[发明专利]一种平衡微带线过渡的全模双脊基片集成波导

说明书

技术领域

本发明涉及一种全模双脊基片集成波导，具体涉及一种平衡微带线过渡的全模双脊基片集成波导。

背景技术

传统的金属矩形波导具有低损耗、高功率容量而在微波领域中得到大量的应用，但它是非平面的结构，具有难于和平面的印刷电路板集成等缺点。印刷电路技术由于具有结构紧凑、易于和通信系统集成等特点，受到了广泛的关注。介质集成波导结构综合了金属矩形波导和平面印刷电路技术，从而在通信领域获得了广泛的应用，介质集成波导结构具有很多传统矩形波导的优点，可以印刷在平面电路板上，且损耗小、结构简单、易于集成，但由于其截止波长与波导截面尺寸成正比，在结构小型化和单模工作频带上受到限制，单模工作带宽较窄。

发明内容

本发明为解决现有介质集成波导单模工作带宽较窄的问题，进而提出一种平衡微带线过渡的全模双脊基片集成波导。

本发明为解决上述问题采取的技术方案是：本发明包括上层介质基片、中层介质基片、下层介质基片、上金属贴片、下金属贴片和四个平衡微带线，中层介质基片的上表面和下表面分别各贴有一个金属带条，上层介质基片、中层介质基片、下层介质基片由上至下依次叠加设置，且中层介质基片的两个端部外露，上金属贴片贴装在上层介质基片的上表面上，下金属贴片贴装在下层介质基片的下表面上，中层介质基片两个端部的上表面与下表面分别各贴装一个平衡微带线，且中层介质基片两个端部上表面的每个平衡微带线与位于中层介质基片上表面的金属带条连接，中层介质基片两个端部下表面的每个平衡微带线与位于中层介质基片下表面的金属带条连接，上层介质基片沿两个长边分别各设有多个第一上金属化过孔，上层介质基片的中部沿长度方向设有两排第二上金属化过孔，上层介质基片的中部沿宽度方向设有两排第三上金属化过孔，两排第二上金属化过孔与两排第三上金属化过孔组成一个矩形框体，下层介质基片沿两个长边分别各设有多个第一下金属化过孔，下层介质基片的中部沿长度方向设有两排第二下金属化过孔，下层介质基片的中部沿宽度方向设有两排第三下金属化过孔，两排第二下金属化过孔与两排第三下金属化过孔组成一个矩形框体，每个第一上金属化过孔与相对应的第一下金属化过孔连通，每个第二上金属化过孔和第三上金属化过孔分别与上金属贴片和中层介质基片上表面上的金属带条连接形成上脊，每个第二下金属化过孔和第三下金属化过孔分别与下金属贴片和中层介质基片下表面上的金属带条连接形成下脊，所述上脊和下脊形成双脊。

本发明的有益效果是：本发明引入了起过渡作用的截面积渐变的平衡微带线，该平衡微带线属于小尺寸的TEM波传输线，这种传输线的端口尺寸很小，可以提高整个传输线系统的高次模的截止频率，能有效滤除低频段的高次模，平衡微带线与脊平面内的两个金属带条相连，而不是与波导上层介质基片的上表面金属贴片和下层介质基片的下表面金属贴片相连，降低了平衡微带线的端口电压，从而降低了平衡微带线的等效输入阻抗，容易与双脊波导匹配，截面积渐变的平衡微带线起到了阻抗匹配作用；双脊波导相比矩形波导具有主模场的截止波长较长的特点，在相同的工作波长时，波导尺寸可以缩小，主模和其它高次模截止波长相隔较远，因此，单模工作频带较宽，等效阻抗较低，可以与低阻抗的同轴线或微带线匹配；不具有过渡结构的单纯双脊基片集成波导的多模传播系数较高，且单模传输的频率范围也显著减小，仅为绝对带宽仅为具有过渡结构的40%，而本发明的双脊基片集成波导能在2.5-9.0GHz的频带内实现高效传输，单模工作带宽达到2.6，将应用于C波段以上较大频段的介质集成波导的应用范围搬移到S频段，可以在微波的S波段的电路设计中广泛地使用这种复合结构的波导，双脊波导在高频工作频段内的插入损耗在0.25Np/波长以下；本发明的双脊波导为平面印刷波导，采用双面印刷电路工艺生产，可以作为印刷电路的一部分集成到大规模电路中去，本发明尺寸小，易于集成，能够大规模生产，且加工难度低。

附图说明

图1是本发明的整体结构示意图，图2是本发明主视图，图3是图2的俯视图，图4是图2的仰视图，图5是本发明波导的功率传输系数仿真结果曲线图，图6是本发明波导的功率传输系数实验结果曲线图。

具体实施方式