路技术领域，具体涉及一种基于超材料的介质集成悬置线结构。

背景技术

随着现代通讯和雷达技术的快速发展，对微波毫米波系统的高性能、小型化、轻量化、平面化、模块化及可靠性等均提出了越来越高的要求。传输线作为微波毫米波电路与系统最基本的组成部分，其大小、损耗、传输等特性直接或间接的决定了微波毫米波电路与系统的大小和性能的优良。

波导悬置线是一种性能优良的传输线，与其它平面传输线相比，由于其较大的交叉截面以及较小的电流密度，金属损耗大大降低。通常采用较薄的介质以便使等效介电常数尽量的低，从而使主体电场分布于空气腔，并减小了传输线的色散和介质损耗，同时使用金属腔体封装，使得波导悬置线几乎没有辐射。如申请号为201710093430.6所示的结构，现有的介质集成悬置线结构包括自上而下重叠设置的五层电路板，每层电路板包括上下两面金属及填充在其中间的介质层，在第三层上电路板上可设置平面电路。采用该介质集成悬置线结构其电路尺寸较大，不利于电路的小型化集成。

发明内容

本发明为了解决上述技术问题提供一种基于超材料的介质集成悬置线结构。

本发明通过下述技术方案实现：

基于超材料的介质集成悬置线结构，包括介质集成悬置线平台，所述介质集成悬置线平台包括自上而下重叠设置的六层电路板，每层电路板包括上下两面金属层及设置在上下两面金属层之间的介质层，其中，第二层和第五层电路板上设置有空气腔，第四层电路板上设置第四层电路板上设置有超材料结构，所述超材料结构包括设置在第四层电路板两面的端部和连接在两端部之间的连接部，所述连接部的截面积小于端部的截面积，所述连接部设置有连接两端部的金属通孔。超材料是一种自然界中不存在的，由人工合成的具有超常物理性质的复合式材料。以相对介电常数和相对磁导率来描述其特性，其相对介电常数和相对磁导率可以为正也可以为负，因而被称为“超材料”。超材料作为一种崭新的结构型材料，由于其具有许多独特的电磁特性，以及电磁特性可由不同设计方法加以按需控制调节实现，而具有非常广阔的研究意义和应用价值。但就目前的研究情况来看，很多超材料的应用都是利用其磁负、电负或者双负特性。而本方案将其高介电常数特性应用到介质集成悬置线结构中，在第四层电路板即电路层与空气腔之间设置超材料结构，提高介质基板的介电常数，当电磁波在电路中传播时，可以使他的波长减小,从而减小电路的尺寸，有利于实现电路的小型化。把超材料结构加到第四层，不会影响第三层电路的设计，第三层电路可以灵活的进行设计。

作为优选，所述超材料结构成工字型。

作为优选，所述超材料结构有多个且成阵列排布。采用矩形的排列方式，可以增强每个超材料结构之前的耦合，也加工方便。

作为优选，所述六层电路板上均设置有用于铆接电路板的铆钉孔。

作为优选，所述介质层为FR4或者Rogers5880。采用该材质其加工方便，成本低廉。

本发明与现有技术相比，具有如下的优点和有益效果：

1、本发明将超材料结构引入介质集成悬置线结构中，有效减小电路尺寸，实现电路小型化。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明实施例的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本发明实施例的限定。