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专利号: 2022111595443
申请人: 杭州电子科技大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 基本电气元件
更新日期:2026-05-29
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.周期性加载环‑蘑菇状结构的FSIW传输线,其特征在于包括:

介质层;

顶层金属层,位于介质层的上表面;

底层金属层,位于介质层的下表面;

中间金属层,位于介质层内;

两排平行设置的第一金属化通孔阵列,其贯穿介质层,且各金属化通孔的两端分别与顶层金属层、底层金属层连接;

其中:

所述中间金属层包括周期性排列的多个环‑蘑菇状结构、梯形过渡带、带状线;周期性排列的环‑蘑菇状结构的一侧与第一金属化通孔阵列的其中一排相连,另一侧与第一金属化通孔阵列的另一排不接触;

单个环‑蘑菇状结构包括方形金属贴片、方形金属环、中心金属化通孔;所述方形金属贴片镶嵌于方形金属环内部,通过中心金属化通孔连接到顶层金属层、底层金属层;其中方形金属环、方形金属贴片间留有一定的间隙;

所述中间金属层的两端各自与一个梯形过渡带的一端连接,两个梯形过渡带的另一端各自与带状线的一端连接。

2.根据权利要求1所述的周期性加载环‑蘑菇状结构的FSIW传输线,其特征在于通过调控所述两排第一金属化通孔阵列构成的通路宽度Ws、环‑蘑菇状结构中的方形金属环的宽度Wg、环‑蘑菇状结构中的方形金属环与方形金属贴片之间间隙距离s,进而改变FSIW的截止频率。

3.根据权利要求1所述的周期性加载环‑蘑菇状结构的FSIW传输线,其特征在于靠近FSIW折痕处的环‑蘑菇状结构方形金属环向折痕方向延长一定宽度。

4.根据权利要求1所述的周期性加载环‑蘑菇状结构的FSIW传输线,其特征在于所述方形金属环、方形金属贴片、中心金属化通孔的几何中心重合。

5.根据权利要求1所述的周期性加载环‑蘑菇状结构的FSIW传输线,其特征在于梯形过渡带与折痕处存在一定距离。

6.根据权利要求1所述的周期性加载环‑蘑菇状结构的FSIW传输线,其特征在于中间金属层与顶层金属层、底层金属层之间的距离相等。

7.根据权利要求6所述的周期性加载环‑蘑菇状结构的FSIW传输线,其特征在于所述介质层由两层介质基板上下堆叠而成,中间金属层位于两层介质基板间。

8.根据权利要求1所述的周期性加载环‑蘑菇状结构的FSIW传输线,其特征在于所述周期性加载环‑蘑菇状的FSIW的通带设置在6.5GHz。

9.根据权利要求1所述的周期性加载环‑蘑菇状结构的FSIW传输线,其特征在于两条梯形过渡带、两条带状线的中心线位于同一直线。

10.根据权利要求1‑9任一项所述的周期性加载环‑蘑菇状结构的FSIW传输线,其特征在于当信号从带状线端口输入时,在FSIW中以TE0.5,0模传输,其电场方向沿介质层的长度方向;对于TE0.5,0模,FSIW内部的任意xoz平面均可等效为理想电壁,因此FSIW中间金属层不影响TE0.5,0模电场分布;第一金属化通孔阵列等效为理想电壁,中间金属层一边连接第一金属化通孔阵列,一边不连接第一金属化通孔阵列,导致FSIW的上下两层介质连通,能量可以在上下两层中同时传播,由于FSIW上下两层结构完全相同,所以上下两层的电场分布也相同;

当信号在环‑蘑菇状结构中传导时,顶层金属层、底层金属层等效为地,由于环‑蘑菇状结构中的方形金属贴片通过中心金属化通孔连接顶层金属层、底层金属层,造成环‑蘑菇状结构中的方形金属贴片比顶层金属层、底层金属层电势更高;因此,环‑蘑菇状结构中的方形金属贴片、顶层金属层、底层金属层以及介质层等效成电容,增加FSIW传输线的电容效应;同时,环‑蘑菇状结构中的方形金属环通过一侧第一金属化通孔阵列连接上下金属层,由于环‑蘑菇状结构中的方形金属贴片与方形金属环接地的路径不同,电势也不同,环‑蘑菇状结构中的方形金属贴片、介质层、环‑蘑菇状结构中的方形金属环等效成电容,增加FSIW传输线的电容效应;当多个环‑蘑菇状结构连接时,等同于多个电容并联;

通过增加FSIW传输线的电容效应,等同于增大介质的等效介电常数;由于传输线的横向尺寸与介质的等效介电常数成反比例关系,FSIW传输线的横向尺寸得到减小;由于电磁波在不同介质中传播的速度与介质的等效介电常数成反比例关系,因此能降低电磁波的传输速度,减小FSIW传输线的纵向尺寸。