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电磁带隙结构及射频天线结构

阅读：481发布：2020-05-08

专利汇可以提供电磁带隙结构及射频天线结构专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本实用新型公开了一种电磁带隙结构及射频天线结构。该电磁带隙结构包括至少一个第一图案和至少一个第二图案；第一图案包括两条第一直线段和一条弧线段，各条弧线段的两端分别与一条第一直线段的第一端连接；第二图案包括一条第二直线段，第二直线段的一端接地，第二直线段的另一端为自由端；其中，第二直线段与邻近的第一直线段相互平行形成电容结构。本实用新型实施例提供的电磁带隙结构实现结构小型化的同时可滤除射频耦合信号。，下面是电磁带隙结构及射频天线结构专利的具体信息内容。

权利要求

1.一种电磁带隙结构，其特征在于，包括至少一个第一图案和至少一个第二图案；
所述第一图案包括两条第一直线段和一条弧线段，各条所述弧线段的两端分别与一条所述第一直线段的第一端连接；
所述第二图案包括一条第二直线段，所述第二直线段的一端接地，所述第二直线段的另一端为自由端；
其中，所述第二直线段与邻近的所述第一直线段相互平行形成电容结构。
2.根据权利要求1所述的电磁带隙结构，其特征在于，各所述第一直线段均由所述第一端向所述弧线段的内凹侧延伸，同一所述第一图案中，两条所述第一直线段不相交；
多个所述第一图案相邻设置，相邻设置的两个所述第一图案的所述第一直线段相对设置，多个所述第一图案由各所述第一图案内凹侧指向所述第一图案外凸侧的方向呈发散状；
所述第二图案位于相邻两个所述第一图案之间的狭缝内，所述狭缝的延伸方向与所述第一直线段的延伸方向相同。
3.根据权利要求2所述的电磁带隙结构，其特征在于，还包括至少一个第三图案；
所述第三图案包括第三直线段；
所述第三直线段位于相邻两个所述第一图案之间的狭缝内，且连接形成所述狭缝的两个所述第一直线段的第二端。
4.根据权利要求1所述的电磁带隙结构，其特征在于，所述电磁带隙结构包括四个所述第一图案以及四个所述第二图案；
各所述第一图案拼合形成椭圆形；
四个所述第二直线段依次分布于所述椭圆形的长轴和短轴的端部，且沿所述长轴或所述短轴长度方向向所述椭圆形的中心点延伸。
5.根据权利要求4所述的电磁带隙结构，其特征在于，所述椭圆形的长轴为L1，480μm≤L1≤520μm，所述椭圆形的短轴为L2，380μm≤L2≤420μm。
6.根据权利要求1所述的电磁带隙结构，其特征在于，所述电磁带隙结构包括第一金属层；
所述电磁带隙结构为由通过对所述第一金属层进行刻蚀得到的结构。
7.根据权利要求1所述的电磁带隙结构，其特征在于，所述第一图案和所述第二图案为金属线或缝隙构成的图案。
8.一种电磁带隙结构，其特征在于，所述电磁带隙结构具有带隙隔离区和环绕所述带隙隔离区设置的外围金属区，所述电磁带隙结构包括：
外围金属片，设置在所述外围金属区中；
交指结构，包括第一交指单元和第二交指单元；所述第一交指单元嵌套于所述第二交指单元；所述交指结构通过所述第一交指单元与所述外围金属片连接；以及电感结构，与所述第二交指单元连接；
其中，所述交指结构用于提供所述电磁带隙结构的电容，所述电感结构用于提供与所述电容串联的电感；以及
所述电磁带隙结构用于根据所述电容和所述电感对预设频率的电磁信号进行隔离。
9.根据权利要求8所述的电磁带隙结构，其特征在于，所述带隙隔离区的形状为方形、圆形或椭圆形。
10.根据权利要求8或9所述的电磁带隙结构，其特征在于，所述第一交指单元包括条形凸起，所述第二交指单元包括U形凹陷；
其中，所述条形凸起的一端与所述外围金属片连接，另一端插入所述U形凹陷中。
11.根据权利要求10所述的电磁带隙结构，其特征在于，所述第二交指单元还包括两条平行条形结构；
所述条形凸起的一端与所述外围金属片连接，另一端插入所述两条平行条形结构之间的区域中；
其中，相邻所述交指结构之间的所述第二交指单元结构相异。
12.一种电磁带隙结构，其特征在于，所述电磁带隙结构具有椭圆形带隙隔离区和环绕所述椭圆形带隙隔离区设置的外围金属区，所述电磁带隙结构包括：
外围金属片，设置在所述外围金属区中；
四个交指结构，包括两个第一交指结构和两个第二交指结构；所述两个第一交指结构对称分布在所述椭圆形带隙隔离区的长轴上，所述两个第二交指结构对称分布在所述椭圆形带隙隔离区的短轴上；以及
四个弧形电感单元，相邻的所述交指结构之间均通过一个所述弧形电感单元电连接；
其中，所述交指结构与所述弧形电感单元交替电连接，用于对对称分布于所述电磁带隙结构两侧的至少两个射频部件所发射的预设频率的射频信号进行隔离；其中，所述预设频率的射频信号为毫米波信号。
13.根据权利要求12所述的电磁带隙结构，其特征在于，所述第一交指结构包括第一条形凸起和U形凹陷；所述第一条形凸起的一端与所述外围金属片连接，另一端插入所述U形凹陷中；以及
所述第二交指结构包括第二条形凸起和两条平行条形结构；所述第二条形凸起的一端与所述外围金属片连接，另一端插入所述两条平行条形结构之间的区域中；
其中，所述U形凹陷的两端，各通过一个弧形电感单元与所述第二交指结构中的一条所述条形结构连接，以形成一条曲线段。
14.根据权利要求13所述的电磁带隙结构，其特征在于，所述曲线段分别与所述外围金属片、所述第一条形凸起和所述第二条形凸起之间的间距均相同。
15.一种射频天线结构，其特征在于，包括：
至少两根天线；以及
如权利要求1-14中任一项所述的电磁带隙结构；
其中，在相邻两根天线之间设置至少一个所述电磁带隙结构。
16.根据权利要求15所述的射频天线结构，其特征在于，所述电磁带隙结构与所述至少两根天线设置在同一金属层中。
17.根据权利要求16所述的射频天线结构，其特征在于，包括依次叠置的底部金属层、第二介质层、中间金属层、第一介质层和顶部金属层；
其中，所述电磁带隙结构与所述至少两根天线设置在所述顶部金属层中。
18.根据权利要求17所述的射频天线结构，其特征在于，任一根所述天线均包括一通道，各根所述天线的通道分别通过金属通孔连接至所述中间金属层；
其中，所述电磁带隙结构设置在相邻所述天线的通道之间的区域中。
19.根据权利要求17所述的射频天线结构，其特征在于，所述底部金属层包括参考地单元；
其中，所述电磁带隙结构在所述参考地单元所在平面的垂直投影与所述参考地单元至少部分交叠。

说明书全文

电磁带隙结构及射频天线结构

技术领域

[0001] 本实用新型实施例涉及电磁辐射技术领域，尤其涉及一种电磁带隙结构及射频天线结构。

背景技术

[0002] 随着通讯网络的不断发展和更新，射频频谱变得日趋拥挤，与此同时，无论是人们的日常通信还是一些关键的科技领域诸如物联网，对数据流量的带宽以及速度都提出了很高的要求。因此，毫米波频段在近年来备受关注。在这样的高频率频段内，波长只有数毫米，大大减小了很多射频器件的设计尺寸，如射频前端的天线等。然而，在这样的尺寸下，天线之间以及天线的馈线之间都有很强的耦合，严重影响了接收信号的质量。

[0003] EBG(electromagnetic band gap，电磁带隙)结构近年来被广泛应用于微波器件和天线设计当中，可以有效减小天线之间以及天线的馈线之间的耦合，提高隔离度。

[0004] 然而，现有技术中的EBG都需要布置多个单元，从而造成EBG结构的尺寸较大，同时要求在EBG结构下方布设完整的参考地。在射频系统日趋小型化的背景下，对加工精度的要求越来越高，系统的空间越来越小，现有加工条件和精度下EBG结构往往难以达到有效的隔离效果。实用新型内容

[0005] 本实用新型提供一种电磁带隙结构及射频天线结构，本实用新型提供的电磁带隙结构实现滤除指定频率射频耦合信号的效果，降低通道之间的干扰的效果

[0006] 本实用新型实施例提供了一种电磁带隙结构，该电磁带隙结构包括至少一个第一图案和至少一个第二图案；

[0007] 所述第一图案包括两条第一直线段和一条弧线段，各条所述弧线段的两端分别与一条所述第一直线段的第一端连接；

[0008] 所述第二图案包括一条第二直线段，所述第二直线段的一端接地，所述第二直线段的另一端为自由端；

[0009] 其中，所述第二直线段与邻近的所述第一直线段相互平行形成电容结构。

[0010] 可选地，各所述第一直线段均由所述第一端向所述弧线段的内凹侧延伸，同一所述第一图案中，两条所述第一直线段不相交；

[0011] 多个所述第一图案相邻设置，相邻设置的两个所述第一图案的所述第一直线段相对设置，多个所述第一图案由各所述第一图案内凹侧指向所述第一图案外凸侧的方向呈发散状；

[0012] 所述第二图案位于相邻两个所述第一图案之间的狭缝内，所述狭缝的延伸方向与所述第一直线段的延伸方向相同。

[0013] 可选地，所述电磁带隙结构还包括至少一个第三图案；

[0014] 所述第三图案包括第三直线段；

[0015] 所述第三直线段位于相邻两个所述第一图案之间的狭缝内，且连接形成所述狭缝的两个所述第一直线段的第二端。

[0016] 可选地，所述电磁带隙结构包括四个所述第一图案以及四个所述第二图案；

[0017] 各所述第一图案拼合形成椭圆形；

[0018] 四个所述第二直线段依次分布于所述椭圆形的长轴和短轴的端部，且沿所述长轴或所述短轴长度方向向所述椭圆形的中心点延伸两端。

[0019] 可选地，所述椭圆形的长轴为L1，480μm≤L1≤520μm，所述椭圆形的短轴为L2，380μm≤L2≤420μm。

[0020] 可选地，所述电磁带隙结构包括第一金属层；

[0021] 所述电磁带隙结构为由通过对所述第一金属层进行刻蚀得到的结构。

[0022] 可选地，所述第一图案和所述第二图案为金属线或缝隙构成的图案。

[0023] 基于同样的发明构思，本实用新型实施例还提供了一种电磁带隙结构，所述电磁带隙结构具有带隙隔离区和环绕所述带隙隔离区设置的外围金属区，所述电磁带隙结构包括：

[0024] 外围金属片，设置在所述外围金属区中；

[0025] 交指结构，包括第一交指单元和第二交指单元；所述第一交指单元嵌套于所述第二交指单元；所述交指结构通过所述第一交指单元与所述外围金属片连接；以及

[0026] 电感结构，与所述第二交指单元连接；

[0027] 其中，所述交指结构用于提供所述电磁带隙结构的电容，所述电感结构用于提供与所述电容串联的电感；以及

[0028] 所述电磁带隙结构用于根据所述电容和所述电感对预设频率的电磁信号进行隔离。

[0029] 可选地，所述带隙隔离区的形状为方形、圆形或椭圆形。

[0030] 可选地，所述第一交指单元包括条形凸起，所述第二交指单元包括U形凹陷；

[0031] 其中，所述条形凸起的一端与所述外围金属片连接，另一端插入所述U形凹陷中。

[0032] 可选地，所述第二交指单元还包括两条平行条形结构；

[0033] 所述条形凸起的一端与所述外围金属片连接，另一端插入所述两条平行条形结构之间的区域中；

[0034] 其中，相邻所述交指结构之间的所述第二交指单元结构相异。

[0035] 基于同样的发明构思，本实用新型实施例还提供了一种电磁带隙结构，所述电磁带隙结构具有椭圆形带隙隔离区和环绕所述椭圆形带隙隔离区设置的外围金属区，所述电磁带隙结构包括：

[0036] 外围金属片，设置在所述外围金属区中；

[0037] 四个交指结构，包括两个第一交指结构和两个第二交指结构；所述两个第一交指结构对称分布在所述椭圆形带隙隔离区的长轴上，所述两个第二交指结构对称分布在所述椭圆形带隙隔离区的短轴上；以及

[0038] 四个弧形电感单元，相邻的所述交指结构之间均通过一个所述弧形电感单元电连接；

[0039] 其中，所述交指结构与所述弧形电感单元交替电连接，用于对对称分布于所述电磁带隙结构两侧的至少两个射频部件所发射的预设频率的射频信号进行隔离；其中，所述预设频率的射频信号为毫米波信号。

[0040] 可选地，所述第一交指结构包括第一条形凸起和U形凹陷；所述第一条形凸起的一端与所述外围金属片连接，另一端插入所述U形凹陷中；以及

[0041] 所述第二交指结构包括第二条形凸起和两条平行条形结构；所述第二条形凸起的一端与所述外围金属片连接，另一端插入所述两条平行条形结构之间的区域中；

[0042] 其中，所述U形凹陷的两端，各通过一个弧形电感单元与所述第二交指结构中的一条所述条形结构连接，以形成一条曲线段。

[0043] 可选地，所述曲线段分别与所述外围金属片、所述第一条形凸起和所述第二条形凸起之间的间距均相同。

[0044] 基于同样的发明构思，本实用新型实施例还提供了一种射频天线结构，该射频天线结构包括：

[0045] 至少两根天线；以及

[0046] 上述所述的电磁带隙结构；

[0047] 其中，在相邻两根天线之间设置至少一个所述电磁带隙结构。

[0048] 可选地，所述电磁带隙结构与所述至少两根天线设置在同一金属层中。

[0049] 可选地，所述射频天线结构包括依次叠置的底部金属层、第二介质层、中间金属层、第一介质层和顶部金属层；

[0050] 其中，所述电磁带隙结构与所述至少两根天线设置在所述顶部金属层中。

[0051] 可选地，任一根所述天线均包括一通道，各根所述天线的通道分别通过金属通孔连接至所述中间金属层；

[0052] 其中，所述电磁带隙结构设置在相邻所述天线的通道之间的区域中。

[0053] 可选地，所述底部金属层包括参考地单元；

[0054] 其中，所述电磁带隙结构在所述参考地单元所在平面的垂直投影与所述参考地单元至少部分交叠。

[0055] 本实用新型提供的电磁带隙结构包括至少一个第一图案和至少一个第二图案；第一图案包括两条第一直线段和一条弧线段，各条弧线段的两端分别与一条第一直线段的第一端连接；第二图案包括一条第二直线段，第二直线段的一端接地，另一端为自由端；其中，第二直线段与邻近的第一直线段相互平行形成电容结构。本实用新型通过第二直线段与邻近的第一直线段相互平行构成交指结构，一方面此交指结构的长度可控，进而可以灵活的调整电磁带隙结构的谐振频率，达到滤除指定频率射频耦合信号的效果，降低通道之间的干扰进而提高接收信号的质量；另一方面，交指结构提供电容，因此相比于传统的电磁带隙结构，本实施例的交指结构不需要背面的地板来提供电容，且不需要周期布置多个单元来提供耦合电容，且交指结构对于位于其下方的金属参考平面没有特殊的要求，该电磁间隙结构能够实现单个单元工作的性能，适合空间紧凑的系统。

[0056] 综上，本申请中所提供的电磁带隙结构，由于其中的结构尺寸可调(例如交指结构的长度等)，从而可通过调整电磁带隙结构的尺寸来灵活调整其谐振频率，从而可适用于隔离不同频率的射频信号。同时，电磁带隙结构的形状可为圆形、椭圆形等几何形状，以适配其他器件的形状，从而可大大提升器件的空间利用率，使得器件排布更加紧凑，实现器件结构的小型化。另外，由于电磁带隙结构中的交指结构能够提供滤波电容，从而无需像传统EBG结构那样布置多个单元来提供耦合电容，能够使得器件的排布进一步的紧凑，同时也无需背板来提供电容，即本申请实施例中的电磁带隙结构在应用于射频天线结构中时，该射频天线结构的背面无需设置金属地即可实现天线之间的电磁隔离。附图说明

[0057] 图1是本实用新型实施例提供的一种电磁带隙结构的结构示意图；

[0058] 图2是本实用新型实施例提供的又一种电磁带隙结构的结构示意图；

[0059] 图3是本实用新型实施例提供的又一种电磁带隙结构的结构示意图；

[0060] 图4是本实用新型实施例提供的又一种电磁带隙结构的结构示意图；

[0061] 图5是本实用新型实施例提供的又一种电磁带隙结构的结构示意图；

[0062] 图6是本实用新型实施例提供的又一种电磁带隙结构的结构示意图；

[0063] 图7是本实用新型实施例提供的又一种电磁带隙结构的结构示意图；

[0064] 图8是本实用新型实施例提供的又一种电磁带隙结构的结构示意图；

[0065] 图9是本实用新型实施例提供的又一种电磁带隙结构的结构示意图；

[0066] 图10是本实用新型实施例提供的又一种电磁带隙结构的结构示意图；

[0067] 图11是本实用新型实施例提供的又一种电磁带隙结构的结构示意图；

[0068] 图12是本实用新型实施例提供的一种电磁带隙结构应用于射频天线上的平面结构示意图；

[0069] 图13是本实用新型实施例提供的一种射频天线结构的剖视图；

[0070] 图14是本实用新型实施例提供的一种中间金属层的结构示意图；

[0071] 图15是顶部金属层和中间叠合后的结构示意图；

[0072] 图16是没有设置电磁带隙结构的隔离度示意图；

[0073] 图17是具有本实用新型实施例提供的电磁带隙结构的隔离度示意图。

具体实施方式

[0074] 下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本实用新型，而非对本实用新型的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本实用新型相关的部分而非全部结构。

[0075] 图1是本实用新型实施例提供的一种电磁带隙结构的结构示意图，如图1所示，该电磁带隙结构至少一个第一图案11和至少一个第二图案12；第一图案11包括两条第一直线段111和一条弧线段112，各条弧线段112的两端分别与一条第一直线段111的第一端连接；第二图案12包括一条第二直线段，第二直线段的一端接地，第二直线段的另一端为自由端；
其中，第二直线段与邻近的第一直线段111相互平行形成电容结构。

[0076] 其中，第一图案11和第二图案12拼合所形成轮廓例如可以是椭圆形、方形等形状，本实施例不进行具体限定，图1仅以第一图案11和第二图案12拼合所形成轮廓是椭圆形示例性说明。

[0077] 具体的，第二直线段与邻近的第一直线段111相互平行构成交指结构AA，可通过控制交指结构AA的长度(第一直线段111和第二直线段的长度)控制电磁带隙结构的谐振频率，从而滤除指定频率的射频耦合信号。同时，通过第二直线段与邻近的第一直线段111相互平行构成交指结构AA可提供电容，相比于传统的电磁带隙结构不需要周期布置多个单元来提供耦合电容，实现了结构的小型化。

[0078] 需要说明的是，图1仅以电磁带隙结构包括一个第一图案11和一个第二图案12进行示例性说明。在其他可选的实施例中，电磁带隙结构包含第一图案11和第二图案12的数量可不做具体限定，但一般情况下可认为，第一图案11与第二图案12可存在一一对应的关系。例如，电磁带隙结构可包括一个第一图案11和一个第二图案12，也可包括两个第一图案11和两个第二图案12，具体参见图2，图2是本实用新型实施例提供的又一种电磁带隙结构，该电磁带隙结构包括两个第一图案11和两个第二图案12。

[0079] 需要说明的是，通过调整第一直线段111和第二直线段的长度可实现本申请实施例提供的电磁带隙结构的谐振频率的调整，进而达到滤除指定频率电磁波的效果的原理可参见传统的相关原理，在此不做详细介绍。

[0080] 本实用新型提供的电磁带隙结构包括至少一个第一图案和至少一个第二图案；第一图案包括两条第一直线段和一条弧线段，各条弧线段的两端分别与一条第一直线段的第一端连接；第二图案包括一条第二直线段，第二直线段的一端接地，另一端为自由端；其中，第二直线段与邻近的第一直线段相互平行形成电容结构。本实用新型通过第二直线段与邻近的第一直线段相互平行构成交指结构，一方面此交指结构的长度可控，进而可以灵活的调整电磁带隙结构的谐振频率，达到滤除指定频率射频耦合信号的效果，降低通道之间的干扰进而提高接收信号的质量；另一方面，交指结构提供电容，因此相比于传统的电磁带隙结构，本实施例的交指结构不需要背面的地板来提供电容，且不需要周期布置多个单元来提供耦合电容，且交指结构对于位于其下方的金属参考平面没有特殊的要求，该电磁间隙结构能够实现单个单元工作的性能，适合空间紧凑的系统。

[0081] 图3是本实用新型实施例提供的又一种电磁带隙结构，在上述方案的基础上，可选的，参见图3，各第一直线段111均由第一端向弧线段112的内凹侧延伸，同一第一图案11中，两条第一直线段111不相交；多个第一图案11相邻设置，相邻设置的两个第一图案11的第一直线段111相对设置，多个第一图案11由各第一图案11内凹侧指向第一图案11外凸侧的方向呈发散状；第二图案12位于相邻两个第一图案11之间的狭缝内，狭缝的延伸方向与第一直线段111的延伸方向相同。

[0082] 其中，相邻两个第一图案11中相对设置的第一直线段111以及位于相邻两个第一图案11之间的狭缝内的第二直线段构成交指结构AA，可通过控制交指结构AA的长度(第一直线段111和第二直线段的长度)控制电磁带隙结构的谐振频率，从而滤除指定频率的射频耦合信号。同时，相邻两个第一图案11中相对设置的第一直线段111以及位于相邻两个第一图案11之间的狭缝内的第二直线段构成的交指结构AA可提供电容，相比于传统的电磁带隙结构不需要背面的金属层(即参考地层)来提供电容，且不需要周期布置多个单元来提供耦合电容，实现了结构的小型化。

[0083] 示例性的，继续参见图3，多个第一图案11例如可以拼合形成椭圆形，该椭圆形的电磁带隙结构有四个向内凸出的交指结构AA，增加凸出的长度或者减小交指结构AA之间的距离，可以有效增加电磁带隙结构的电容；增加弧线段112的长度可以有效增加带隙结构的电感；在一定的电容和电感的条件下，可以构成对特定频率的滤波电路。另一方面，增大椭圆形的尺寸(交指结构AA向内凸出的长度不变)，可以降低该电磁带隙结构的谐振频率，从而滤除频率更低的射频耦合信号；反之，减小椭圆形的大小(交指结构AA向内凸出的长度不变)，可以提高该电磁带隙结构的谐振频率，从而滤除较高频的射频耦合信号。即多个第一图案11拼合形成椭圆形的大小以及交指结构AA的长度分别和谐振频率成反比。

[0084] 图3仅示例性的展示了电磁带隙结构包括4个交指结构AA，但并不对本方案构成限定，还需要说明的是，图3仅示例性的展示了多个第一图案11拼合形成椭圆形，在其他实施例中，多个第一图案11拼合还可以形成圆形等，如图4所示。

[0085] 上述各技术方案，通过相邻两个第一图案中相对设置的第一直线段以及位于相邻两个第一图案之间的狭缝内的第二直线段构成交指结构，一方面此交指结构的长度可控，进而可以灵活的调整电磁带隙结构的谐振频率，达到滤除指定频率射频耦合信号的效果，降低通道之间的干扰；另一方面，交指结构提供电容，因此相比于传统的电磁带隙结构，本实施例的交指结构不需要背面的地板来提供电容，且不需要周期布置多个单元来提供耦合电容，且交指结构对于位于其下方的金属参考平面没有特殊的要求，该电磁间隙结构能够实现单个单元工作的性能，适合空间紧凑的系统；同时多个所述第一图案由各所述第一图案内凹侧指向所述第一图案外凸侧的方向呈发散，大大提高了空间利用率，进一步实现结构的小型化状。

[0086] 图5是本实用新型实施例提供的又一种电磁带隙结构的结构示意图，在上述方案的基础上，可选的，如图5所示，电磁带隙结构还包括至少一个第三图案13；第三图案13包括第三直线段；第三直线段位于相邻两个第一图案11之间的狭缝内，且连接形成狭缝的两个第一直线段111的第二端。

[0087] 其中，本实施例中相邻两个第一图案11中相对设置的第一直线段111、第二直线段12以及第三直线段构成交指结构AA。

[0088] 图5仅示例性的展示了仅包括一个第一图案11、一个第二图案12和一个第三图案13构成的交指结构AA。在其他实施例中，电磁带隙结构还可以既包括相邻两个第一图案11中相对设置的第一直线段111、第二直线段以及第三直线段构成的交指结构，又包括相对设置的第一直线段111和第二直线段12构成的交指结构(如图6)，在其他实施例中，电磁带隙结构可以仅包括相对设置的第一直线段111、第二直线段12以及第三直线段构成的交指结构。示例性的，图7是本实用新型实施例提供的又一种电磁带隙结构的结构示意图，如图7所示，该电磁带隙结构包括四个交指结构AA，此交指结构AA由相邻两个第一图案11中相对设置的第一直线段111、第二直线段以及第三直线段构成。

[0089] 本技术方案的电磁带隙结构与上述实施例中的电磁带隙结构具有相同的有益效果，在此不再赘述。

[0090] 优选的，继续参见图6和图7，电磁带隙结构包括四个第一图案11以及四个第二图案12；各第一图案11拼合形成椭圆形；四个第二直线段12分别位于椭圆形的长轴的两端和短轴的两端。这是因为虽然交指结构AA的数量越多，谐振频率可以越低，结构能更小型化，但是考虑到交指结构AA的长度是一个重要的优化参数，当交指结构AA的数量为4时，相比于多个交指结构AA时，交指结构AA的长度较长，进而降低谐振频率，实现结构的现实化。

[0091] 本技术方案的电磁带隙结构包括4个交指结构，进一步提高电磁带隙结构的空间利用率，实现电磁带隙结构的小型化。

[0092] 在上述方案的基础上，可选的，继续参见图7，椭圆形的长轴为L1，480μm≤L1≤520μm(例如，L1可的取值可为480μm、490μm、500μm、510μm或520μm等)，椭圆形的短轴为L2，380μm≤L2≤420μm(例如，L2可的取值可为380μm、390μm、400μm、410μm或420μm等)。

[0093] 本技术方案提供的电磁带隙结构虽然尺寸小，但是可以通过调整交指结构的长度滤除指定频率射频耦合信号，可适用于日趋小型化的射频器件中。

[0094] 在上述方案的基础上，可选的，继续参见图7，电磁带隙结构包括第一金属层，即电磁带隙结构可为通过对第一金属层进行刻蚀所得到的电磁信号隔离结构，且电磁带隙结构中各个图案均可为刻蚀所得的缝隙或金属细线(即金属线)所构成的图案。同时，上述的缝隙和金属细线的宽度可依据不同的位置、电性参数设置为不同的宽度，该宽度可大于等于刻蚀工艺关键尺寸(即CD)。

[0095] 下面就典型示例对第一金属层进行刻蚀得到电磁带隙结构进行详细说明，但不构成对本申请的限制。

[0096] 继续参见图3，第一金属层10包括多条金属线；金属线构成电磁带隙结构的第一图案11和第二图案12。本实施例可通过金属线构成电磁带隙结构的第一图案11和第二图案12，

[0097] 可选的，图8是本实用新型实施例提供的又一种电磁带隙结构，如图8所示，第一金属层包括多个金属图案；相邻金属图案之间的刻缝构成电磁带隙结构的第一图案11和第二图案12。

[0098] 值得一提的是，如图3和图8所示，图8的电磁带隙结构的形状是图3的电磁带隙结构互补的形状。图3中的电磁带隙结构和图8中的电磁带隙结构具有一样的谐振频率，从而可以滤除相同频率射频耦合信号，具体的，图3是通过在相应的区域布设金属条带达到滤除的效果；图8通过在相应区域的金属条带的蚀刻来达到效果。需要说明的是，本实施例仅以四个交指结构进行示例性说明，但并不对本实施例构成限定。

[0099] 基于同样的发明构思，本实用新型实施例又提供的一种电磁带隙结构。图9是本实用新型实施例提供的又一种电磁带隙结构的结构示意图，参见图9，该电磁带隙结构具有带隙隔离区ZZ和环绕带隙隔离区ZZ设置的外围金属区YY，电磁带隙结构包括：外围金属片20，设置在外围金属区YY中；交指结构21，包括第一交指单元211和第二交指单元212；第一交指单元211嵌套于第二交指单元212；交指结构21通过第一交指单元211与外围金属片20连接；以及电感结构22，与第二交指单元连接；其中，交指结构21用于提供电磁带隙结构的电容，电感结构22用于提供与电容串联的电感；以及电磁带隙结构用于根据电容和电感对预设频率的电磁信号进行隔离。

[0100] 需要说明的是，为了区分与上述实施例的不同，本实施例中相同的结构采用了不同的附图标记，下述实施例相同，后续不再赘述。

[0101] 其中，带隙隔离区ZZ的形状例如可以包括方形、圆形或椭圆形，本实施例进行具体限定。当带隙隔离区ZZ的形状为方形时，电感结构22的形状为折形，当带隙隔离区ZZ的形状为圆形或椭圆形时，电感结构22的形状为弧形。交指结构21的个数可以为一个，也可以为多个，例如为4个，当交指结构21的个数为多个时，电感结构22的两端分别与相邻设置的两个第二交指单元212连接。图9仅以一个交指结构21进行示例性说明。

[0102] 具体的，可通过控制交指结构21的长度(例如，第一交指单元211和第二交指单元212的长度)控制电磁带隙结构的谐振频率，从而滤除指定频率的射频耦合信号。同时，交指结构21可提供电容，相比于传统的电磁带隙结构不需要背面的金属层(即参考地层)来提供电容，且不需要周期布置多个单元来提供耦合电容，实现了结构的小型化。

[0103] 上述各技术方案，通过第一交指单元和第二交指单元构成交指结构，一方面此交指结构的长度可控，进而可以灵活的调整电磁带隙结构的谐振频率，达到滤除指定频率射频耦合信号的效果，降低通道之间的干扰；另一方面，交指结构提供电容，因此相比于现有技术中的电磁带隙结构，本实施例的交指结构不需要背面的地板来提供电容，且不需要周期布置多个单元来提供耦合电容，且交指结构对于位于其下方的金属参考平面没有特殊的要求，该电磁间隙结构能够实现单个单元工作的性能，适合空间紧凑的系统。

[0104] 在上述方案的基础上，可选的，继续参见图9，第一交指单元211包括条形凸起，第二交指单元212包括U形凹陷；其中，条形凸起的一端与外围金属片20连接，另一端插入U形凹陷中。

[0105] 图10是本实用新型实施例提供的又一种电磁带隙结构的结构示意图。在上述方案的基础上，可选的，参见图10，第二交指单元212还包括两条平行条形结构；条形凸起的一端与外围金属片20连接，另一端插入两条平行条形结构之间的区域中；其中，相邻交指结构21之间的第二交指单元212结构相异。

[0106] 基于同样的发明构思，本实用新型实施例还提供了一种电磁带隙结构。图11是本实用新型实施例提供的又一种电磁带隙结构的结构示意图，参见图11，电磁带隙结构具有椭圆形带隙隔离区XX和环绕椭圆形带隙隔离区XX设置的外围金属区PP，电磁带隙结构包括：外围金属片30，设置在外围金属区PP中；四个交指结构31，包括两个第一交指结构311和两个第二交指结构312；两个第一交指结构311对称分布在椭圆形带隙隔离区的长轴上，两个第二交指结构312对称分布在椭圆形带隙隔离区的短轴上；以及四个弧形电感单元32，相邻的交指结构31之间均通过一个弧形电感单元32电连接；其中，交指结构31与弧形电感单元32交替电连接，用于对对称分布于电磁带隙结构两侧的至少两个射频部件所发射的预设频率的射频信号进行隔离；其中，预设频率的射频信号为毫米波信号。

[0107] 可选的，第一交指结构311包括第一条形凸起和U形凹陷；第一条形凸起的一端与外围金属片30连接，另一端插入U形凹陷中；以及第二交指结构312包括第二条形凸起和两条平行条形结构；第二条形凸起的一端与外围金属片30连接，另一端插入两条平行条形结构之间的区域中；其中，U形凹陷的两端，各通过一个弧形电感单元32与第二交指结构312中的一条条形结构连接，以形成一条曲线段。

[0108] 可选的，曲线段分别与外围金属片30、第一条形凸起和第二条形凸起之间的间距均相同。

[0109] 其中，增加条形凸起的长度或者减小交指结构31之间的距离，可以有效增加电磁带隙结构的电容；增加弧形电感单元32的长度可以有效增加带隙结构的电感；在一定的电容和电感的条件下，可以构成对特定频率的滤波电路。另一方面，增大椭圆形的尺寸(交指结构32条形凸起的长度不变)，可以降低该电磁带隙结构的谐振频率，从而滤除较低频的射频耦合信号；反之，减小椭圆形的大小(交指结构32条形凸起的长度不变)，可以提高该电磁带隙结构的谐振频率，从而滤除较高频的射频耦合信号。

[0110] 需要说明的是，通过调整U形凹陷和第一条形凸起和第二条形凸起的长度可实现本申请实施例提供的电磁带隙结构的谐振频率的调整，进而达到滤除指定频率电磁波的效果的原理可参见传统的相关原理，在此不做详细介绍。

[0111] 上述各技术方案，一方面此第一交指单元和第二交指单元的长度可控，进而可以灵活的调整电磁带隙结构的谐振频率，达到滤除指定频率射频耦合信号的效果，降低通道之间的干扰；另一方面，交指结构提供电容，因此相比于传统的电磁带隙结构，本实施例的交指结构不需要背面的地板来提供电容，且不需要周期布置多个单元来提供耦合电容，且交指结构对于位于其下方的金属参考平面没有特殊的要求，该电磁间隙结构能够实现单个单元工作的性能，适合空间紧凑的系统。

[0112] 如图12所示，在一个可选的实施例中，上述各实施例中电磁间隙结构100可应用于隔离相邻天线110的传输线，即在相邻通道DD的传输线之间的区域中，可设置至少一个上述的电磁间隙结构100进行电磁隔离，且当该电磁间隙结构100为椭圆形的结构时，其长轴要垂直于各通道DD的传输线的延伸方向，也即椭圆形的电磁间隙结构100的短轴与各通道DD的传输线的延伸方向平行，以隔离相邻通道DD的传输线之间的干扰。同时，为了提升相邻各通道DD的传输线的隔离度，还可沿传输线的延伸方向依次设置多个椭圆形的电磁间隙结构100，而为了进一步提升相邻两根天线之间的隔离度，还可在各通道DD所连接的天线辐射结构(图中未示出)之间也设置上述的一个或多个电磁间隙结构100。

[0113] 本实施例中的电磁带隙结构100可对两侧的天线110所发射的预设频率的射频信号进行隔离；其中，预设频率的射频信号例如可以为毫米波信号。

[0114] 可选的，继续参见图12，电磁带隙结构100可与天线110的传输线设置在同一金属层中，即电磁带隙结构100与天线110的传输线可为在同一金属层采用相同或同一刻蚀工艺而形成的器件结构。

[0115] 图13是本实用新型实施例提供的一种射频天线结构的剖视图，图14是本实用新型实施例提供的一种中间金属层的俯视结构示意图，图15是图12提供的顶部金属层和图14提供的中间金属层叠合后的结构示意图。如图12、图13、图14和图15所示，该射频天线结构可包括依次叠置的底部金属层5000、第二介质层4000、中间金属层3000、第一介质层2000和顶部金属层1000等；其中，电磁带隙结构100与天线110的辐射结构设置在同一金属层中，也可以在天线110的传输线所在的金属层设置上述的电磁带隙结构，例如上述的传输线、辐射结构及电磁带隙结构均可设置在顶部金属层1000中，且可利用金属通孔CC通过中间金属层300实现传输线与辐射结构之间的电连接。

[0116] 具体的，任一根天线110均可包括一通道DD，各根天线110的通道DD可分别通过金属通孔CC连接至中间金属层3000；其中，电磁带隙结构100设置在相邻天线110的通道DD之间的区域中，即电磁带隙结构100可设置在顶部金属层1000和/或中间介质层3000中。

[0117] 可选的，可通过对顶部金属层1000进行蚀刻，形成电磁带隙结构100以及天线110的部分结构(如图15所示)。因为电磁带隙结构100位于顶部金属层1000中相邻通道DD之间，所以可以降低相邻通道DD之间的耦合强度。

[0118] 需要注意的是，本申请实施例的射频天线结构具有多样化形，即射频天线结构还可以是其他结构的天线，只要在相邻天线110之间，例如传输线之间和/或辐射结构之间，设置有上述的电磁带隙结构来提升相邻天线之间电磁隔离度即可。

[0119] 具体的，参见图16和图17，图16是没有设置电磁带隙结构的隔离度示意图，图17是具有本实用新型实施例提供的电磁带隙结构(即图15所示结构)的隔离度示意图。通过图16和图17可以得出，大约在关注频段是25-30dB，通过本实用新型实施例提供的电磁带隙结构在关注频段实现了有效的隔离，在频带能普遍实现5-8dB的隔离度提升，在个别频点能够实现20dB以上的提升。

[0120] 在上述方案的基础上，可选的，底部金属层5000还包括参考地单元；其中，电磁带隙结构100只要在参考地单元所在平面的垂直投影与参考地单元至少部分交叠。

[0121] 其中，本实施例中针对射频天线结构不用设置完整的参考地，即基于需求只需设置部分甚至无需设置参考地层，也即本申请中的射频天线结构无需接地，就能实现天线之间更优的电磁隔离度，从而大大提升射频天线结构分布的灵活性。

[0122] 可选的，各根天线还包括馈电线及通过馈电线连接的多个辐射单元或者辐射片(图中未示出)，用于发射或接收射频信号，即馈电线的一端与上述多个辐射单元连接，而另一端则连接至对应的通道；其中，电磁带隙结构可仅设置在相邻天线的通道之间，也可沿天线的延伸方向依次设置多个电磁带隙结构，在相邻天线之间形成一个条形隔离带，以进一步提升相邻天线之间的电磁隔离度。

[0123] 需要说明的是，图12、图13、图14和图15仅示例性的展示了一种射频天线结构的结构图，只要可以利用上述实施例提供的电磁带隙结构滤除相应频率射频耦合信号的射频天线结构均落入本实用新型的范围内。

[0124] 本技术方案，通过将电磁带隙结构应用于射频天线结构中，有效的滤除指定频率射频耦合信号的效果，进而提高接收信号的质量。

[0125] 注意，上述仅为本实用新型的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本实用新型不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本实用新型的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本实用新型进行了较为详细的说明，但是本实用新型不仅仅限于以上实施例，在不脱离本实用新型构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本实用新型的范围由所附的权利要求范围决定。

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电磁带隙结构及射频天线结构

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