CN103035992A - 微带线 - Google Patents

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刘若鹏
季春霖
岳玉涛
李星昆
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Kuang Chi Institute of Advanced Technology
Kuang Chi Innovative Technology Ltd
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    • H01P3/00—Waveguides; Transmission lines of the waveguide type
    • H01P3/02—Waveguides; Transmission lines of the waveguide type with two longitudinal conductors
    • H01P3/08—Microstrips; Strip lines
    • H01P3/081—Microstriplines

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  • Shielding Devices Or Components To Electric Or Magnetic Fields (AREA)

Abstract

本发明涉及微带线领域，该微带线包括金属带、介质基板以及接地板，其中，介质基板为填充有玻璃微珠的FR-4组成，金属带和接地板分别位于介质基板的两侧且均与介质基板紧贴。本发明采用填充有空心玻璃微珠的FR-4作为介质基板，能够调节介质基板内部的折射率分布，从而有效的抑制了微带线的空间波泄露，也解决了相邻微带线之间电磁波串扰的问题。

Description

微带线
技术领域
本发明涉及微波通信领域，更具体的说，涉及一种微带线。
背景技术
微带线(Microstrip Line)是目前混合微波集成电路(HybridMicrowave Integrated Circuits，HMIC)和单片微波集成电路(MonolithicMictowave 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，提供一种微带线，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：
一种微带线，所述微带线包括金属带、介质基板以及接地板，所述介质基板由填充有玻璃微珠的FR-4组成，其中，所述金属带和所述接地板分别位于所述介质基板的两侧且均与介质基板紧贴。
进一步地，所述玻璃微珠为空心玻璃微珠。
进一步地，所述空心玻璃微珠的直径为10～180微米。
进一步地，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。
进一步地，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。
进一步地，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减少。
进一步地，所述介质材料为空气。
进一步地，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：
1、本发明采用填充有空心玻璃微珠的FR-4作为介质基板，能够调节介质基板内部的折射率分布，有效的抑制了微带线的空间波泄露。
2、本发明采用的空心玻璃微珠约是传统填充微粒密度的十几分之一，填充后可以大大减轻产品的基重，替代以及节省更多的生产用树脂，降低产品的成本。
3、本发明采用的空心玻璃微珠可以通过在其内填充不同的材料，使得介质基板具有隔热、隔音、绝缘、吸水率低等优点。
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是本发明一种微带线的结构示意图；
图3是本发明所述介质基板的结构示意图；
图4是本发明所述介质基板的结构示意图；
图5是本发明所述介质基板的结构示意图；
图6是本发明所述介质基板的结构示意图。
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
如图2所示，本发明构造一种微带线，该微带线包括金属带10、介质基板30以及接地板20，其中，所述金属带10和接地板20分别分布于所述介质基板30的两侧，且金属带10通过印刷电路板的方式紧贴于所述介质基板30上。
本发明较佳的实施例中，所述接地板20紧贴于所述介质基板30的下侧，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，采用填充有玻璃微珠的FR-4作为介质基板30，进而减少相邻微带线之间的电磁波串扰。
上述减少相邻微带线之间的电磁波串扰主要是靠填充有玻璃微珠的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：与所述金属带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减少。
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：与所述金属带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减少。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增加。
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，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

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，所述介质基板由填充有玻璃微珠的FR-4组成，其中，所述金属带和所述接地板分别位于所述介质基板的两侧且均与介质基板紧贴。
2.根据权利要求1所述的一种微带线，其特征在于，所述玻璃微珠为空心玻璃微珠。
3.根据权利要求2所述的一种微带线，其特征在于，所述空心玻璃微珠的直径为10～180微米。
4.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。
5.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。
6.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。
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。
8.根据权利要求4或者6所述的一种微带线，其特征在于，所述介质材料为空气。
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