[发明专利]凹槽型共面波导结构的毫米波射频微机电系统双频移相器

说明书

技术领域

本发明涉及一种双频移相器。 

背景技术

随着科技的不断发展，各类通信系统所需要的电子组件部件向着短、小、轻、薄、高可靠性、高速度、多波段、多极化的方向快速发展。在性能方面，迫切需要能够同时工作在多个频率点、电磁兼容性好、不易受电子干扰、雷达散射截面(RCS)小、具有隐身/反隐身特性的高性能天线与设备。而移相器作为雷达和天线的核心组件中最重要的部分，移相器的工作频带、插入损耗直接影响着这些设备的抗干扰能力和灵敏度，以及系统的重量、体积和成本。因此，实现移相器同时工作在多个频率是十分必要的。 

传统移相器具有功耗高、插入损耗高、可靠性差、成本高等缺点。而且应用传统移相器来设计毫米波段(如Ka波段)相控阵的馈电网络是行不通的，因为阵元的间距在毫米数量级，甚至已小于元器件的物理尺寸。而且在毫米波相控阵中往往需要数量更多的阵元和移相器，采用传统微带电路所形成的阵元间的散热以及互耦问题等都制约该技术的发展。所以需要寻找新型的移相器电路、材料和结构来达到更高的指标和更低廉的成本。而由于射频微机电系统(RF MEMS)技术国内发展并不成熟，再加上要求在两个频率下实现稳定工作，要实现双频射频微机电系统(RF MEMS)移相器的设计是极为困难的，现有存在这一种锯齿形共面波导结构的毫米波MEMS移相器，但锯齿形结构的移相器需要较大的激励电压，并且，同槽线形移相器相比，结构变化难度较大，较难控制谐振点的位置。 

发明内容

本发明为了解决现有传统移相器功耗高、插入损耗高、可靠性差、成本高等缺点，还为了解决现有毫米波射频微机电系统双频移相器激励电压大、结构复杂、较难控制谐振点的问题，而提出了凹槽型共面波导结构的毫米波射频微机电系统双频移相器。 

本发明由n个金属桥4、n个绝缘的介质基片5和共面波导6组成，所述共面波导6包括基板1、信号线2和两根地线3，信号线2固定在基板1上表面的中间，在信号线2的两侧间隔固定有地线3，所述金属桥4跨在共面波导6的基板1上，相邻的两个金属桥4之间的距离为S，所述金属桥4与所述信号线2垂直，每个金属桥4的两端分别固定在共面波导6上的两根地线3上，介质基片5固定在金属桥4下方的信号线2的上表面，介质基片5的宽度与信号线2的宽度相同，信号线2沿纵向方向开有n组垂直表面的凹槽，每一组凹槽对应设置在介质基片5的下方并至少露出l₂长度，每一组凹槽由两个沿横向并行排列的矩形凹槽7组成，矩形凹槽7之间的距离为W₂，每一个矩形凹槽7的长度为l₁、宽度为G₂。

本发明的凹槽型共面波导结构的毫米波射频微机电系统双频移相器可同时工作在26GHz与35GHz，反射损耗在两个中心频率处可以达到-20dB，并且在两个相应的大于1GHz的工作带宽内，均可达到小于-10dB。同时，在两个工作带宽内，插入损耗均大于-2dB。并且仅采用一个七桥的移相器即可分别实现90度与180度的相移量，从而可以减小移相器的总体尺寸，并可减少电路中的电磁干扰。相对于以往的射频微机电系统(RF MEMS)移相器，本发明结构简单、条理清晰、逻辑严密，仿真结果相对理想，而且加工工艺简单，成本低廉，在性能方面，该移相器能在毫米波段的两个频率下稳定工作，适合安装在各类双频工作的相控阵天线、相控阵雷达与导弹导引头上。 

附图说明

图1是本发明的结构示意图；图2是本发明的俯视图；图3是信号线2的结构示意图；图4是本发明的侧视图。图5～图14是具体实施方式十所述的凹槽型共面波导结构的毫米波射频微机电系统双频移相器的射频仿真参数示意图。 

具体实施方式