[发明专利]基于叉状互补EBG的双频段空间电磁干扰抑制封装结构

权利要求书

1.基于叉状互补EBG的双频段空间电磁干扰抑制封装结构，其特征在于，包括：测试介质基板(11)、金属框架基板(21)；所述的测试介质基板(11)与金属框架基板(21)之间形成空气介质间隙；

所述的金属框架基板(21)的金属层(701)与金属框架基板(21)表面贴的多个叉状互补紧凑双频蘑菇型EBG(91)形成的阵列以及测试介质基板(11)的金属地层(801)三者之间构成串联谐振电路；

所述的叉状互补紧凑双频蘑菇型EBG(91)由外贴片(901)、内贴片(902)级联构成，外贴片(901)和内贴片(902)之间刻蚀一条间隙隔开，外贴片(901)和内贴片(902)均通过连接通孔(903)连接到金属框架基板(21)的金属层(701)上；所述的外贴片(901)、内贴片(902)均与金属框架基板(21)的金属层(701)以及测试介质基板(11)的金属地层(801)构成垂直方向上的低阻抗路径；通过调节外贴片(901)和内贴片(902)之间的间隙大小来改变互容互感，实现双频独立调节。

2.根据权利要求1所述的基于叉状互补EBG的双频段空间电磁干扰抑制封装结构，其特征在于，所述的测试介质基板(11)的上设置有：辐射源微带线(401)、同轴馈电金属柱(402)、50Ω电阻终端(403)；所述的辐射源微带线(401)沿着x轴方向平铺在测试介质基板(11)的上表面，辐射源微带线(401)的一端通过同轴馈电金属柱(402)连接到金属地层(801)实现馈电，辐射源微带线(401)的另一端与50Ω电阻终端(403)的一端连接，50Ω电阻终端(403)的另一端垂直连接到金属地层(801)上。

3.根据权利要求2所述的基于叉状互补EBG的双频段空间电磁干扰抑制封装结构，其特征在于，所述的测试介质基板(11)的上还设置有：受扰源双频PIFA天线(61)；所述的受扰源双频PIFA天线(61)平铺于测试介质基板(11)的上表面边缘处，受扰源双频PIFA天线(61)的接地端(611)和馈电端(612)穿过测试介质基板(11)与金属地层(801)垂直连接。

4.根据权利要求3所述的基于叉状互补EBG的双频段空间电磁干扰抑制封装结构，其特征在于，所述的受扰源双频PIFA天线(61)的第一个频段被设计在3.3GHz，第二谐振频率被设计在5.1GHz，两个频段分别是基于5G通信的3.3GHz频段和WLAN ISM的5.2GHz频段考虑设计的。

5.根据权利要求3所述的基于叉状互补EBG的双频段空间电磁干扰抑制封装结构，其特征在于，所述的测试介质基板(11)的上还设置有：第一金属化通孔阵列(501)、第二金属化通孔阵列(502)；所述的辐射源微带线(401)的四周设置有第一金属化通孔阵列(501)，测试介质基板(11)的外缘四周设置有第二金属化通孔阵列(502)。

6.根据权利要求1所述的基于叉状互补EBG的双频段空间电磁干扰抑制封装结构，其特征在于，所述的测试介质基板(11)与金属框架基板(21)之间采用多个螺丝(301)固定连接。

7.根据权利要求1所述的基于叉状互补EBG的双频段空间电磁干扰抑制封装结构，其特征在于，所述的串联谐振电路的谐振频率计算方法如下：

1)计算串联谐振电路的一维等效LC电路的等效电容C₁和C₀，间隙电容C_g；

所述的串联谐振电路的一维等效LC电路的等效电容C₁和C₀的计算公式如下：

所述的间隙电容C_g的计算公式为：

其中，其中，C₀表示叉状互补紧凑双频蘑菇型EBG(91)到金属地层(801)之间的等效平行板电容，C₁表示叉状互补紧凑双频蘑菇型EBG(91)到金属层(701)之间的等效平行板电容，t₀表示叉状互补紧凑双频蘑菇型EBG(91)到金属地层(801)之间的距离，t₁表示叉状互补紧凑双频蘑菇型EBG(91)到金属层(701)之间的距离，Δ是考虑边缘电容效应的修正因子，L、W分别是叉状互补紧凑双频蘑菇型EBG(91)有效长和宽，t是连接通孔(903)的高度，w是贴片的有效宽度，g是贴片间隙距离，ε₀是自由空间介电常数，ε_r是相对介电常数介电常数；

2)计算贴片自感L_S、贴片互感M、通孔电感L_V，从而计算总电感L_t；

所述的贴片自感L_S的计算公式为：

所述的贴片互感M的计算公式如下：

所述的通孔电感L_V的计算公式如下：

因此，总电感L_t的：

L_t＝L_s+M+L_v                     (7)

其中，l_i是矩形贴片长度，a_i、b_i分别是矩形贴片的宽度和厚度，M₁是外贴片(901)、内贴片(902)之间的贴片互感，M₂是叉状互补紧凑双频蘑菇型EBG(91)的外贴片(901)与其相邻的叉状互补紧凑双频蘑菇型EBG(91)的内贴片(902)之间的贴片互感，μ₀是自由空间磁导率；u_j是相邻贴片之间重叠距离，v_j是相邻贴片之间的分割距离,j为计数因子，j＝1,2....,m，m_j为单个互感片的互感值；t是通孔高度，r是通孔半径；

3)计算串联谐振电路的谐振频率，其计算公式如下：

其中，f_c为串联谐振电路的谐振频率。