CN1784809B - 高效交叉隙缝微带天线 - Google Patents

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Abstract

一种交叉隙缝馈电微带天线(100)。该天线(100)包括一个至少带有一个交叉隙缝(125)的传导地平面并且至少包括二条馈线(105)。所述馈线(105)具有各自的短截线区(115)，短截线超出交叉隙缝(125)延伸并且对或从交叉隙缝(125)传送信号能量。该天线(100)还包括设置在地平面(120)和馈线(105)之间的第一基片(150)。第一基片(150)包括一个第一区以及至少一个第二区，各区具有不同的基片特性。第一区邻近至少一条馈线(105)。

Description

高效交叉隙缝微带天线 
背景技术技术领域
本发明涉及一种天线，更具体地涉及一种高效交叉隙缝微带天线。 
背景技术
RF电路、传输线和天线单元通常是在专门设计的基片板上制造的。常规电路板基片通常通过诸如铸造或喷涂的工艺形成，这通常产生均匀的基片物理性质，包括均匀的介电常数。 
对于RF电路用途，通常重要的是对阻抗特性保持细心的控制。如果电路不同部分的阻抗不匹配，会造成信号反射以及低效的功率传输。在这些电路中传输线和辐射体的电长度也可以是关键设计因素。 
影响电路性能的二个关键因素涉及介质基片材料的介电常数(有时称为相对介电常数或εr)以及损耗角正切(有时称为损耗因数)。相对介电常数，或者介电常数，决定基片材料中的信号传播速度，并且从而决定传输线以及设置在基片上的其它元件的电长度。损耗角正切决定信号经过基片材料时出现的损耗量。损耗趋于随频率的增大而增加。因此，低损耗材料对于增大的频率变得甚至更为重要，尤其在设计接收机前端和低噪声放大器电路时。 
RF电路中使用的印制传输线、无源电路和辐射元件可以许多不同方式形成。一种配置称为微带，其把信号线放置在板表面上并且提供通常称为地平面的第二导电层。第二种配置类型称为隐埋微带，除了用介质基片材料覆盖信号线外，它和前者类似。在称为微波带状线的第三种配置中，信号线夹在二个导电(接地)面之间。 
如果忽略损耗，传输线，例如微波带状线或微带的特性阻抗近似等于 
Figure DEST_PATH_GA20180349200480012552901D00011
其中L1是每单位长度的电感而C1是每单元长度的电容。L1和C1的值通常取决于线路结构的物理几何条件和间距以及用来隔开传输线的介质材料的介电常数和磁导率。常规基片材料典型地具有约为1.0的相对磁导率。 
在常规RF设计中，基片材料选择成具有单个相对介电常数值和 单个相对磁导率值，该相对磁导率值约为1。一旦选择了基片材料，通常通过控制线路的几何条件唯一地设定线路的特征阻抗。 
射频(RF)电路典型地包含在混合电路中，在后者中多个有源和无源电路元件安装在并且互相连接在电绝缘板基片，例如陶瓷基片的表面上。通常通过印制的金属导体，例如铜、金或钽来互连各种元件，这些金属导体通常充当感兴趣的频率范围内的传输线(例如，微波带状线或微带或双线传输线)。如指出那样，设计微电子RF电路时遇到的一个问题是：选择一种能合理地适用于所有要在板上形成的各种无源元件、辐射元以及传输线电路的介质板基片材料。 
尤其，由于对它们要求独特的电特性或阻抗特性，某些电路元件的几何条件在物理上可能是大的或小型化的。例如，许多电路元件或调谐电路可能要求电气上为1/4波。类似地，在许多情况中，格外高的或低的特征阻抗值所需的线宽对于给定基片的实际实现可能过窄或过宽。由于微带或微波带状线的物理尺寸相对于介质材料的介电常数成反比，通过选择基片板材料可以大大影响传输线或辐射器元件的尺寸。 
但是，对某些构件的最优板基片材料设计选择可能和用于其它构件例如天线单元的最优板基片材料是不相容的。而且，某个电路构件的一些设计目标可能和其它构件的设计目标是不相容的。例如，可能希望减小天线单元的尺寸。这可以通过选择具有例如50到100的高相对介电常数的板材料实现。但是，使用高相对介电常数的介质通常会造成明显降低天线的辐射效率。 
天线单元有时配置成微带天线。微带天线是有用的天线，因为和其它天线类型相比它们通常需要较少的空间、较简单并且通常制造起来较便宜。另外，重要的是，微带天线和印制电路技术高度相容。 
构建高效微带天线中的一个要素是使功率损耗最小，功率损耗可由包括介质损耗的几个因素造成。介质损耗通常是由于束缚电荷的不良行为造成的，并且一旦把介质材料置于时变电场中就会存在。介质损耗通常随运行频率增加而增加。例如，微带贴片天线的介质损耗程 度主要由辐射器贴片和接地面之间的介质空间的介电常数决定。自由空间，或者大多数用途下的空气，具有约等于1的相对介电常数。 
相对介电常数接近1的介质材料被看成是“良好的”介质材料。良好的介质材料在感兴趣的运行频率上呈现低的介质损耗。这样，当使用相对介电常数大至等于1的介质材料时，有效消除介质损耗。从而，一种保持微带贴片天线系统中的高效率的方法涉及在辐射器贴片和地平面之间的空间中使用相对介电常数低的材料。 
采用相对介电常数较低的材料允许使用较宽的传输线，这进而减少导体损耗并且还改进微带天线的辐射效率。但是，使用介电常数低的介电材料会产生某些缺点，例如不能对缝隙馈电天线有效地把从馈线辐射的能量聚焦通过隙缝。 
有时把微带天线设计成消除多极化，例如当希望圆极化输出时。常常采用双极化和四极化。在这些情况中，可形成交叉隙缝(crossedslot)配置。例如各自驱动交叉隙缝的分立隙缝的二条馈线可以相位相差90度以产生圆极化输出。通过四条对其最近的邻居相位差90度的馈线可以实现改进的平衡。 
遗憾的是，通过选择具有单个均匀介电常数的特定介质材料交叉隙缝微带天线的性能被折衷。低介电常数有助于实现较宽的馈线，这造成较低的电阻损耗并使介质感应线损耗最小。但是，隙缝和馈线之间的接合区中的低介电常数介电材料由于通过隙缝的差的耦合特性通常造成差的天线辐射效率。从而，选取的常规介质材料必须折衷天线的损耗特性或效率。 
发明内容
本发明涉及一种交叉隙缝馈电微带天线。该天线包括一个传导地平面，后者具有至少一个交叉隙缝。该天线还至少包括二条馈线。这些馈线各自具有超出该交叉隙缝延伸的并且对或从该交叉隙缝传送信号能量的短截线区(stub region)。这些馈线被调节相位以提供多极化发射图。 
该天线还可以包括设置在地平面和馈线之间的第一基片。该第一基片包括第一区以及至少第二区。该第一区具有和第二区不同的基片区并且接近至少一条馈线。基片特性包括介电常数和磁导率。第一区中的磁导率和/或介电常数可以高于或者低于第二区中的磁导率和/或介电常数。另外，可以利用磁性颗粒调节任何基片区中的磁导率。例如，第一区中的磁导率可以约为1而第二区中的磁导率可以在1和10之间。 
该天线可以包括一个辐射器贴片，利用夹在辐射器贴片和地平面之间的第二基片该辐射器贴片定位在地平面之上。第二基片也可以包括磁性颗粒。还可以使用附加的辐射器贴片和基片。 
附图说明
图1是依据本发明的交叉隙缝微带贴片天线的等角图，该天线在用来减小天线的尺寸并改进天线的耦合特性及带宽的基片上形成。 
图2是图1的隙缝馈电微带贴片天线的底视图。 
图3是沿剖面线3-3取的图1的隙缝馈电微带贴片天线的剖面图(为清楚起见只示出一条馈线)。 
图4是图1的隙缝馈电微带贴片天线的替代实施例沿线3-3取的剖面图(为清楚起见只示出一条馈线)。 
图5的流程图用来说明制造依据本发明的尺寸减小并且耦合特性及带宽改进的交叉隙缝微带贴片天线的过程。 
具体实施方式
一种交叉隙缝馈电微带天线尺寸减小但效率提高。这种交叉隙缝馈电微带天线还提供增强的带宽。通过局部控制包括该天线的一个或多个介质层部分的有效介电常数和/或有效磁导率形成该改进的微带天线。 
一般对RF设计选择低介电常数板材料。例如，可以从RogersMicrowave Products公司的先进电路材料分部(100 S.Roosevelt Ave， Chandler，AZ 85226)买到诸如RT/duroid
Figure 200480012552910000210003_0
6002(介电常数2.94；损耗角正切.009)以及RT/duroid5880(介电常数2.2；损耗角正切.0007)的基于聚四氟乙烯(PTFE)的复合材料。这二种材料都是常用的板材料选择。上面的这些板材料在板面积上对于厚度和物理性质提供均匀性并且提供具有伴随着低损耗角正切的相对低的介电常数的介质层。这二种材料的相对磁导率都接近1。 
现有技术的天线设计采用均匀的介质材料。由于和选择单种介质以适应不同天线电路部分相关联的折衷，均匀介电特性通常折衷天线的性能。对于损耗考虑情况下的传输线以及对于天线辐射效率优选低介电常数基片，而为了使天线尺寸最小化并优化能量耦合，优选高介电常数基片。因此，折衷常常造成低效的天线设计，包括隙缝馈电微带天线。 
即使对天线和馈线使用分开的基片，各个介质基片的均匀介电特性通常仍折衷天线性能。例如，对于隙缝馈电天线，低介电常数基片减小馈线损耗但造成馈线和隙缝之间差的能量传送效率。 
相对比，本发明通过允许使用带有可选地控制的介电常数和磁导率特性的介质层或介质层部分为电路设计者提供附加的设计灵活性。这允许优化天线的效率、功能和物理外形。 
可以通过在介质基片中包含元材料来实现介质基片的可控和可局部化的介电及磁特性。元材料指的是在非常细微的级，例如分子或纳米级，混合二种或更多的不同材料形成的复合材料。 
依据本发明，提供一种交叉隙缝馈电微带天线设计，其相对于现有技术的交叉隙缝馈电微带天线设计改进了效率和带宽。参照图1，图中给出依据本发明的一实施例的交叉隙缝微带贴片天线(天线)100的等角图。天线100包括二条或更多的馈线105，它们通过隙缝125对馈线或从馈线传送信号能量。各条馈线105包括第一部分110和短截线部分115。在一优选实施例中使用四条天线馈线105，如图1中所示。天线馈线105可以是微带线或为其它适当的馈电配置，并且可以通过适当的连接件和接口由各种源驱动。 
天线100还包括带有交叉隙缝125的地平面120。设置交叉隙缝125以允许生成多极化信号，例如双极化。隙缝通常可以为任何在第一部分110和隙缝125之间提供足够耦合的形状。例如，可以提供带有多个矩形或环形段的隙缝。通过后面更详细说明的第一基片层150，地平面120和天线馈线105相隔离。 
可选地，可以设置带有第一辐射器贴片135的第一贴片基片130。可以通过第二基片层160使第一辐射器贴片135和地平面隔离。还可以设置具有第二辐射器贴片145的第二贴片基片140，它通过第三基片层170和第一辐射器贴片135隔离。辐射器贴片135和145可以是在各基片130和140上的金属化区。运行中，通过交叉隙缝125可以对或从辐射器贴片135和145传送信号能量。 
重要的是，对于天线的运行辐射器贴片135和145不是必须的。但是，可以添加贴片以改进某些天线传播特性，如业内人士周知那样。例如，和不带有贴片的隙缝微带天线相比，辐射器贴片135和145可以改进天线效率并且提供增强的圆极化图。 
参照图2。馈线105的第一部分110对或从交叉隙缝125传送RF信号能量。如果存在的话，第一部分110还可以通过交叉隙缝125、第二基片层160以及第三基片层170对或从辐射器贴片135和145传送信号能量。短截线部分115是测量到的从天线单元205的远端到交叉隙缝125和天线单元105的相交区段210的天线单元件105的部分。短截线长度典型地调成通过沿馈线105的长度形成驻波而使能量传送为最大，这可以允许在交叉隙缝125上方把电压极值定位在馈线105上。例如，当短截线部分115的远端205为开路时，可以把短截线长度调成大约是运行频率波长的一半。如果把短截线部分115的远端205短路到地，则短截线的最优长度通常约为运行频率的四分之一波长。 
参照图3，图中示出该交叉隙缝馈电微带贴片天线的剖面图(为清楚只示出一条馈线105)。为了产生馈线和交叉隙缝125之间的强耦合，第一基片层150最好是薄的。例如，基片层150的厚度可以小于天线运行频率的波长的十分之一。 
第一基片层包括具有第一组基片特性的第一区305，并且至少包括具有第二组基片特性的第二区310。第一组基片特性不同于第二组基片特性。第一区305设置在交叉隙缝125和馈线105的第一部分110之间。 
第一基片区305中的相对磁导率和/或介电常数最好高于第二基片区310中的相对磁导率和/或介电常数。例如，第二基片区310中的低介电常数允许馈线105的第一部分110在其长度的基本部分上损耗低，而第一基片区305中的高介电常数可以改进馈线110和隙缝125之间的耦合。馈线105和隙缝125之间的改进的耦合特性可以通过把电磁场能集中在馈线105和隙缝125之间来提高天线100的效率。在一实施例中，第二基片区310的相对介电常数可以为2至3，而第一基片区305和第三基片区315中的相对介电常数可以至少为4。例如，第一基片区305和第三基片区315的相对介电常数可以为4、6、8、10、20、30、40、50、60或更高，或者是这些值之间的值。 
短截线，例如短截线部分115，典型地用于解调隙缝馈电天线的过电抗。但是，短截线的阻抗带宽通常小于隙缝125以及辐射器贴片135(如果设置的话)的阻抗带宽。因此，尽管常规短截线通常可用于解调天线的过电抗，常规短截线的低阻抗带宽通常限制天线的带宽。利用本发明，通过在第三基片区315上设置短截线部分115可以改进短截线阻抗带宽，其中，该第三基片区315具有大的相对介电常数，例如至少为6。 
类似于第一基片层150，可以把第二基片层160配置成提供不同的基片特性。在一实施例中，第二基片层160的第一部分330可以具有比第二部分335高的介电常数。 
在双辐射器贴片结构中，最好还在各个辐射器贴片135和145之间提供可控的和可局部化的介质基片参数。这允许在给定运行频率下通过贴片的介电加载来减小天线尺寸。由此，至少第三基片层170的第一部分340可以具有比第二部分345高的介电常数。因此，本发明可以提供具有在期望的频率范围内较小的用于辐射的贴片尺寸的天 线。还可以利用介质负载提高辐射器贴片135和145的带宽。 
提高辐射元件，例如辐射器贴片145，下面的介质区中的相对介电常数带来的一个问题是可能降低天线的辐射效率。另外，在高介电常数、相对厚的基片上印制的微带天线趋于呈现差的辐射效率。利用相对介电常数值较高的介质基片，较大量的电磁场集中在传导天线单元件和基础导体之间的介质中。这些情况下差的辐射效率通常部分地归因于沿空气/基片界面传播的表面波模式。 
通过选择性地提高基片层150、160和170中的相对磁导率可以克服这种效率降低的大部分。磁导率的提高增强天线100内的场集中，从而允许减小天线100的尺寸，而不导致与排它地使用高介电常数介质基片部分相关联的天线效率损失。 
本发明允许在介质基片的选定部分中包含磁性颗粒405。例如，如图4中所示，在基片170中于贴片145的下面设置磁性颗粒405。磁性颗粒405可以提供具有一个或更多区的基片层以便提供明显的磁导率。另外，可以对馈线105和隙缝125之间的第一基片区305、接近短截线115的第三基片区和/或接近贴片135和145的第二、第三基本层160、170的区330、340添加磁性颗粒405。如本文使用那样，明显的磁导率指的是至少约为2的相对磁导率。如指出那样，常规基片材料具有约为1的相对磁导率。 
磁性颗粒405可以是元材料颗粒，可以通过各种方法把它们置于基片中，例如把颗粒插入到在基片层150、160或170中形成的孔隙中。基片可以是陶瓷或其它基片材料，如后面详细讨论那样。通常可以利用这种选择性地对介质基片的各个部分增加明显磁导率的能力来提高附近传导迹线(例如传输线和天线单元件)的电感，尤其改进馈线105、隙缝125和辐射器贴片145之间的耦合，以及改进天线对自由空间的阻抗匹配。 
已经发现，通常当天线基片的相对介电常数增加超过约4时，还希望提高天线基片的磁导率以便天线更好地匹配，并且作为后果，更有效地把电磁能传送到自由空间中。对于更大的辐射效率，已经发现 可以按局部相对介电常数值的平方根大致增加相对磁导率。例如，如果基片区340配置成具有为9的相对介电常数，该区中相对磁导率的良好起点应为3。当然，业内人士理解，任何具体情况下的最优值将取决于各种因素，包括天线单元件上、下的介质结构的精确特性、天线单元件周围的介质和传导结构、地平面上面的天线的高度、贴片的面积，等等。从而，可以试验地和/或利用计算机建模来确定介电常数和磁导率的最优值组合。 
这样，通过至少三种(3)本发明的增强使天线100达到效率改进、带宽改进和物理尺寸减小。如前面指出那样，通过一个或多个优化的天线基片层实现给定运行频率范围内天线效率改进和尺寸减小。通过馈线105和隙缝125之间以及微带贴片天线实施例中隙缝125和贴片135、145之间的增强的电磁能量耦合，以及通过提供高区域化介电常数区305的优化基片，进一步提高天线效率。另外，为低馈线损耗优化基片区310。最后，还可以通过改进短截线部分115的阻抗带宽优化天线带宽，并且在一些应用中优化天线效率。 
可以如图5所示准备充当定制天线基片的、具有用来提供局部化和可选的磁、介电特性的元材料部分的介质基片板。在步骤510，可准备该介质板材料。在步骤520，如后面说明那样，可以利用元材料不同地至少修改该介质板材料的一部分，以便减小物理尺寸并对天线和关联电路实现最佳的可能效率。该修改可包括在介质材料中形成孔隙，并且在一些或者大致全部孔隙中填入磁颗料。最后，参照步骤530，可以施加一层金属层以限定和天线单元件以及关联馈电电路，例如辐射器贴片，关联的传导迹线。 
如本文定义那样，术语“元材料”指的是通过按非常细微的级别，例如埃级别或纳米级别，混合或排列二种或更多的不同材料形成的复合材料。元材料允许定制复合物的电磁特性，其可由包括有效电导率εeff(或介电常数)以及有效相对磁导率φeff的有效电磁参数定义。 
现在略微详细地说明步骤510和520中的准备以及修改介质板材料的过程。但是，应理解，本文说明的方法仅仅是例子，从而不意味 着本发明受此限制。 
可以从商品材料制造商，例如DuPont和Ferro公司，得到适当的介质陶瓷基片毛材。可以把这种通常称为Green TapeTM的未处理材料从毛介质带切成定尺寸的部分，例如6英寸乘6英寸的部分。例如杜邦微电路材料公司提供Green Tape(生带)材料系统，例如951低温Cofire介质带和Ferro电子材料ULF28-30超低激发COG介质剂型。可以使用这些基片材料以提供具有伴随着相对低的损耗角正切的相对中等的介电常数的介质层，以供一旦烧制后用于微波频率下的电路操作。 
在利用多块介质基片材料形成微波电路的过程中，冲击通过带的一层或多层的特征，诸如过孔、孔隙、孔或穴。可以利用机械手段(例如冲加工)或直接能量手段(例如激光打眼，光刻)限定孔隙，但是还可以利用任何其它适当方法限定孔隙。一些过孔可以通过定尺寸基片的整个厚度，而一些孔隙可以只到达基片厚度方向上的不同部分。 
接着，对过孔填充金属或其它介质或磁材料或者它们的混合物，这通常利用用来准确设置回填材料的模版。在常规工艺下可以把带的各个层堆叠到一起以生产完成的多层基片。替代地，可以把带的各个层堆叠到一起以生产通常称为“子堆”的未完成多层基片。 
带穴的区也可以保留孔隙。若用选定的材料回填，则该选定的材料最好包括元材料。元材料成分的选择可以在从小于2到至少2650的相对连续的范围上提供可控的有效介电常数。还可以从某些元材料得到可控的磁特性。例如，对于大多数实际RF应用，通过选择适当的材料通常相对有效磁导率范围可约从4到116。但是，相对有效磁导率可以低至约为2或者达到数千。 
可以不同地修改一块给定的介质基片。本文所使用的术语“不同地修改”指的是：修改(包括掺杂)介质基片层从而造成该基片的一部分相对于另一部分至少在介电和磁特性中之一上是不同的。不同修改的板基片最好包括一个或多个元材料包括区。例如，该修改可以是选择性的修改，其中修改某些介质层部分以产生第一组介电或磁特性， 同时不同地修改或者不修改其它介质层部分以提供和第一组特性不同的介电和/或磁特性。可以在各种不同方式下实现所述不同的修改。 
依据一实施例，可以对介质层添加辅助介质层。可以利用本领域周知技术，例如各种喷涂技术、旋涂技术、各种沉积技术或溅射，来施加该辅助介质层。可以把该辅助介质层选择性地添加在局部区域中，包括孔隙或孔的内部，或者在整个已有介质层的上方。例如，可以利用辅助介质层提供有效介电常数提高的基片部分。作为辅助层添加的介电材料可包括各种聚合材料。 
不同修改的步骤还可以包括对介质层或辅助介质层局部添加补充材料。材料添加可以用于进一步控制介质层的有效介电常数或磁特性以实现给定的设计目标。 
该补充材料可以包括多种金属和/或陶瓷颗粒。金属颗粒最好包括铁、钨、钴、钒、锰、某些稀土金属、镍或铌颗粒。这些颗粒最好是亚微米尺寸颗粒，通常具有超微物理尺寸，以下称为纳米颗粒。所述颗粒可以最好是有机功能化的复合颗粒。例如，有机功能化的复合颗粒可以包括具有带着电隔离涂层的金属芯的颗粒，或者具有带有金属涂层的电隔离芯的颗粒。 
通常适用于控制本文所说明的各种应用中的介质层的磁特性的磁元材料颗粒包括铁氧体有机陶瓷(FexCyHz)-(Ca/Sr/Ba陶瓷)。对于8-40GHz频率范围的应用，这些颗粒工作良好。替代地或者补充地，对于12-40GHz的频率范围，铌有机陶瓷(NbCyHz)-(Ca/Sr/Ba陶瓷)是有用的。这些对高频指定的材料也可应用于低频应用。可以从市场上得到这些和其它类型的复合颗粒。 
通常，优选带涂层的颗粒以供本发明使用，因为它们有助于和聚合物基质或和侧链部分结合。除了控制介质的磁特性之外，还可以利用添加的颗粒控制材料的有效介电常数。采用大约1到70％的复合颗粒填充率，这能明显提高或能降低基片介质层和/或辅助介质层部分的介电常数。例如，可以利用对介质层添加有机功能化颗粒来提高修改后的介质层部分的介电常数。 
可以通过各种技术施加颗粒，包括聚合混合、混合和搅拌下的填充。例如，通过在高达约70％的填充率下使用各种颗粒，可以把介电常数从等于2的值提高到10。用于此目的金属氧化物可包括氧化铝、氧化钙、氧化镁、氧化镍、氧化锆和氧化铌(II、IV和V)。还可以使用铌酸锂(LiNbO3)和锆酸盐，例如锆酸钙和锆酸镁。 
可选的介电特征可局部化到小至约10纳米的区域内，或者可覆盖大的面积区，包括整个板基片表面。可以利用诸如光刻、蚀刻以及沉积处理的常规技术来局部化介电和磁特性控制。 
可以通过和其它材料混合来准备材料，或者可以包括密度变化的带孔隙区(它们通常引入空气)以产生从2到约2650的大致连续范围的有效相对介电常数，并且引入其它潜在期望的基片特性。例如，呈现低介电常数(＜2至约4)的材料包括具有密度变化的带孔隙区的硅土。具有密度变化的带孔隙区的铝土可提供大约4到9的相对介电常数。硅土和铝土都不具有任何明显的磁导率。但是可以添加磁性颗粒，例如高达20％重量比，以赋于这些或任何其它材料明显的磁性。例如，可以利用有机功能性调整磁特性。添加磁材料对介电常数的影响通常造成介电常数的增加。 
中等介电常数材料通常具有在从70到500(±10％)的相对介电常数。如前面指出那样，这些材料可以和其它材料或者孔隙混合，以提供期望的有效介电常数值。这些材料可以包括掺杂铁氧体的钛酸钙。掺杂金属可以包括镁、锶和铌。这些材料具有范围从45到600的相对磁导率。 
对于高介电常数应用，可以使用掺杂铁氧体或铌的钙或钡的钛酸锆酸盐。这些材料具有约2200到2650的介电常数。这些材料的掺杂率通常从约1到10％。如对其它材料指出那样，这些材料可以和其它材料或者孔隙混合以产生期望的有效介质常数值。 
通常可以通过各种分子改造处理修改这些材料。修改处理可以包括形成孔隙接着填充基于碳和氟的有机功能材料，例如聚四氟乙烯PTFE。 
作为对有机功能合成的替代或补充，处理可以包括固体自由形式加工(SEF)以及光、紫外线、X线、电子束或离子束照射。还可以利用光、紫外线、X线、电子束或离子束辐射进行光刻。 
可以对各基片层(子堆)的不同区域施加不同的材料，包括元材料，从而各基片层(子堆)的多个区域具有不同的介电和/或磁特性。可以连同一个或更多的补充处理步骤使用例如前面提到的回填材料，以便局部地或者在整个基片部分上得到期望的介电和/或磁特性。 
通常接着对修改的基片层、子堆或完整的堆施加顶层导体印刷。可以利用薄膜技术、厚膜技术、电镀技术或者任何其它适当的技术设置导体迹线。用来限定导体图案的处理包括但不限于标准光刻术和模版。 
接着通常得到基板以便整理并且对齐多块修改后的板基片。为此可以使用穿过多块基片板中的每块的对齐孔。 
接着利用从各个方向对材料加压的均衡压力或者利用只从一个方向对材料加压的单轴压力，可以把多个基片层、一个或多个子堆或者层和子堆的组合叠压(例如机压)到一起。叠层基片接着如上面说明那样进一步处理或者放到炉中以加热到适于被处理的基片的温度(对于上面提到的材料大约850℃到900℃)。 
接着可以利用能按适于所使用的基片材料的速率控制温升的合适的炉子烧制基片的多个陶瓷带状层以及层叠子堆。仔细为基片材料以及任何在其中回填的或者在其上沉积的材料选择处理条件，例如温升速率、最终温度、冷却分布以及任何必要的支持。烧制后，典型地利用声、光、扫描电子或X线显微镜对叠层基片板进行瑕疵检查。 
接着可以任选地把叠层陶瓷基片切割成所需的小带片以满足电路功能要求。在最后检查后，可以接着把基片带片安装到检查装置上评估它们的各种特性，从而确保介电、磁和/或电特性在规定的限制之内。 
这样，可以提供带有局部化的选定的介电和/或磁特性的介质基片材料，以改进电路的密度和性能，其中包括构成微带天线，例如交叉隙缝馈电微带天线的电路的密度和性能。 

Claims (3)

1.一种交叉隙缝馈电微带天线，包括：
传导地平面，所述传导地平面具有至少一个交叉隙缝；
至少二条馈线，所述馈线具有各自的超出所述交叉隙缝延伸的短截线区，每条所述馈线用于通过所述交叉隙缝中的一条隙缝对所述馈线或从所述馈线传送信号能量，所述馈线被调节相位以提供多极化发射图；以及
具有一个第一区以及至少一个第二区的第一基片，所述第一基片设置在所述地平面和所述馈线之间；
其中，所述第一区包含元材料并且具有和所述第二区不同的基片特性，所述第一区接近至少一条所述馈线，所述元材料包括：
铁氧体有机陶瓷颗粒或者铌有机陶瓷颗粒或者有机功能化的复合陶瓷颗粒，包括：
包括氧化铝、氧化钙、氧化镁、氧化镍、氧化锆和氧化铌(II、IV和V)的金属氧化物、铌酸锂，和
锆酸盐，包括锆酸钙和锆酸镁，以及
利用镁、锶或铌作为掺杂金属的铁氧体掺杂的钛酸钙，以及
掺杂铁氧体或铌的钙或钡的钛酸锆酸盐，以及
其中所述元材料是以分子或纳米级通过混合或排列两种或更多的不同材料形成的复合材料。
2.根据权利要求1的交叉隙缝馈电微带天线，
其中，所述第一组基片特性包括第一介电常数和第一磁导率中至少之一，所述第二组基片特性包括第二介电常数和第二磁导率中至少之一。
3.如权利要求1的交叉隙缝馈电微带天线，还包括至少一个定位在所述地平面之上的辐射器贴片，并且包括至少一个夹在所述辐射器贴片和所述地平面之间的第二基片，其中，所述馈线通过所述交叉隙缝和所述第二基片对或从所述辐射器贴片传送信号能量。
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